机械设计材料选择和应用

　　本文以材料科学选取及应用重要性为切入点，阐述了材料选取与应用的基本要求，简要的分析了在材料选取中需要注意的问题，并提出了一些个人的看法。希望借助于笔者的分析，可以为其他机械设计者提供材料选择及应用内容上的参考和帮助。
　　
　　机械设备是人们生活必不可缺的成分。随着信息技术以及智能化技术的发展，如今机械设备在人们生活中的应用非常广泛。庞大的市场需求为机械行业提供了健康良好的成长空间，引起越来越多人的重视。机械设计对材料的选取有着很高的要求，材料的选取和应用是机械设计合理性的重要前提，对机械设备的质量、安全性、性能的影响非常显著。对此本文以机械设计的材料角度分析，材料的合理选取价值。
　　

　　1机械设计中的材料选取与应用重要性分析
　　
　　目前我国工业系统中的机械设备生产已经步入相对成熟的阶段，庞大的市场需求使得我国工业出现了机械设计材料短缺的问题。作为机械制造和设计的必要性前提，优质材料的选择既是机械生产的基础工作，同时也是机械生产的必要前提。为确保机械行业的健康发展，就必须注重机械材料选择的科学性与合理性，站在环境污染及经济性的角度看待机械设计材料的选取和应用。只有当设计人员意识到材料选取的合理性价值，才能够进一步制造出更加优质的机械产品，这对我国机械行业的可持续发展而言意义重大。
　　
　　2机械设计中的材料选取与应用要求
　　
　　2.1实用性。机械设计的第一步是考虑设计材料是否与设计目标相符，既设计材料能否满足设计与应用需求。这是因为机械材料的使用对于施工工艺有着一定的要求，不同材料的防腐、刚度、柔韧性、强度、抗拉能力是不尽相同的。此外在进行热处理、铸造、切削等工艺时，如果材料不满足工艺需要，则达不到机械材料的生产目的。因此为了确保机械材料的设计和应用价值，机械材料的合理性选择及应用非常关键[1]。2.2碳素钢与合金钢。目前碳素钢在机械材料的设计和应用非常普遍。碳素钢具有工艺高和价格亲民的特性[2]。不过站在实际应用的角度来看，碳素钢的机械设备有着一定的局限。如碳素钢在韧性和强度上不太理想，一些关键性的零部件，或中等及大型零部件的设计并不能使用碳素钢。一些科研人员为解决碳素钢的问题，在碳素钢的基础上融入了合金元素，这就是合金钢的由来。合金钢相对于碳素钢而言，有着更好的韧性与强度，并在此基础上获得了更好的渗透性能力。由于合金钢有着家伙的强度和韧性，因此合金钢也有着一定耐磨性的提升。此外为进一步提高合金钢的性能，在使用合金钢前一般还会利用淬火的方式，预防破裂纹的出现。这为合金钢的零部件质量提供了极大的保障。2.3无害。许多机械材料都会对人体健康造成一定影响，如果人类长期使用不健康的机械材料，生命必然会受到严重的威胁。如Cr+6就是一种会对人体健康造成严重影响的元素。
　　
　　此外还有As、Ni等元素。另外上述物质不仅会影响人类健康，更是会对水资源、土壤资源造成一定影响。为了避免重金属污染对后代的影响，在选取设计材料时，必须将安全性问题纳入其中。2.4载荷型。机械设计经常会出现材料无法正常使用的情况。这是因为以写材料的载荷能力较低，以及许多机械设备在长期的运转过程中，会出现零部件失灵的问题。在此过程中对机械操作影响最严重的因素就是材料的荷载问题。因此在挑选设计材料时，有必要根据机械材料的和在需求针对性处理，从而为机械设计提供性能更加稳定，质量更加初中的机械材料。2.5低耗材料。为保障机械行业健康可持续发展，机械材料的选择应当建立在环保性特征出发。机械材料的设计和制造，应减少热处理应对，站在环境污染的角度看待机械材料的性能及使用时间问题。机械材料的选择可以结合冷、热轧基础，根据这一基础选择性能更好的材料。如若必须进行热工艺处理程序，应尽可能选择步骤简便的工序，降低材料制造对环境的污染程度。
　　
　　3机械设计中的材料选取与应用注意事项
　　
　　3.1经济适用。加工工艺是目前老生常谈的话题，对材料设计具有深远的影响。站在可持续发展及绿色节能角度来看，适宜性是材料选取的第一原则。材料选取之间的差异性体现在不同的机械设备设计技术性差别。如铸造以及焊接等施工，就有着不同的施工工艺需要。为了确保机械设备的性能可以最大化体现，使机械设备的每一处零部件都可以发挥最大价值，涉及人员就必须在确保零部件可以体现需求性能的基础上，控制材料施工量。从而发挥出经济适用原则的意义。3.2节能环保。我国资源总量尚可，但人均资源占有量却极度稀缺。因此我国将可持续发展原则作为国民经济发展核心理念。企业必须在经营和生产中，将节能与环保的原则作为企业发展核心。对此设计材料的选取必须以节能环保为前提，切不可过度浪费。否则必然会为后人的生存带去安全的隐患。
　　
　　4结语
　　
　　综合本文的叙述可以看出，机械设计对材料的性能有着很大的依赖性，是确保机械设计行业向前发展的必要前提。为实现高质量的机械设备设计与制造，设计者必须站在设计需求的性能基础上，对材料的经济性、实用性以及优良性展开合理分析，选择性价比更高的设计材料。只有材料的材质选取更加合理，性能更加稳定，才能够保障人们的机械设备应用更加稳定、更加安全。这是推动机械设计行业发展，确保机械行业进步的关键。此外在决定机械设备零部件材料的选取时，除了要注意材质的搭配合理性以外，还要考虑零部件配合度及切合度等因素。