淺析機械設計過程中機械材料的選擇和應用

高建偉

四川華宇石油鉆采裝備有限公司 四川自貢 643010

在近幾年，社會大眾的基本生存質量有了明顯的提升，生活需求也出現(xiàn)了較大的變化，傳統(tǒng)的工作方式已經不能滿足現(xiàn)代社會的生活需要。就生活的角度而言，人們的日常生活方式發(fā)生了翻天覆地的變化，開始追求更高的生活品質。從工作的層面來說，現(xiàn)階段人們的工作節(jié)奏早已不可同日而語，人們對高科技機械設備產品的需求數(shù)量猛增，使人們的工作效率得到大幅度的提高。因此，在機械設計的過程中，需要從多方面進行考量。選取性價比高的機械產品，這是推動其發(fā)展的根本[1]。

1 機械設計中材料選擇與應用的重要性

隨著機械設備需求量的提升，人們對機械設計的質量和性能的要求也越來越高，在市場大環(huán)境的推動下，做好機械設計工作，對于推動機械行業(yè)的發(fā)展有著相當重要的作用。機械材料是構成機械設計的主要設備和元素，在選擇材料時，不僅要符合機械設計的相關要求和標準，更要緊跟社會的發(fā)展，滿足各個相關行業(yè)的需求。在應用材料前，設計人員要進行相關的檢驗操作，確定材料是否會對機械設計的質量產生影響，其次，要保證所選的材料具備實用性，符合經濟環(huán)保的原則，從而促進機械行業(yè)的多元化發(fā)展。尤其是在當前我國經濟可持續(xù)發(fā)展原則下，機械設計的材料選擇更是需要綜合多方面的信息，重視材料選擇和機械應用的重要性，對目前的新型材料進行科學合理的選擇，保證機械設計的長遠發(fā)展來看，切實保障機械產品的性能，促進行業(yè)的良性發(fā)展。

2 機械設計中材料的選擇與應用

2.1 載荷類型材料的選擇

在機械的設計環(huán)節(jié)中，對于多種元件和材料進行選擇，應該考慮到最終的使用效率。但是，在很多情況下，很多材料的選擇都沒有辦法得到具體的運用，因此，產生了很大的浪費。這類問題最主要的原因就是被淘汰材料或者是元件并沒有起到較為有效的載荷能力，因此，也就不能發(fā)揮出其材料本身的優(yōu)勢。所以，在對于機械進行設計的過程中，需要對于材料的載荷進行詳細的選擇，比如，可以使用低碳鋼滲碳等方法[2]。

2.2 選擇實用型、功能型的材料

機械設計的過程尤為嚴格和謹慎，故在挑選材料時需要注重材料的功能性、環(huán)保性以及實用性，從多種因素著手。如果立足于設計內容的層面，能明顯看出機械設計和藝術設計這兩者的概念有著明顯的差異，機械設計更注重實用性，并不過多地強調美感，根據(jù)具體設計目標有序地展開。在機械設計的期間，需要按照材料自身的基本特性展開設計，這點在熱切以及鍛造這兩種工序中體現(xiàn)得特別明顯。一般情況下，材料性質會對加工工序起到至關重要的作用，如果材料的質量等級較高，那么加工起來也就更加容易，同時材料的殘次品率也就會顯著性降低。

2.3 金屬材料環(huán)保節(jié)能

企業(yè)應當最大限度地利用有限的資源，保證金屬材料的最大化利用。首先，在實際的生產過程中，機械加工時應盡量處于冷軋與熱軋的狀態(tài)，以延長機械產品的使用壽命以及提高其性能，同時盡可能減少對環(huán)境的污染。其次，各種金屬材料的特性不同，因此在加工過程中所應用的加工環(huán)境也有所不同，機械制造企業(yè)應選擇熱處理工藝較少的金屬材料，通過這樣的方式減小能源的消耗，既保證經濟效益，也保證社會效益。最后，在機械設計過程中，可以選擇碳素鋼作為常用的基礎材料，在碳素鋼中加入特別的合金材料，彌補碳素鋼強度低的不足，也能夠通過這種方式提高材料的耐腐蝕性以及耐磨性，從而提高機械產品的最終性能[3]。

2.4 功能性材料的選擇和應用

在機械設計的過程中，需要對材料的制造進行多道工藝的處理，其中包括熱處理工藝、鍛造工藝、切割等，在完成材料工藝的處理后，為了確保所應用材料的性能，滿足產品的設計需求，需要選擇功能性和實用性更強的材料，以保證材料在處理后能夠滿足機械產品的性能需求。不僅如此，在實際機械產品設計中，實用性功能性材料的選擇和應用要根據(jù)設計產品不同的部件來決定，結合材料的屬性，實現(xiàn)材料在產品設計中的有效利用。在產品設計的具體規(guī)劃中，如果是磨損較嚴重的零部件，需要選擇硬度較高、韌性較強的材料，確保零部件的性能。

2.5 簡化材料構造

現(xiàn)階段，金屬材料的需求量是最大的。比如，在機械設計的過程中，僅鋼材這一項，材料就已經超過了100種，同時材料和材料之間也具有一定的差異性。盡管在機械設計的過程中可以非常容易挑選出所需鋼材，但是從回收利用的層面而言，還是有許多需要考慮的因素。雖然有一部分材料使用起來較為高效，但是在回收利用方面卻不盡如人意，與可持續(xù)發(fā)展理念背道而馳。在綠色環(huán)保觀念的大力推廣下，機械材料回收利用問題引起了社會大眾的高度重視。通常而言，在機械設計階段，需要防范材料混搭問題的出現(xiàn)。為確保機械設計的材料與設計主題相適宜，必須保證所使用的機械材料是可回收利用的，確?？沙掷m(xù)發(fā)展理念得到深入貫徹與落實。只有這樣，才能夠保證機械設計過程中的科學性與合理性。

3 結語

綜上所述，機械設計加工的材料選擇問題在整個機械制造行業(yè)中尤為重要。為了確保我國機械制造行業(yè)能夠穩(wěn)步發(fā)展，在開展一些工作時，技術人員首先要做的就是針對機械制造行業(yè)工程項目的實際情況選擇出合適的原材料，所選擇的原材料必須可靠合理，只有這樣才能夠幫助機械制造行業(yè)設計出更加完美的產品。