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隨著社會現代化發展趨勢逐漸明顯，我國開始重視起機械設計在現代化工業中的重要性，優化機械設計、實現機械設計的節能環保是提升我國工業可持續發展能力的有效措施。為了保障機械設計在我國工業發展以及經濟建設中作用的充分發揮，需要注重機械設計中材料的選擇與其合理使用方式，提高工作人員專業素質，不斷學習其他機械設計優秀經驗，附近材料應用與選擇質量的提升，為機械設計行業整體發展帶來有利條件。因此，作為與機械設計質量水平有密切聯系的材料的選擇與應用，成為其未來發展關鍵。以下將對機械設計中常見材料性能進行介紹，分析其優缺點并與機械設計應用需求相結合，針對不同材料特性進行選擇，從而提高機械設計水平，促進機械設備質量提升，保障機械設備正常運行，避免安全問題發生，促使機械設備具有良好的節能環保能力，降低工業生產過程中產生的污染排放，為現代化工業可持續發展提供條件，促進我國工業經濟效益提升。

1機械設計中材料選擇的重要性

現代工業技術的不斷提升使機械設備更加精密，要求為工業提供具有更高精確度的加工技術。作為機械設備中的關鍵部分，材料的選擇決定了機械設備生產技術以及生產質量，而在機械設計中，通過材料的選擇能夠促進設計合理性提升，保證機械設備正常運行，使機械設計更具安全性與可靠性。但隨著我國工業的飛速發展，機械設備需求量出現激增，導致材料嚴重短缺。材料決定了機械及其零件生產質量，在機械設計中起到關鍵作用，若沒有充足的材料供應，則無法完成機械設計；此外，在現代化發展過程中，我國開始倡導綠色環保的發展模式，在機械設計中應用具有節能減排作用的材料能夠有效減少機械設備運行過程中產生的污染排放，從而緩解生態環境問題。與實際應用需求相結合，全面考慮材料是否具有環保性能以及經濟性并進行合理選擇，可以在提高機械設計節能環保能力的條件下減少不必要的資源浪費，促使機械設計經濟性提升，保證機械設計質量安全，能夠給機械設計相關企業帶來更多經濟效益。

2對機械設計材料的選擇方式

材料選擇是否合理影響著機械零件設計質量，有利于促進企業成本降低，提高企業經濟效益，因此要重視材料選擇。現階段機械零件機械設計中，對材料的選擇通常以其他類似零件為參考，并依據長期實踐經驗決定。但傳統的選擇方式仍然存在不足之處，首先，若將要進行設計的零件沒有可參考實例，就會選擇機械設計中常見材料進行使用，在這種情況下會給零件設計帶來隱患，其材料選擇不具有合理性。因此要提高選材合理性，促使對材料性能深入了解，從而保證在機械設計中材料選擇能夠符合應用需求。2.1材料使用性。在材料選擇中，其使用性是機械設計中最重要環節，因此要嚴格要求其使用性。材料使用性是材料質量與性能的基本保障，影響著機械設計中零件質量。根據機械設計不同零件需求也有所不同，部分零件在設計制作中要求具有更高強度，還有的零件要求提高耐磨性，或者要求提高外表美觀程度。因此在選擇材料時，需要依據零件具體性能要求進行選擇，從而評價材料使用性，使材料判斷更加全面且準確，為機械設計選擇合適材料。2.2材料載荷。機械設計中材料載荷類型不同影響著零件運行效果，通過大量研究實驗發現，在機械運行中零件出現故障甚至損壞的原因大部分為零件所使用材料外載荷性能較低。只有選擇具有相應載荷性能的材料進行機械零件設計，才能保證在機械運行過程中抑制零件失效問題，在材料選擇中應以其載荷性能為標準。材料載荷性能根據類型不同可以分為以下幾方面：（1）當機械零件受外載荷力影響而出現彎曲或扭轉時，在零件材料表面會集中大量應力，從而抑制零部件運行狀態的改變，避免機械零部件失效。因此在機械設計中，對材料的選擇要考慮其載荷力承受水平，在加工過程中，可以選擇中碳鋼調質或者低碳鋼滲碳這兩種不同材料加工方式以提高材料載荷力，進行適當處理后能夠有效提升零件內部機械性能，使零件整體載荷能力提高。（2）部分機械設計中要求零部件材料具有較好伸拉能力或者壓縮能力。伸拉與壓縮力的提高需要使零部件所承受外載荷力均勻分布于零件橫截面上，因此要求使用分布均勻的材料進行機械設計并加工，保證在機械運行過程中零件所受載荷能有效分散，減少對零件本身傷害。材料性能不同其可承受沖擊載荷能力也不同，例如，高碳鋼材料較脆，載荷過大極易出現斷裂，因此不適合應用于具有較高拉伸或者壓縮需求的零件設計與應用；彈性零件設計需要使用具有高強度與韌性性能的材料，以避免零件在應用過程中出現殘余變形以影響整體機械運行狀態，因此可以應用低碳鋼材料，通過加工處理使其擁有較強韌性與強度，從而滿足彈性零件的工作需求。以上實踐證明了材料的選擇與應用離不開先進科學技術，只有不斷學習先進技術，將其與機械設計材料選擇需求相結合，就能提升機械零件生產質量，保證零件效用充分發揮。（3）碳素鋼與合金鋼對比。在機械設計中，碳素鋼是目前常用材料，經常應用于多種零部件的制作中，使用范圍極廣。與其他材料相比，碳素鋼應用成本較低，性能優異，具有較高可塑性，因此廣受喜愛。但在實際應用中碳素鋼同樣具有不足，導致其在機械設計中產生一定局限性。碳素鋼強度與韌性較差，若使用其進行中等零件加工，則零件整體強度不能得到提高，從而給機械正常運行帶來較大阻礙。針對這一缺陷，可以在材料加工過程中向碳素鋼適當注入合金材料，這種方式產生的新型材料就叫做合金鋼材料。在合金結構鋼當中合金元素所起到作用有韌性，高強度和增加淬透性。除了這些作用以外材料的耐磨性也是由于形成碳化元素的合金元素注入的，此外合金含量較高的時候也可以使材料的性能得到進一步的提高，在提高的方面有耐腐性方面，不銹方面和耐熱方面。一般只有在外載荷力的影響和比較復雜的情況下才會用到合金鋼。有時候為了改善淬火的工藝，避免淬或裂紋產生和減小變形也會選擇合金鋼。是有在以上的特殊情況出現才會選擇使用合金鋼工藝，一面是為了避免資源浪費而另一方面是為了保證特殊情況下的零部件質量。（4）使用加工過程中能源消耗程度較低的材料和加工過程中污染低的材料，盡量避免使用熱處理的材料。機械零件的性能和機械零件的壽命取決于熱處理的工藝，可是使用這種工藝會對環境造成很大的污染，也會消耗浪費較多的能源。所以在選擇使用材料的時候盡量選擇能達到性能要求的材料。低碳馬氏鋼具具有良好的機械性能在有些方面會優于中碳結構鋼。在能源消耗的方面比較小，這樣就起到了節能減排和環境保護的效果。適當的選擇使用干切削的材料，機械零件加工一般都會使用切削液的方式，而切削液的材料價格比較高昂，還會對環境造成嚴重的污染。所以為了降低成本和保護環境，還應該減少和使用切割液的干切加工工藝，如果必須使用干切削具進行加工就應選擇合適的材料。（5）選擇材料的時候應該選擇對人體無害的材料。有一部分材料在機械設計中包含了對人體有害的元素，還可能對整個生態環境產生嚴重污染。把這些含有危害元素才倆廢棄后，會對環境污染，水源污染和土壤污染造成破壞，直接導致了對生態的破壞和人體的危害。有些合金元素會對人體和生物鏈產生危害，如果遇到這種對人體危害和生物鏈造成危害的材料，應該在選擇的時候慎重以免因為選擇材料不適合而造成對人體的傷害。

3結論

隨著我國工業的飛速發展，對機械設計的需求逐漸提升，為了滿足工業發展需要，促進社會經濟水平提升，需要不斷促進機械設計行業進步，提高設計水平。為此要重視機械設計中材料的選擇與應用，充分掌握各種材料性能，根據機械實際需求進行選擇，保證材料質量，從而提升設計合理性；盡量選擇具有節能環保效果的材料，促使機械設計節能減排能力提升。在降低機械設計成本、提高企業經濟效益的同時，促進機械設計行業的可持續發展。

作者:汪立國 單位:哈爾濱松江電爐廠有限責任公司

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