機(jī)械工程材料應(yīng)用及前景展望分析

劉明東

摘 要：為使機(jī)械工程材料得到更好的應(yīng)用以及發(fā)展，需要對(duì)相關(guān)的資源浪費(fèi)、高能耗等問題進(jìn)行有效解決?；诖?，本文首先對(duì)機(jī)械工程材料的概念與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行說明，隨后對(duì)機(jī)械工程材料的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，最后闡述對(duì)機(jī)械工程材料發(fā)展前景的展望，以供相關(guān)人士的閱讀與分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程材料;應(yīng)用;前景展望

引言

機(jī)械工程材料對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、維修等方面有著極為重要的影響，它不僅是機(jī)械工程當(dāng)中的核心內(nèi)容，也是影響機(jī)械工程可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此，如何在低能耗、高質(zhì)量的基礎(chǔ)下，對(duì)機(jī)械工程材料進(jìn)行合理的選擇，是現(xiàn)階段機(jī)械工程領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究問題。

一、機(jī)械工程材料的基本概念與實(shí)際應(yīng)用

（一）機(jī)械工程材料的基本概念

所謂機(jī)械工程材料是指，被用以制造、生產(chǎn)各類機(jī)械零件與構(gòu)件的基礎(chǔ)材料，以及在進(jìn)行機(jī)械制造過程中所使用的工藝材料。在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，因機(jī)械工程的涉及面較廣，所以材料種類繁多，而根據(jù)其基本性質(zhì)，可將機(jī)械工程材料分為金屬材料、非金屬材料兩大種類;其中的金屬材料可分為黑色金屬、有色金屬兩種[1]。盡管有色金屬的使用量只占金屬材料的5%左右，但因其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性較為良好，并具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，所以在機(jī)械工程中占有重要地位。非金屬材料還可細(xì)分為無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料;其中的無機(jī)非金屬材料，不僅包括陶瓷、玻璃、水泥以及耐火材料，還包括碳化硅、氮化硅等新型材料，而有機(jī)高分子材料則包括木材，橡膠等天然有機(jī)材料，以及合成樹脂。

（二）機(jī)械工程材料的實(shí)際應(yīng)用

1.有色金屬類機(jī)械工程材料的實(shí)際應(yīng)用

首先，鋁以及鋁合金的應(yīng)用。鋁以及鋁合金具有密度小、導(dǎo)熱強(qiáng)、可塑性強(qiáng)，以及性價(jià)比高等特征。而這也是鋁以及鋁合金被廣泛的應(yīng)用在交通運(yùn)輸、航空航天等行業(yè)部門。例如，由于鋁鋰合金所具有低密度、優(yōu)質(zhì)的低溫、耐腐以及超塑成型性能，因此被公認(rèn)為航空、航天領(lǐng)域中比較理想的結(jié)構(gòu)工程材料。當(dāng)前，鋁鋰合金因自身的優(yōu)勢(shì)，被作為儲(chǔ)箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)的材料得到了更為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，鋁基復(fù)合材料可以在一定范圍內(nèi)，對(duì)鋁合金、鋼以及陶瓷等常用汽車材料進(jìn)行替代，并被用于汽車一些關(guān)鍵性零件的生產(chǎn);特別是在高速運(yùn)動(dòng)的零件生產(chǎn)中，這類材料對(duì)降低運(yùn)動(dòng)慣性、改善排放以及汽車綜合性能的提升，有著非常積極的作用，而且在汽車領(lǐng)域中還擁有著良好的發(fā)展與應(yīng)用前景。

其次，鎂以及鎂合金的應(yīng)用。良好的物理性能與機(jī)械加工性能，是鎂以及鎂合金最為顯著的特征與優(yōu)勢(shì)，此外鎂具有極為豐富的自然儲(chǔ)量，因此被認(rèn)為是應(yīng)用最為廣泛且極具發(fā)展前景的輕量化材料，同時(shí)它也是重要的綠色金屬材料[2]。鎂合金通常被用于汽車、摩托車等交通產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中，而鎂作為輕便金屬在汽車減重，以及性能改善中所具有的價(jià)值，已得到更為廣泛的應(yīng)用。此外，電子信息以及儀器、儀表等行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，也為鋁合金的應(yīng)用提供了新的途徑;隨著對(duì)電子設(shè)備儀器輕薄、微型、抗摔等要求的不斷提升，再通過對(duì)電磁屏蔽、散熱以及環(huán)保等方面的綜合考量，鎂合金成為了相關(guān)行業(yè)中的首選材料。

2.黑色金屬類機(jī)械工程材料的實(shí)際應(yīng)用

鋼鐵材料是現(xiàn)階段較為常用的黑色金屬材料，它常被用于重要的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)當(dāng)中。隨著鋼鐵工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在不斷地發(fā)生變化、調(diào)整，其產(chǎn)業(yè)集中度也得到了進(jìn)一步的提升。在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楦黝惞I(yè)生產(chǎn)行業(yè)、電力系統(tǒng)、石油機(jī)械與輸油管道、建筑建材與設(shè)備等。

二、機(jī)械工程材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

首先，以經(jīng)濟(jì)適用性的角度分析機(jī)械工程材料的應(yīng)用現(xiàn)狀。當(dāng)前，在對(duì)工程材料進(jìn)行挑選時(shí)，需要對(duì)材料的適用性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮。例如，在機(jī)械的鑄造工藝中，為保證材料的吸氣性、收縮性、以及流動(dòng)性的良好，必須在鍛造前考慮所用材料的抗壓性能是否良好、鍛造后能否進(jìn)行有效的冷卻等因素，這樣才能使材料的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值得到充分發(fā)揮[3]。同時(shí)，還要考慮到工程預(yù)算的情況，這樣才能夠?qū)C(jī)械工程的整體投入成本進(jìn)行更合理地控制。

其次，以環(huán)保節(jié)能的角度進(jìn)行分析。為實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需求，現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)，必須嚴(yán)格遵循相關(guān)自然生態(tài)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)資源的合理利用，以便保證生態(tài)的平衡。當(dāng)前，被應(yīng)用于工程制造的各項(xiàng)材料基本都是不能再生的一次性資源;如果對(duì)材料進(jìn)行毫無節(jié)制的過度運(yùn)用，就會(huì)導(dǎo)致其迅速地消失，進(jìn)而會(huì)使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙。因此，在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)前，必須對(duì)材料的選擇與應(yīng)用做好科學(xué)、合理的規(guī)劃，這樣既能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，還可以達(dá)成環(huán)境保護(hù)的目的。

三、機(jī)械工程材料的發(fā)展前景展望

（一）實(shí)用性機(jī)械工程材料的發(fā)展

機(jī)械材料自身所具有的實(shí)用性，是機(jī)械工程進(jìn)行材料選擇時(shí)，必須進(jìn)行考慮的重要因素。材料在機(jī)械工程中的應(yīng)用，必須要根據(jù)設(shè)計(jì)工藝的要求，進(jìn)行相應(yīng)的鑄造、加工以及處理。而相關(guān)的工藝過程，對(duì)材料特性具有非常嚴(yán)格的要求，這使得在對(duì)材料進(jìn)行選擇時(shí)，其必須滿足相應(yīng)的工藝要求;同時(shí)，必須要在滿足生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上，保證相關(guān)的生產(chǎn)加工過程滿足設(shè)計(jì)的需求。在對(duì)實(shí)用性零件進(jìn)行生產(chǎn)加工時(shí)，必須考慮到所用材料的耐磨性能、以及強(qiáng)度等特性，以便可以更好地滿足生產(chǎn)與使用要求。

（二）低能耗類機(jī)械工程材料的發(fā)展

為使經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及生態(tài)得到更為穩(wěn)定的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。為保證機(jī)械工程的可持續(xù)發(fā)展，就需要使工程設(shè)計(jì)和所選材料具有低能耗、無污染的特性，低能耗無污染。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用更為環(huán)保的方式對(duì)材料進(jìn)行加工，以便對(duì)能源損耗進(jìn)行有效控制。在當(dāng)前的機(jī)械加工、處理工作中，熱處理會(huì)對(duì)機(jī)械材料的性能產(chǎn)生極大的損壞，并且還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免對(duì)熱處理的應(yīng)用，同時(shí)要選擇冷軋、熱軋狀態(tài)下，自身性能可以得到更好發(fā)揮的材料。在必須要應(yīng)用熱處理加工時(shí)，需要對(duì)其加工流程進(jìn)行科學(xué)的簡化，以便對(duì)能源損耗、污染等進(jìn)行合理控制。

（三）可回收類機(jī)械工程材料的發(fā)展

機(jī)械工程中，其所應(yīng)用的大部分零件都是由金屬材料制成的，但需要注意的是金屬產(chǎn)量與儲(chǔ)量是有限的，隨著機(jī)械工程對(duì)金屬材料的不斷消耗，其儲(chǔ)量也在逐步減少，而這會(huì)對(duì)機(jī)械工程的發(fā)展造成嚴(yán)重的限制與阻礙[4]。以鋼鐵為例，其在機(jī)械工程中的應(yīng)用非常廣泛，同時(shí)鋼材的類型也較多，這對(duì)后續(xù)回收工作造成了一定困難，進(jìn)而使鋼材資源在使用、回收的過程中出現(xiàn)了浪費(fèi)的問題。在回收的過程中，將不同類型的金屬元素混合在一起，會(huì)造成嚴(yán)重的金屬資源浪費(fèi)。所以，為保證機(jī)械工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須選擇能夠進(jìn)行可回收類的機(jī)械加工材料進(jìn)行運(yùn)用。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，使工業(yè)體系也在逐步地完善，并也隨著機(jī)械化建設(shè)的發(fā)展得到了有效創(chuàng)新。這使機(jī)械工程生產(chǎn)建設(shè)進(jìn)入到了全新的發(fā)展領(lǐng)域，同時(shí)工程材料的浪費(fèi)，以及污染問題也亟須得到解決。因此，必須推進(jìn)機(jī)械工程材料的可持續(xù)性發(fā)展，這樣才能使機(jī)械工程行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展得到有效保障。

參考文獻(xiàn)：

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[4]范愛華.高分子材料工程的應(yīng)用與發(fā)展分析[J].中國室內(nèi)裝飾裝修天地，2020，000（009）：54.