中建澳连装饰工程有限公司 辽宁沈阳 110015
摘要：城市化的建设，不仅需要人们的学科知识与智慧。同时也对机械设备的功能，与性能提出了全面的要求。在现代生活中，机械已经发展成为城市建设的中坚力量。唯有合理的材料选择，才能够帮助机械行业，应对不同的建设性问题。这对机械行业的合理发展所发挥的作用是不可小视的。从机械行业的历史中不难看出，不同性能与功能的材料在机械设计中，所能提供的价值，将会是主导机械生产领域水平建设高低的重要因素，同时决定并影响机械设备发展，经济效益提升的重要内容。
关键词：机械设计；材料；选择；应用
引言
机械设计中应用的材料类型较多，如使用型材料、荷载型材料、低消耗材料等，不同材料投入与性能存在较大差别，要求根据机械用途，认真分析不用材料的优缺点，确保所用材料的科学、合理，提高机械质量与性能，为其更好的应用奠定基础。
1、机械设计中材料选择和应用的重要意义
现阶段，我国正处于工业化发展的重要时期，相应的体系和制度正在不断的完善，机械设备对人力的替换也在不断攀升。这使得我国机械设备需求在不断增大，同时也导致我国机械材料供应紧张。材料作为机械设计实现的物质基础，是机械设备的零件制造基础，更是设备生产中成本支出的最大部分，这说明良好的材料选择应用已经成为机械设计成果的最大影响因素。为了保障机械设备设计能够得到了较好的成果，就需要良好的材料选择和应用机制，这已经成为影响机械设计行业可持续发展的重要因素。
因此，现阶段必须要做好机械设计的材料选择和应用工作，强化对于该项工作的规划，确保所采购的材料在适用性和实用性等方面的要求。同时，还需要注意所选材料在应用过程中不会对环境造成巨大的污染，也不会出现资源大量浪费的问题，确保选材的经济性和环保性。在不断工作和实践中，提高机械设计材料选择和应用的工作质效，切实有效的提高机械设计对未来我国社会经济发展的稳定作用和促进作用。
2、选择和应用材料的原则
2.1、经济适用性
在机械设计中，应优先考虑材料的经济性和适用性。设计人员应全面了解设计工艺，并结合设计需求，选择最经济适用的材料，最大程度发挥材料的性能，符合设计要求。保证材料具有良好的收缩性和冲压性、可锻性等。不同的材料有不同的特征，能满足机械设计的不同需求。在既定的工艺条件下，根据材料的性能，科学的选择与应用，这样才能保证机械制造工程健康、持续发展。在满足适用性的同时，要考虑材料的经济性，生产机械设备的资金投入也是有限的，不能为了满足适用性不顾及生产成本。要做到既满足标准的质量要求，又经济实惠，节约人力财力，减少生产成本，为企业创造更多的利润。
2.2、环保节能性
节能环保是当前经济发展形势的要求，也是企业的必然选择。社会经济的不断发展提高了人们的生活水平，同时也带来了严重的环境污染和能源资源的枯竭，工业企业如果始终不关注这方面的问题，生产活动将难以持续下去。治理环境污染和防止能源枯竭是重要的发展问题。要实现可持续性发展，必须控制生产过程中的资源消耗。在保证设计需求得到满足的情况下，应尽量选择污染小、能耗低的材料，节约不可再生资源，从而实现可持续发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、机械设计中材料的选择与应用策略
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、做好材料性能分析
机械材料性能对机械零件性能及使用寿命造成的影响最为直接，因此，设计过程中应将材料性能分析作为重点工作加以落实，具体可从以下内容入手：
首先，做好物理性能分析。机械材料的物理性能较多，包括导热性、导电性、熔点和密度等，要求设计人员结合零件所处环境，对比各机械材料的物理性能，尤其应分析制造工艺复杂性情况，确定最佳的机械材料。例如，当机械零件的重量有限制时，可考虑使用铝、镁等轻金属材料。其次，做好化学性能分析。机械材料的化学性能包括化学稳定性、抗氧化性、耐腐蚀性等。例如，部分零件在高温条件下运行，为延长其使用寿命应考虑使用耐高温、抗氧化性强的机械材料。最后，做好工艺性能分析。机械材料的工艺性能有：焊接性能、切削性能、锻造性能等，这些性能决定着零件生产的难易程度，因此，需要设计人员通过试验确定所用材料，而后组织专家对各材料的可行性进行分析，确定最佳的机械材料选择方案。
3.3、选优合理处理工艺
机械零件生产时，为提高零件综合性能往往采用相关工艺进行处理，促进机械生产工作的顺利进行，设计人员应分析不同机械材料所用处理工艺的复杂度，确定最佳的处理方案。接下来以钢材料的热处理为例进行分析。
钢热处理分为普通热处理、表面热处理，其中普通热处理包括退火、正火、淬火等，表面热处理有渗碳、渗氮、高频淬火等。如机械材料硬度较大，不利于切削、生产时，需要进行退火处理，以降低材料硬度。与之相反，如想提高机械材料硬度，可对钢进行正火处理。另外，经退火或正火处理，机械材料硬度、强度应无法满足设计要求时，此时应考虑使用淬火与回火进行处理，以获得优异的力学性能，及脆、硬的马氏体。如需要机械零件表面至心部具有不同的性能时，则需对其进行表面热处理。例如，为提高零件表面的耐腐蚀性、热硬性、硬度时，可对其进行氮化处理。如需获得表面的高碳回火马氏体，而信不为低碳回火马氏体，则需进行钢的渗碳处理。如需表面层为淬火组织，而内部为淬火前组织时，可考虑采用高频淬火进行处理，其中电流频率越高获得的淬透层越薄。总之，不同的处理工艺，实施流程及复杂度有所不同，要求设计人员设计过程中做好充分的考虑。
结束语
总而言之，现代社会的科技发展速度与日俱增，我国工业机械化建设也在原有的基础上取得了巨大的突破。然而，机械化建设在发展的过程中也造成了大量的原材料消耗和浪费，不符合我国可持续化发展战略的要求。为了提高工业生产的质量和效率，就必须对机械材料消耗和浪费问题进行处理，提高机械设计材料选择和应用的工作成效，制定科学合理的机械设计的可持续发展方针。其中，尤其需要做好三方面的要求，经济性、环保性、安全性，这已经是目前机械化发展的必然趋势。
参考文献：
[1]余甜.浅谈机械设计加工应注意的问题[J].电子测试，2016（06）：135-136.
[2]何楠.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].山东工业技术，2016（07）：148-149.
[3]闫江.机械设计自动化设备安全控制分析[J].山东工业技术，2016（03）：11-12.
论文作者:隋薇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/24
标签：材料论文; 机械设计论文; 机械论文; 性能论文; 零件论文; 适用性论文; 工艺论文; 《基层建设》2018年第6期论文;