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摘要：机械设计中的重点问题是机械生产过程中原材料的正确使用、合理应用以及节能环保，这是需要考虑的问题。在我国资源紧缺的阶段，对资源的利用要更加合理。对于目前整个社会都在倡导的绿色环保问题，更应该加强对资源的合理、环保利用，对一些价格较高的新材料要首先考虑，尽量让更多的材料进行重复利用，做到节能环保，避免不必要的浪费，保护了资源的同时也减少了消耗量，提高机械生产效益的前提节约了生产成本，并使得机械企业长足稳定发展。本文对机械设计过程中机械材料的选择和应用进行探析。
关键词：机械设计；机械材料；选择；应用
我国经济正处于飞速发展的阶段，人类对于机械方面的设计要求日益提高，随着社会经济的发展，工业现代化的进程不断加快，对所有关联产业提出了更高要求，机械设计是基础性产业，其质量对工业产业的发展产生直接影响，因此应当予以重视机械设计中，选择材料是一个重要环节，如何根据设计需要选择合适的材料、在满足基本质量的前提下尽量节约成本。机械设计是机械行业中的基础工作项目内容，该项工作在整个机械行业工作中显得尤为重要，该方面的发展对我国的社会效益以及经济效益都有着显著性的影响。因此，对该项环节进行充分的研究是一项十分有意义的研究内容。
1机械设计中的材料的选择和应用意义
目前，我国的工业化发展十分迅速，由于相关体系不断的完善，机械设备的使用概率也在不断的提升，对机械设备的需求量也在不断的增加，这样的发展趋势导致我国的机械材料出现了短缺的现象。材料和机械设备是机械设计以及零件生产的过程中最为基本的元素，对材料提供有效的保证和恰当的使用，已经成为机械设计行业中可以进行可持续发展的重要因素。因此，在面对当前的状况，一定要将机械设计中使用的材料在选择方面的工作力度进行有效的加强，不仅要保证机械设计的过程中所采用的材料具有适合性和实用性，还要保证所采用的材料不会造成环境方面的污染以及资源方面的浪费，在选材时对材料的环保性和经济性要进行充分的考虑。通过不断的对机械设计材料进行良好的选择，从而对机械设计行业在未来发展过程中的稳定性起到推动的作用。
2机械设计常用材料分析
2.1金属材料
铸铁的液态流动性、易熔性良好，并且切削性、耐磨性、减震性符合多数零件生产要求，可被用于制造各种复杂零件。依据铸铁中碳的形态及存在形式，铸铁分为灰口铸铁、球墨铸铁，对灰口铸铁而言，内部的片状石墨可对机体产生分割作用，而且可引起应力集中效应，塑性低，铸造性良好。应用时常用的热处理方式有表面淬火、高温退火、去应力退火。球墨铸铁较灰口铸铁塑性高、强度强，应用中常使用淬火+回火、正火、退火等工艺处理。钢在机械设计中应用极为广泛，依据划化学成分，钢分为碳素钢、合金钢。其中碳素钢的优点较多，价格低廉、产量大、工艺性能及力学性能优良。依据含碳量多少，钢被分为多种类型。机械设计中为改善高碳钢的性能，常向其中加入一些特殊元素，形成合金钢。研究发现，合金钢性能除受其化学成分影响外，而且取决于采用的热处理工艺。铜合金分为轴承、黄铜、青铜合金等，具有优良的液体流动性与塑性，其中青铜合金的抗腐蚀性、减摩性良好，被广泛应用在机械设计中。
2.2高分子材料
高分子材料即将化合物作为基体，为满足使用要求而在化合物中掺入相应的添加剂或助剂，从而形成一种聚合物材料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高分子材料的生产原材极为广泛，获取便利，合成纤维、塑料等生活中使用率很高的材料就是高分子材料。这种材料可以从自然界的物质中提取，如天然气等，延展性高、加工能耗低，具备了较强的可再生性及可循环性。目前，在机械设计中，高分子材料正逐步代替很多金属材料，聚甲醛材料的耐磨性，使其代替金属材料成为齿轮、轴承等机械零件的使用材料。汽车制造业是高分子材料的主要使用领域，既减轻了汽车重量，又降低了能耗。
2.3复合材料
简单的说复合材料就是由两种或者两种以上的具有不同物理性质和化学性质组成的复合材料，所以在机械设计时它有其自己的特点和优点，相比金属材料，高分子材料以及陶瓷材料都有其特有的优点，在机械设计中也会根据实际需要而被采用。
3机械设计中材料的选择与应用策略
在对机械设计常用材料知识了解的基础上，为保证设计的零件满足要求，机械设计中还需要设计人员做好以下工作：
3.1明确机械设计要求
为保证机械设计中机械材料选择的科学、合理，设计人员应明确机械设计要求，把握设计工作的重点与难点，保证设计工作的顺利进行，尤其应注意以下问题：一方面，明确设计零件用途。机械零件用途不同，对零件性能的要求差别较大，直接影响材料的选择，因此，设计人员应结合零件用途，分析零件所处的运行环境，以及运行中的影响因素，对比分析不同材料的适用性。必要情况下，对零件所处的运行环境进行仿真模拟，掌握零件各种受力参数，选择针对性机械材料。另一方面，做好材料经济性分析。不同机械材料不仅性能差别较大，而且价格有较大差异，因此，机械设计中应做好成本的控制，对各待选材料的经济性进行分析，认真分析零件生产所需工艺，以及在生产中的人力、财力投入情况，确定最佳的机械材料应用方案。
3.2实用型材料的选择与应用
机械材料的应用要将使用性作为最基本的标准，根据机械设计中的零件性能及使用要求选择材料。此外，在机械设计中，需要依照具体的工艺指标进行材料加工，对于材料特性有严格的要求，铸造、锻造、焊接、切削、粘接、热处理等都需要相应的材料特性有不同要求，焊接时需要满足敏感性及使用性能，锻造时则需要材料能够可锻性、冷却度、热裂倾向性、冲压性等要求，因此，在选择和应用材料时，就必须满足这些工艺的要求，同时，满足机械零件及整体的性能和要求。在满足工艺和性能要求后，再选择经济性较高的材料。
3.3可循环利用以及回收处理
机械设计中所采用的材料绝大多数都是金属类的材料，并且采用的种类十分繁多，仅钢这一种材料就出现了上百种，在对材料进行循环利用过程中，诸多不同种类的材料需要混合在一起，这导致在对废料进行回收的时候，回收难度增加，同时，这对废料在循环利用方面造成更大的困难。为了让废料可进行有效的回收和利用，在对材料进行选择的同时需要注意材料的可循环性，一般选用具有单一性的合金对零件进行制造，而合金的组成元素越少越好，提高循环利用的概率。
结束语：
做好机械设计中材料的选择和应用有利于企业素质和国民经济的增长，也有利于我们企业在激烈的竞争中位于不败之地，但是随着国家的发展和进步以及科学发展观的提出对于机械设计中的材料的选择和应用逐渐提出了新的要求和挑战，所以作为我们首控工业设计有限公司，要做的就是积极探究机械设计中的材料的选择和应用，为企业的发展和国民经济的进步贡献自己的力量。
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论文作者:韩佳奇,徐洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/22
标签：材料论文; 机械设计论文; 零件论文; 机械论文; 性能论文; 铸铁论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第23期论文;