摘要：在化工机械的设计中，材料选择问题备受关注，特别是在我国经济现今提倡可持续发展和机械行业发展迅速的背景下，都使材料选择成为机械设计备受瞩目的环节，核心问题体现在环境保护与材料使用的相互协调中，本文即针对这一问题进行探讨。
关键词：化工机械；材料；选择；应用
1导言
大多数的化工设备在实际工作时都是在封闭的厂房或车间内进行，封闭的环境会造成设备生锈腐蚀，造成损坏。这是当前化工设备面临的最大的问题。同时，国家大力倡导工业生产的节能减排工作也对化工设备的设计提出了新的要求，因此，必须将环保技术与化工设计相结合，最大限度的降低生产过程中造成的环境污染。
2机械设计选材的重要性
机械行业在我国发展速度逐渐提升，大规模的生产使得原材料的消耗量也在不断加大，原材料的选用对机械生产质量、机械性能、机械使用寿命的影响非常大。原材料作为机械的主体，在机械设计环节中，就需要针对选材方面做好相应的计划与方案。而在如今资源损耗量越来越大的环境中，可使用资源已经呈逐渐减少的状态发展，机械生产又是有着大量资源消耗的特点，原材料供不应求的局面直接制约了机械事业发展。如何才能够保证选材适当，首先要对机械产品生产后的使用性能、用途、范围等进行综合考虑，并结合实际需要进行机械原理设计，其中新型材料的选用就是考虑内容之一。
3选择原则与选择指标
3.1节能与环保性能的统一
随着经济的快速增长，社会对于资源需求量也在持续上升。作为化工机械的材料，不少资源已经被大量开采，其中不少种类已因过度开采而成为了稀缺资源。资源的消耗与经济的增长成为一对主要矛盾，如果单纯地追求经济的快速发展，势必会严重影响到人们赖以生存的生态环境，所以，在化工机械设计中，选择材料时，不仅要注重节约成本，而且还要考虑到环境保护，做到节能与环保的有效统一，这不仅是可持续发展战略对机械设计作业的新要求，而且还关系到生态文明的建设与发展。具体来说，在机械铸件的作业过程中，要尽可能考虑到材料的环保问题，根据环保理念合理选择并使用材料，优化机械设计工艺。
3.2材料选择的参考指标
在化工机械的生产加工中，不同的工艺对于材料使用的要求并不全然相同。如在焊接工艺中，选择材料时要考虑到材料的冷镦性和冲压性特点；在铸造工艺中，材料最好要向高吸气性、高收缩性以及高流动性的方向发展；在切削工艺中，优先选择的是具有切削可操作性的材料；在热处理工艺中，材料应用应该关注到氧化脱碳性、过热敏感性以及淬透性等几个方面的性能。总之，机械设计的材料选择应该与零部件自身的制作工艺相协调，并以后者为参考指标。构成机械的基本元素是机械零件，机械零件的设计应该满足价格成本低廉并且具有相当工作能力的基本要求。
4化工机械设计中的材料选用
4.1载荷性材料
在化工实际生产过程中，化工设备通常面临以下两种情况：第一，在化工设备正常运作过程中，设备中的某一种或某一类零部件需要承受较多的作用力。较多的受力会使零件出现磨损甚至形变，造成设备使用寿命缩短，因此，对于一些在实际生产过程中受力较多的零件，需要考虑材料的耐磨性以及韧性等，可以考虑用强度较高韧性较强的在低碳钢中渗碳的方式进行这类零件的材料加工；第二，对于一些受力均匀的设备，实际生产过程中产生的力会均匀的施加在这些零件上，不论是挤压或是拉伸，零部件都可以保持受力平衡的状态，不会出现某一部分磨损速度较快的情况。
4.2常见钢材料的选择
在化工机械设计中，钢材是比较常用的机械材料之一。常用的钢材料有两种：碳素钢和合金钢。碳素钢加工出来的机械零件性能稳定，普遍适用于大对数种类的零件加工。除此之外，受国际钢铁价格的影响，国内碳素钢价格较低，使用碳素钢作为加工材料可以降低企业成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，碳素钢中由于其碳含量较高，在具有较高强度的同时韧性较低。对于一些体积较大的零件，由于零件的某些部分在实际使用时会受力较大，韧性不佳会导致零件损坏，因此不适合加工大体积零件。合金钢是在碳素钢的基础上与其他金属进行融合而成的一种钢材。合金钢不仅保留了碳素钢强度大的优点，而且新加入的金属会提供很好的韧性。合金钢的出现为机械加工产业提供的新的材料选择。
4.3材料的回收利用
随着国家大力倡导资源节约型社会，对于已经超出使用年限或由于技术进步而淘汰的老旧设备进行材料的重新回收利用也逐渐被人们所关注。化工机械设备在进行设计时主要选择金属作为设备的整体制作材料。但是，众所周知，当前在材料加工领域可供选择的金属材料超过一百种。如果一个化工设备在选材上选择金属种类过于复杂，在进行回收利用时，会给金属材料的分类工作带来难度。因此，我们要求在进行化工机械设计的时候对材料的选择尽量遵循单一性原则，尽量选择单一种类的合金，便于进行分类整理，进行废旧设备的回收利用。
4.4依据制作工艺选择合适的材料
在进行化工设备设计是要考虑到对零件进行制作时将会用到的制作工艺的不同。在对已经设计好的化工设备进行材料加工时，主要用到的制作工艺有铸造、切削、焊接等。不同的制作工艺都会对所使用的材料有不同的要求。例如在对材料进行切削时要考虑到所选材料是否容易切削；在进行铸造时要看材料是否便于铸造；在进行焊接时要看材料是否具有较强的抗压性。要依据不同的制作工艺对材料特性的不同要求对材料进行选择。
5在化工机械的设计过程中材料选择的注意事项
5.1经济性与实用性相结合，合理应用机械材料
针对化工机械设计材料的运用，首先要遵循经济性与实用性相结合的原则，为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一，需要充分考虑到两个方面的内容。
一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准，机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类，如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等，不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的，比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征，因此，在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。
二是需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计过程中，在保障各项材料符合工艺要求的前提之下，科学合理地对材料加工成本进行有效的控制，从而为后续工作的顺利开展奠定基础。
5.2环保性与节能性相结合，减少机械材料的损耗
针对化工机械设计材料的运用，需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则，从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展，不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾，如果一味地追求经济效益，势必会给社会的发展带来不利的结果，因此，对于化工机械设计材料的选择，不仅要考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中，做到环保性与节能性的统一，有利于促进我国生态环境社会的发展和建设，也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如說，在机械设计铸件的环节中，就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题，在环保观念下尽可能地合理使用材料，在最大程度上节约原材料和成本，减少不必要的能源消耗，从而做好化工机械设计工作。
6结束语
总之，随着近年来化工产业的大力发展，化工工艺及相关技术不断更新，对化工机械设备的要求也越来越高。通过对化工机械设计中材料选用的研究，选择合适的加工材料，在满足化工生产的实际应用的同时也可以进一步降低企业成本，提高机械设备的使用寿命，提高企业效益。
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论文作者:曹云娇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/27
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