李伟朝
广州广兴牧业设备集团有限公司广东广州510540
摘要：随着我国经济的快速发展，尤其是机械制造业发展迅速，大力推动我国工业化发展，同时对机械制造各方面的要求不断变高。在机械制造过程中，机械材料的选择和应用是最重要的部分之一，选择机械设计材料决定机械设计产品的质量，并且可以实现机械制造可持续发展。分析机械制造的过程中如何选择材料，需要注意的问题及具体实际应用。提出材料的选择与应用策略。
关键词：机械设计；选择与应用；机械材料；
引言
机械材料的选择与应用一直是机械制造行业关注的问题：在选择材料时应考虑材料的使用范围和实用性；要考虑材料的环保效益和经济效益，以节约生产成本和保护环境。只有这样才能实现我国机械行业的经济与环境可持续发展，提高广大人民的生活质量和生态环境质量，为我国绿色经济发展贡献力量。
1材料选择在机械设计中的重要性分析
改革开放以来，机械制造一直是我国发展中必不可少的一部分，尤其是机械设计。而在机械设计过程中，材料的选择与应用尤为重要。随着现代化社会发展的步伐不断加快，人们对机械制造产品的要求越来越高，特别是对机械材料的质量要求越来越严格。只有正确选择机械材料，才能制造出符合现代化社会的产品，可见机械材料的重要性。因此，对机械设计的材料选择，一定要全方面考虑，保证材料在机械设计中能够适用和实用，还不能对生产环境造成二次污染，破坏当地的生产环境和生产资源。所以，在选择材料的过程中，一定要考虑材料的环保性和经济适用性。通过不断提高机械材料质量，对我国机械制造业起到积极作用，提高我国广大人民的生活质量，大力提升我国综合实力，促进我国可持续健康发展。
2机械设计中选材的分类
2.1金属材料
在我国机械加工当中，金属材料占主要地位，多数都使用金属材料，甚至有的机械加工过程中都在使用，占有率近百分百。金属的最大优势就是硬度高和成本低，可以满足机械设计各个环节，在生产过程中被广泛应用。2种金属相互混合合成的合金，也具有极优秀的特性，在机械加工中也备受关注。
2.2陶瓷类材料
陶瓷材料的主要组分是氮化硅和碳化硅，其具有弹性模量大，刚性好，耐高温和化学稳定性好等特点。在机械施工过程中，一般密封性较强的元件选用陶瓷类材料较多。不过，陶瓷类材料脆性大，可靠性差，加工性差，难以进行常规加工。
2.3高分子类材料
高分子类材料是类似合成纤维之类的材料，其原料来源丰富，加工简单，成本相对较低，又有质量轻，比强度高，耐腐蚀性好，绝缘性好，易于改性等特点，在机械设计中广泛应用，但是要注意其老化现象。
2.4复合型材料
复合型材料为两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。复合材料的比强度和比刚度较高，力学性能可以设计及尺寸稳定性较好，可以根据机械加工不同的施工要求，选择相应的复合材料。其实合金材料也是属于复合型材料的一种。复合型材料的种类多，性能各有不同，适合各种机械加工要求，受到高度好评。
3机械设计中材料选择与应用
3.1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。
3.2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。
3.3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。
3.4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。
3.5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。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。
4注意事项
4.1选择材料时一定要注重外载荷作用力
机械设计中的外载荷力，可以使材料表面出现弯曲等现象，弯曲严重时会导致整个材料失去使用价值，丧失性能。因此，选择材料时，应选择良好加工方式的材料，好的制造技术造就良好性能的机械材料，或者是多选择一些表面分布均匀、抗压能力强的机械材料。
4.2注意机械材料的实用性
机械材料选用的首要标准，就是材料的实用性。因为机械工程存在多种加工环节，并且每个加工环节都有各自不同的要求标准。例如：在焊接的环境中需要机械材料的一定要符合焊接的材料标准和对焊接的敏感性，或者在锻造环境需要机械材料适应锻造环节中的各种苛刻要求。所以，选择机械材料的同时要满足机械工程的实用性要求。另外还需要考虑机械材料的经济要求，考虑机械设计的整体预算或者阶段预算，深入分析，在满足机械设计标准的基础上，尽可能减少材料成本和机械加工成本，因此，足以保证机械加工的健康发展。
结束语
随着我国现代社会的不断进步，我国的机械设计行业取得重要成绩。机械材料的选择和应用是机械工程行业的重要前提，对机械行业健康发展有重大意义。在选择机械材料时，需要选择节能型和环保型的材料，既要求材料符合机械设计要求，还要符合国家可持续发展规律，对我国机械加工事业有积极作用。
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