金屬材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的選擇與應(yīng)用

孫樂維

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453000）

在新的歷史時(shí)期，我國機(jī)械制造行業(yè)相比過去有了質(zhì)的飛躍，而取得快速發(fā)展的重要原因就是對(duì)于金屬材料的應(yīng)用和選擇。在發(fā)展過程中也出現(xiàn)了環(huán)境惡化以及資源枯竭等問題，因此在發(fā)展過程中需要我們基于綠色環(huán)保生產(chǎn)理念，合理利用資源和選擇材料，這樣才能促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)健康的發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)金屬材料選擇的原則

1.1 荷載的性質(zhì)和荷載的大小

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)來說，金屬材料的荷載性質(zhì)以及荷載大小一直都是人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)內(nèi)容。金屬材料具有良好的荷載力以及可塑性，那么制造出來的機(jī)械設(shè)備就會(huì)具有優(yōu)異的性能，能夠有效地提升機(jī)械設(shè)備的工作效率。 同時(shí)不同的機(jī)械設(shè)備在外觀上會(huì)存在很大的差異性，在選擇材料時(shí)應(yīng)該考慮到載荷大小和可塑性，這樣才能有效地提升機(jī)械設(shè)備的性能，使之能夠滿足各方面的標(biāo)準(zhǔn)要求，更好地發(fā)揮出機(jī)械設(shè)備的功能。

1.2 零件所處的工作環(huán)境

金屬材料能夠廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中和設(shè)備的工作環(huán)境是息息相關(guān)的，對(duì)于機(jī)械制造來說，應(yīng)該根據(jù)零件的工作環(huán)境要求，選擇合適的金屬材料。譬如說金屬里面的鋁，有著很強(qiáng)的耐腐蝕性，生產(chǎn)的設(shè)備能夠在濕熱的環(huán)境中使用，只有合理選擇材料，才能有效發(fā)揮設(shè)備的性能。

1.3 材料的加工性能和材料的結(jié)構(gòu)

在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于金屬材料的加工性能是需要我們重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，有些零件有著非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以通過板材沖壓以及鑄造毛坯等手段進(jìn)行制造。金屬材料的加工性能具有多方面的內(nèi)容，譬如說沖壓性、焊接性以及鑄造性，在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造中，需要綜合考慮材料能否滿足這些要求。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中金屬材料選擇與應(yīng)用的注意內(nèi)容

2.1 金屬材料的經(jīng)濟(jì)性和適用性

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域選擇金屬材料時(shí)，需要綜合考慮到金屬材料的經(jīng)濟(jì)性和適用性，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方位的檢測(cè)，從而促使機(jī)械設(shè)備能夠有效發(fā)揮出金屬材料的性能，與此同時(shí)，在生產(chǎn)制造過程中，還應(yīng)該滿足經(jīng)濟(jì)性的要求。在眾多的金屬材料中，碳素鋼是應(yīng)用最為廣泛的金屬材料，在生產(chǎn)制造中有著非常優(yōu)異的加工性能，并且自身有著非常高的性價(jià)比。但是碳素鋼，自身存在一定的缺陷，例如強(qiáng)度和韌性存在不足，為了改進(jìn)這個(gè)缺點(diǎn)，人們?cè)谏a(chǎn)制造過程中添加一定比例的合金元素，使碳素鋼升級(jí)成合金鋼。這樣既能發(fā)揮出碳素鋼的性能，又能有效的改善金屬材料的韌性和強(qiáng)度，使合金鋼具備良好的耐腐蝕性在金屬材料的選擇與應(yīng)用中，需要采用科學(xué)的生產(chǎn)工藝，譬如說通過鑄造工藝生產(chǎn)的設(shè)備應(yīng)該具有優(yōu)異的收縮性和流動(dòng)性，通過焊接工藝生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備應(yīng)該具有優(yōu)異的沖壓性能，既符合適用性的要求，也符合經(jīng)濟(jì)性的要求，要綜合考慮到金屬材料的生產(chǎn)費(fèi)用和加工費(fèi)用以及對(duì)于機(jī)械設(shè)備的利用率等，科學(xué)合理的選擇金屬材料。

2.2 機(jī)械材料應(yīng)用選擇的環(huán)保性和節(jié)能性

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)該科學(xué)的選擇合適的金屬材料，在材料選擇的過程中，應(yīng)該考慮到環(huán)保性，并基于這個(gè)基礎(chǔ)對(duì)金屬材料進(jìn)行選擇。在材料加工環(huán)節(jié)應(yīng)該盡可能的選擇污染小的金屬材料，秉持綠色生產(chǎn)的經(jīng)營理念，不斷優(yōu)化金屬材料加工和生產(chǎn)工藝，減少工業(yè)廢氣的排放，同時(shí)根據(jù)機(jī)械設(shè)備的使用要求，通過熱軋和冷軋的生產(chǎn)工藝提升機(jī)械設(shè)備的性能，延長機(jī)械設(shè)備的使用年限，通過這種生產(chǎn)工藝還能夠有效的減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。在選擇金屬材料時(shí)應(yīng)該優(yōu)先選擇一些可再生的金屬材料，通過這種途徑和方式，能夠有效的減少經(jīng)濟(jì)支出，并且對(duì)生態(tài)環(huán)境也有很好的保護(hù)作用。機(jī)械制造企業(yè)，應(yīng)該優(yōu)先選擇一些沒有危害性的金屬材料，譬如說多選擇一些金屬泡沫的新型材料，一般來說，這類材料對(duì)環(huán)境和人體都沒有很大的危害，這類材料的使用也符合國家對(duì)于環(huán)保的要求。在傳統(tǒng)金屬材料生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)反應(yīng)，并且隨之會(huì)出現(xiàn)很多的有毒氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成重要的影響，同時(shí)也危害著人們的身體健康，通過使用新型金屬材料能夠有效的避免這個(gè)問題，這些新型材料生產(chǎn)過程中不會(huì)出現(xiàn)有毒物質(zhì)，并且能夠循環(huán)使用，也具有很高的經(jīng)濟(jì)性。

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)該科學(xué)的選擇金屬材料，在生產(chǎn)過程中需要我們重點(diǎn)關(guān)注材料的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，機(jī)械化水平會(huì)越來越高，金屬材料的重要性也會(huì)得到有效的顯現(xiàn)，因此應(yīng)該堅(jiān)持節(jié)能環(huán)保的發(fā)展原則，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。