摘要：随着我国工业化发展进度不断加快，我国机械设计行业也进入了蓬勃发展时期，借助于多种科学技术促进了机械设计的创新和发展。在机械设计过程中有效利用新型技术，不仅能够提高机械工程的设计水平，也能够进一步提高机械的整体质量，使得各项生产活动中的故障问题得到有效控制。但是就目前来看，许多机械设计过程中存在着材料浪费和材料短缺等严重问题，在这种情况下就必须要采用新材料、新资源促进机械设计的持续发展。鉴于此，本文就针对机械设计中的材料的选择和应用做一些分析，并提出相应建议以供参考，希望能为机械设计中的材料的选择和应用提供有效参考价值。
关键词：机械设计；材料选择；持续发展
随着我国进入工业化时期，机械已经成为了各项生产活动中的主要力量，机械的使用不仅能够极大减少各项生产活动的人力成本，也能够进一步促进各种生产工艺的优化和完善，通过多方面提高生产活动的生产效率和生产安全，对于生产企业的持续发展起着至关重要的促进作用。在这种情况下，我国机械设计人员也越来越重视机械工程的设计工作，不仅关注着机械设计的主体环节，更关注着机械的材料选择，期望能够从多方面提高机械工程的设计水平，以此提高机械的运行效率和运行安全，从而有效促进机械设计行业的持续发展。同时，在机械设计过程中不仅要保证机械的整体质量和整体性能，也要着重考虑到机械材料的紧缺问题，为此就必须要在确保材料质量的条件下，尽可能选择具备经济性和环保性的新型材料，从而在确保机械设计符合生产需求的同时也能够促进机械设计行业的可持续发展。
1.机械设计中的材料的选择和应用
1.1使用型材料的选择及应用
在进行机械设计的过程中，设计人员必须要考虑到材料的使用性条件，这也是确保材料质量和材料性能的重要因素。同时，一般在机械设计过程中，不同零部件都会有相应的材料要求，设计人员应详细了解各种零部件的运行要求，以便能够根据实际情况合理选择机械材料。例如有些零部件在运行过程中会存在较强的磨损情况，这就需要选择具备较高的耐磨性能的机械材料，以此确保机械的运行效率，尽可能减少机械故障的发生几率；例如有些零部件在运行过程中会产生极大的拉应力，这就需要选择具备较高强度的机械材料，以此确保机械的运行效率和运行安全，从而保证机械的整体质量[1]。此外，在机械设计的过程中，设计人员也要着重考到机械零部件的经济性，正确处理好机械材料的质量和成本的相互关系，以此确保机械材料的选择符合机械的生产要求和维护要求。
1.2碳素钢及合金钢的选择及应用
在进行机械设计的过程中，大多数设计人员都会选择碳素钢，这是机械制造过程中较为常用的一种机械材料，碳素钢材料具备良好的加工工艺和较低的成本价格，但是碳素钢材料的使用范围有着一定局限性，这主要是因为碳素钢材料的强度不高、而且韧性也相对较低，在制造过程中无法形成中等以上的形状零件，无法满足于各种机械的生产需求。在这种情况下，研发人员就利用合金元素加入碳素钢中形成了合金钢材料，以此提高了机械材料的强度和韧性，在一定程度上也增加了淬透性作用和材料的耐磨性能[2]。同时，设计人员也要着重考虑到零部件的淬火裂纹及扭曲变形等各种情况，尽可能避免在各种不利条件的复杂情况下采用合金钢，从多方面确保机械材料的合理选择，不仅能够确保零部件的生产质量，也能够有效减少生产过程中的资源浪费。
1.3载荷类型材料的选择及应用
在进行机械设计的过程中，设计人员常常会发现许多零部件在机械运行过程中出现失效的不利状况，这种状况的产生原因主要是机械材料的荷载性能无法满足于机械的运行要求因此，设计人员在机械设计过程中应着重考虑到材料的荷载性能，详细计算各种机械材料的荷载性能，以便能够根据机械的生产要求合理选择材料[3]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如在零部件出现弯曲和扭转的不利状况时，机械材料的表层会有较高的集中应力，在这种情况下就要选择中碳钢或低碳钢进行材料加工，合理利用低温回火、淬火及高频淬火等方式对机械材料的表层进行加工，使处理后的零部件表层具备较高硬度，使零部件内部具备较高的机械性能，从而有效确保机械的生产质量。此外，针对低碳钢进行淬火强韧化处理也能够满足于弹性零件的使用需求，所以设计人员在进行机械设计过程中，不仅要合理选择新型材料，也要积极结合技术应用，从多方面提高机械材料的使用条件。
1.4低消耗材料的选择及应用
在进行机械设计过程中，设计人员也要着重考虑到机械的环保性能，在这种情况下就要在确保材料质量的基础上选择具备环保性能的材料，并在材料的应用过程中避免使用热处理技术进行材料加工，以此确保机械材料的使用寿命和使用性能，在一定程度上也能够有效减少热处理加工过程带来的环境污染[4]。在实际的材料应用过程中，若是无法避免热处理技术的实施，设计人员就要尽量简化热处理的工序，尽可能降低热处理工艺带来的不利影响。总之，在机械设计过程中，设计人员应选择低消耗材料，不仅能够确保材料的使用条件，也能够起到环境保护的作用，从而有效促进机械行业的可持续发展。
1.5无害材料的选择及应用
在进行机械设计过程中，设计人员应着重考虑到机械材料的危害性质，许多机械材料对于人体造成的危害是影响机械行业持续发展的重要因素，一旦人们长期受到这些材料的危害影响，势必会威胁到人体的健康和生命安全。例如在离子状态下的Cr+6就是一种严重影响人体健康的元素，还有Ni、As等各种元素，这些有害物质不仅会影响到人们的身体健康，对于土壤、水源等自然环境也会造成较高的破坏影响，极其不利于机械行业的健康发展[5]。因此，设计人员应尽量避免选择这些材料，积极选择无害材料，对于这些材料的应用过程中也要作出相应的规范，确保材料加工、材料使用等各个环节的安全性。
1.6可回收材料的选择及应用
根据我国机械材料的市场现状来看，市场上的机械材料种类繁多，这些机械材料的基础性能、基础质量以及采购价格都各有不同，而且这些机械材料在使用过程中会存在混用现象，设计人员在选择这些材料的过程中就要详细考虑到机械材料的经济性条件，具体方向可以考虑选择可回收的机械材料。由于多种材料的混用给材料回收工作带来一定难度，所以在材料选择过程中可以考虑选择单一合金系的机械材料，通过这种方式进行零件制造不仅能够减少环境的压力，也能够有效进行废料的回收工作，并利用可行的加工工艺针对这些废料进行处理，使其能够被应用到实际的材料使用中或材料加工中，进一步提高机械材料的循环利用，极大减少了机械材料的采购成本，这对于机械行业的持续发展有着决定性的促进作用。
2.结语
综上所述，随着我国社会经济的持续发展，各个生产行业对于机械设计有了更高要求，这就给机械工程的设计工作带来一定难度。在实际的机械设计过程中，设计人员应针对材料的处理环节和使用环节进行全方面考虑，不仅要确保材料符合机械设计加工的要求，也要提高材料应用过程中的经济性和环保性，有效促进机械行业的可持续发展。
参考文献：
[1]李冠效，雷长贵.机械设计中的材料的选择和应用解析[J].硅谷，2014，07：86-87.
[2]施卫.机械设计中的材料的选择和应用[J].黑龙江科技信息，2014，33：3.
[3]吕玉磊.机械设计中的材料的选择和应用分析[J].江西建材，2015，22：259-260.
[4]刘洋君.机械设计中的材料的选择和应用[J].湖南农机，2012，39：92-93.
[5]车明浪，史兆伟.机械设计中的材料的选择和应用[J].金属材料与冶金工程，2015，43：25-27.
论文作者:杨豪
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/12
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