摘要：近年来，随着科技水平的提高和领域创新，我国机械设计技术取得了前所未有的突破，一线机械技术研究队伍也逐步壮大，为重工业进步奠定了坚实的人力资源与技术基础。然而，在实际发展进程中，机械制造材料的过度消耗不仅使得稀缺材料供应不足，还与可持续发展观念背道而驰。针对此，本文围绕机械设计中的材料选择与应用展开深度探究。
关键词：机械设计；选择与应用；机械材料
1机械设计加工材料选择的重要性
随着科学技术的不断发展，机械设计加工行业的机械设备、工具器具等的使用频率也在不断增加，一定程度上提升了企业的生产效率和经济效益，同时也凸显了机械设计加工材料选择和应用的重要性。设计人员在进行设计时，不仅需要重点考虑材料的尺寸、性能等因素，更要对各项材料的配合加工给予足够的重视，尽可能地提升设计的整体质量和效率。此外，由于我国是发展中国家，工业生产比重较大，工业生产所带来的能源消耗、环境污染等问题日益突出，如何利用环保节能、高效便捷的加工材料为机械设计服务是相关工作人员必须认真思考的问题。此外，科学合理地对机械设计加工所用的材料进行选择，不仅能够保证机械设计加工的质量和效率，增强企业的市场竞争力，而且能够在一定程度上降低企业的生产成本，提升企业的经济效益。总之，做好机械设计加工材料的选择，不仅能够有效提升机械设计加工的效率和整体质量，而且在一定程度上为我国工业的可持续发展打下了坚实的基础，为机械设计行业的进一步发展和壮大做出一定的贡献。
2机械设计中材料选择与应用
2.1载荷类型材料的选择
机械加工的设计环节中，设计出的很多类型的元件或者材料最后无法应用，出现此类问题的根源主要是材料或者元件没有很强的载荷能力，不能最优化地发挥元件或者材料的优势，因此，在机械加工设计阶段选择材料或者元件时，需要根据设计的载荷进行选择。最常见的就是选用低碳钢渗碳或中碳钢调质等方法。
2.2选用低能耗和低污染材料
无论选择哪类材料，首先要求低能耗和低污染，但不适用需要提前进行预热处理的材料，因为后期进行预热反应的材料，稍有不慎就会缩短材料的使用寿命，或者性能消失等。而且材料后期预热还会污染空气，尤其是机械加工的周边环境，所以，最适合的机械材料是在热轧状态和冷拔状态可以发挥最佳性能，或者在无法避免的情况下，需要选择预热处理的材料，尽量少用预热处理材料或者选择预热处理步骤较少的材料。最常用的手段是使用低淬透性的钢材对机械零件锻造，使得机械材料在锻造之后会形成一层淬硬层。
2.3选用实用性强的材料
要选择对机械加工有用的材料，选择之前需要根据机械设计的材料要求进行分析，选择机械设计使用的材料。有利于材料的合理使用和科学适用，不造成多余的浪费。比如：一些机械加工环节需要硬度较高的材料或者元件，但是一些环节就需要选择外观优质一些的材料，所以选择实用性的材料，是根据不同环节的不同要求而限定的。
2.4采取循环回收利用措施
由于金属材料在机械设计中应用非常广泛，并且金属类材料种类繁多，仅钢材料就达上百种，特别是在机械设计应用过程中，需要将多种金属材料相互混合使用，大大增加回收利用难度，严重影响废料循环利用。因此，为了提高废料的循环回收率，需要对废料进行不同种类筛选，尤其是对废料的可循环性进行深入分析。一般来说，材料的基本元素少，具有单一性，组成元素越少，循环利用率越高。
2.5选用经济的材料
经济成本也是选用机械设计材料的一个重要方面。在机械设计的过程中，设计人员需要根据设计过程中的具体步骤进行分析，结合各个过程的设计特点，选择性价比最高的机械材料，最大程度激发材料的使用价值，最后确定符合机械设计的基本要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不同的机械设计材料具有不同的性能特点，需要详细了解材料的使用性能，才能选择性价比最高的、经济型的材料，要求符合机械设计的具体标准，掌握选择材料的基本内容。另外，还需要根据机械设计工程的整体预算进行选择经济型材料，主要根据两个原则，一方面是达到机械设计的工程要求，要求各种材料都是低价格的就行，另一方面，确保选择的材料都是性价比最高的，经济适用。特别是那种可以循环利用的机械材料，应被优先选择，从根源降低能源消耗，有效控制机械设计过程的成本，增加整个机械项目的经济效益。
2.6符合国家的可持续发展原则
实质就是实现经济资源可循环发展，深入挖掘机械设计的基本要求，熟悉掌握机械材料的潜在内容，深入分析机械材料的基本特性，如何正确使用、最大化的发挥机械材料最佳性能，真正做到低能耗、低污染的机械工程。保护自然环境，环保节能是现代社会的重要发展理念，是我国可续发展的重要方针。随着我国经济的高速发展，人们对周边生存环境有了更好的要求。因此，机械工程需要结合能源消耗与污染环境相结合，有效控制机械材料的能源消耗，提高材料的使用率，降低环境污染，以可持续发展为引导选择环保节能的机械材料，最大程度减少不可再生资源在各个领域的应用。
3机械工程设计材料选择环节的注意事项
3.1着重把控材料的经济适用性
在进行机械设计材料选用的过程中，应当着重考量材料的经济适用性。机械设计人员要严格把控设计环节所涉及的生产加工工艺、焊接工艺、装配工艺及铸造工艺等。并且要在满足设计要求的基础上，优先选择性价比高的原材料，进而保证材料利用价值最大化，优化完善机械设计。例如，在机械铸造的过程中，要加强机械材料的流动性、收缩性、吸气性以及偏析性；在焊接过程中，应保证材料的实用性和灵敏度；在加工铸造环节，则需增大材料的冷缩性、抗冲击强度及可塑性。此外，机械材料的性能差异决定了机械设计的材料选择方向，切实了解不同类型材料的特征，可以进一步优化选择。在确保机械设计适用性的前提下，应综合卡量材料的经济性，不仅要让其质量标准达到要求，还应尽可能的节约成本。针对可以循环再利用的材料，则可采取恰当的二次处理，以提高资源的利用率，降低设计成本，稳定经济效益。
3.2加大对材料节能环保性的考虑
随着全面贯彻落实可持续发展理念的日益深化，机械制造领域的材料选择与应用成为社会各界关注的焦点。现阶段，公众的节能环保意识逐步增强，资源消耗及环境污染也成为环保工程的核心内容。要想切实保证可持续发展，首要前提就是加大资源利用率，杜绝过度消耗。为此，在机械设计过程中，确保材料选用的节能性和环保性至关重要。机械设计人员要严格履行可持续发展战略理念，在充分满足设计要求的基础上，优先选择低能耗、轻污染的材料，以节约不可再生资源，促进行业的快速发展。
3.3注重可持续发展理念原则
在选择机械设计材料的过程中，必须坚定不移的贯彻落实可持续发展战略方针，充分重视机械设计的稳步发展。机械设计人员需在满足设计需求的前提下，全面增大选用材料的利用率，拓展材料应用方向，挖掘潜力，以发挥材料的最大性能，有针对性的开展设计应用。
4结束语
总之，在机械设计过程中，材料的选择和应用是一项意义重大的工作。科学合理地选择适宜的加工材料，不仅能够提升企业机械材料加工的质量和效益，一定程度上降低企业的生产成本，而且还能够帮助企业建立高效环保、节能便捷的工艺流程，在提高企业经济效益的同时提升企业的社会影响力，从而增强企业的市场竞争能力，为企业的可持续性发展做出一定的贡献。因此，相关工作人员在对机械设计材料进行选择时，应在满足相应设计要求和材料承载力的前提下，尽可能地选择经济实用、绿色环保的可持续性加工材料，从加工工艺和企业管理两方面入手，为我国机械设计加工行业的进一步发展和壮大奠定坚实的基础。
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论文作者:刘雁飞1,厉聪2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/3/1
标签：材料论文; 机械设计论文; 机械论文; 加工论文; 过程中论文; 可持续发展论文; 性能论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;