本文以材料科學(xué)選取及應(yīng)用重要性為切入點(diǎn)，闡述了材料選取與應(yīng)用的基本要求，簡(jiǎn)要的分析了在材料選取中需要注意的問題，并提出了一些個(gè)人的看法 。希望借助于筆者的分析，可以為其他機(jī)械設(shè)計(jì)者提供材料選擇及應(yīng)用內(nèi)容上的參考和幫助 。
機(jī)械設(shè)備是人們生活必不可缺的成分 。隨著信息技術(shù)以及智能化技術(shù)的發(fā)展 ， 如今機(jī)械設(shè)備在人們生活中的應(yīng)用非常廣泛 。龐大的市場(chǎng)需求為機(jī)械行業(yè)提供了健康良好的成長(zhǎng)空間，引起越來(lái)越多人的重視 。機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)材料的選取有著很高的要求，材料的選取和應(yīng)用是機(jī)械設(shè)計(jì)合理性的重要前提，對(duì)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、安全性、性能的影響非常顯著 。對(duì)此本文以機(jī)械設(shè)計(jì)的材料角度分析，材料的合理選取價(jià)值 。
1機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選取與應(yīng)用重要性分析
目前我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)步入相對(duì)成熟的階段，龐大的市場(chǎng)需求使得我國(guó)工業(yè)出現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計(jì)材料短缺的問題 。作為機(jī)械制造和設(shè)計(jì)的必要性前提，優(yōu)質(zhì)材料的選擇既是機(jī)械生產(chǎn)的基礎(chǔ)工作，同時(shí)也是機(jī)械生產(chǎn)的必要前提 。為確保機(jī)械行業(yè)的健康發(fā)展，就必須注重機(jī)械材料選擇的科學(xué)性與合理性，站在環(huán)境污染及經(jīng)濟(jì)性的角度看待機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選取和應(yīng)用 。只有當(dāng)設(shè)計(jì)人員意識(shí)到材料選取的合理性價(jià)值，才能夠進(jìn)一步制造出更加優(yōu)質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品，這對(duì)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展而言意義重大 。
2機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選取與應(yīng)用要求
2.1實(shí)用性 。機(jī)械設(shè)計(jì)的第一步是考慮設(shè)計(jì)材料是否與設(shè)計(jì)目標(biāo)相符，既設(shè)計(jì)材料能否滿足設(shè)計(jì)與應(yīng)用需求 。這是因?yàn)闄C(jī)械材料的使用對(duì)于施工工藝有著一定的要求 ， 不同材料的防腐、剛度、柔韌性、強(qiáng)度、抗拉能力是不盡相同的 。此外在進(jìn)行熱處理、鑄造、切削等工藝時(shí)，如果材料不滿足工藝需要 ， 則達(dá)不到機(jī)械材料的生產(chǎn)目的 。因此為了確保機(jī)械材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用價(jià)值，機(jī)械材料的合理性選擇及應(yīng)用非常關(guān)鍵[1] 。2.2碳素鋼與合金鋼 。目前碳素鋼在機(jī)械材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用非常普遍 。碳素鋼具有工藝高和價(jià)格親民的特性[2] 。不過(guò)站在實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看，碳素鋼的機(jī)械設(shè)備有著一定的局限 。如碳素鋼在韌性和強(qiáng)度上不太理想，一些關(guān)鍵性的零部件，或中等及大型零部件的設(shè)計(jì)并不能使用碳素鋼 。一些科研人員為解決碳素鋼的問題，在碳素鋼的基礎(chǔ)上融入了合金元素，這就是合金鋼的由來(lái) 。合金鋼相對(duì)于碳素鋼而言，有著更好的韌性與強(qiáng)度，并在此基礎(chǔ)上獲得了更好的滲透性能力 。由于合金鋼有著家伙的強(qiáng)度和韌性 ， 因此合金鋼也有著一定耐磨性的提升 。此外為進(jìn)一步提高合金鋼的性能 ， 在使用合金鋼前一般還會(huì)利用淬火的方式，預(yù)防破裂紋的出現(xiàn) 。這為合金鋼的零部件質(zhì)量提供了極大的保障 。2.3無(wú)害 。許多機(jī)械材料都會(huì)對(duì)人體健康造成一定影響，如果人類長(zhǎng)期使用不健康的機(jī)械材料，生命必然會(huì)受到嚴(yán)重的威脅 。如Cr 6就是一種會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重影響的元素 。
此外還有As、Ni等元素 。另外上述物質(zhì)不僅會(huì)影響人類健康，更是會(huì)對(duì)水資源、土壤資源造成一定影響 。為了避免重金屬污染對(duì)后代的影響 ， 在選取設(shè)計(jì)材料時(shí) ， 必須將安全性問題納入其中 。2.4載荷型 。機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)材料無(wú)法正常使用的情況 。這是因?yàn)橐詫懖牧系妮d荷能力較低 ， 以及許多機(jī)械設(shè)備在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中 ， 會(huì)出現(xiàn)零部件失靈的問題 。在此過(guò)程中對(duì)機(jī)械操作影響最嚴(yán)重的因素就是材料的荷載問題 。因此在挑選設(shè)計(jì)材料時(shí) ， 有必要根據(jù)機(jī)械材料的和在需求針對(duì)性處理，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)提供性能更加穩(wěn)定，質(zhì)量更加初中的機(jī)械材料 。2.5低耗材料 。為保障機(jī)械行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，機(jī)械材料的選擇應(yīng)當(dāng)建立在環(huán)保性特征出發(fā) 。機(jī)械材料的設(shè)計(jì)和制造 ， 應(yīng)減少熱處理應(yīng)對(duì) ， 站在環(huán)境污染的角度看待機(jī)械材料的性能及使用時(shí)間問題 。機(jī)械材料的選擇可以結(jié)合冷、熱軋基礎(chǔ)，根據(jù)這一基礎(chǔ)選擇性能更好的材料 。如若必須進(jìn)行熱工藝處理程序，應(yīng)盡可能選擇步驟簡(jiǎn)便的工序，降低材料制造對(duì)環(huán)境的污染程度 。
3機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選取與應(yīng)用注意事項(xiàng)
3.1經(jīng)濟(jì)適用 。加工工藝是目前老生常談的話題，對(duì)材料設(shè)計(jì)具有深遠(yuǎn)的影響 。站在可持續(xù)發(fā)展及綠色節(jié)能角度來(lái)看，適宜性是材料選取的第一原則 。材料選取之間的差異性體現(xiàn)在不同的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)性差別 。如鑄造以及焊接等施工，就有著不同的施工工藝需要 。為了確保機(jī)械設(shè)備的性能可以最大化體現(xiàn) ， 使機(jī)械設(shè)備的每一處零部件都可以發(fā)揮最大價(jià)值，涉及人員就必須在確保零部件可以體現(xiàn)需求性能的基礎(chǔ)上，控制材料施工量 。從而發(fā)揮出經(jīng)濟(jì)適用原則的意義 。3.2節(jié)能環(huán)保 。我國(guó)資源總量尚可，但人均資源占有量卻極度稀缺 。因此我國(guó)將可持續(xù)發(fā)展原則作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展核心理念 。企業(yè)必須在經(jīng)營(yíng)和生產(chǎn)中 ， 將節(jié)能與環(huán)保的原則作為企業(yè)發(fā)展核心 。對(duì)此設(shè)計(jì)材料的選取必須以節(jié)能環(huán)保為前提，切不可過(guò)度浪費(fèi) 。否則必然會(huì)為后人的生存帶去安全的隱患 。
4結(jié)語(yǔ)
綜合本文的敘述可以看出，機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)材料的性能有著很大的依賴性，是確保機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)向前發(fā)展的必要前提 。為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造，設(shè)計(jì)者必須站在設(shè)計(jì)需求的性能基礎(chǔ)上，對(duì)材料的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及優(yōu)良性展開合理分析，選擇性價(jià)比更高的設(shè)計(jì)材料 。只有材料的材質(zhì)選取更加合理 ， 性能更加穩(wěn)定，才能夠保障人們的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用更加穩(wěn)定、更加安全 。這是推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展，確保機(jī)械行業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵 。此外在決定機(jī)械設(shè)備零部件材料的選取時(shí)，除了要注意材質(zhì)的搭配合理性以外 ， 還要考慮零部件配合度及切合度等因素 。
【機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇和應(yīng)用】
