虞佳峰

【摘 要】隨著社會的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展迅猛，同時也帶來了很多能源以及環(huán)境問題，因此加強機械工程中材料的研究非常有必要，需要引起我們的重視，從而能夠在一定程度上降低能源的消耗，進一步促進我國機械行業(yè)的發(fā)展?；诖吮疚姆治隽藱C械工程中節(jié)材的措施。

【關(guān)鍵詞】機械工程；節(jié)材；措施

1、機械工程材料概述

1.1、性能。金屬材料金屬材料是指以金屬健結(jié)合并具有金屬特性的一類物質(zhì)。它具有良好的性能，在比重、熔點、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性、耐用腐蝕性、抗氧化性具有自身顯著特點。

1.2、分類。金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。其中，黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的工業(yè)純鐵，含碳2%～4%的鑄鐵，含碳小于2%的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、精密合金等。有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，包括輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。

特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。

1.3、生產(chǎn)工藝。通常先提取和冶煉金屬，有些金屬需進一步精煉并調(diào)整到合適的成分，然后加工成各種規(guī)格和性能的產(chǎn)品。提煉金屬，鋼鐵通常采用火法冶金工藝，有色金屬兼用火法冶金和濕法冶金工藝；高純金屬以及要求特殊性能的金屬還采用區(qū)域熔煉、真空熔煉和粉末冶金工藝。金屬材料通過冶煉并調(diào)整成分后，經(jīng)過鑄造成型，或經(jīng)鑄造、粉末冶金成型工藝制成錠、坯，再經(jīng)塑性加工制成各種形態(tài)和規(guī)格的產(chǎn)品。對有些金屬制品，要求其有特定的內(nèi)部組織和力學(xué)性能，還常采用熱處理工藝，以提高其強度和硬度，滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。

1.4、主要優(yōu)勢。金屬材料的力學(xué)性能全面，可靠性高，使用安全；具有良好的溫度使用范圍；良好的工藝性能；并儲量豐富，適合大規(guī)模應(yīng)用。

2、機械工程中的材耗現(xiàn)狀概述

我國機械工程中的材耗現(xiàn)狀主要表現(xiàn)為以下2個方面：

（1）原材料在機械產(chǎn)品成本中所占的費用過高。相關(guān)統(tǒng)計表明，機械工程的鋼材消耗每年高達1000萬t，占據(jù)全國鋼材消耗總量的15%～20%，且機械產(chǎn)品成本中，原材料的費用要高于60%。

（2）鋼材利用率偏低。我國機械工程中的鋼材利用率約為60%，相比于發(fā)達國家，存在15%左右的差距，而每一個百分點的提升就意味著每年約有10萬t鋼材被節(jié)省下來。

同時，我國機械工程中鑄鍛件綜合廢品率偏高，浪費了大量的能源和原材料，依據(jù)對部分企業(yè)的調(diào)查，鑄鐵件與鑄鋼件的廢品率均在10%以上，甚至有些企業(yè)要高于20%，這相比于國外低于5%的平均水平，差距明顯。此外，我國的重要基礎(chǔ)件壽命偏短，很不符合我國機械系統(tǒng)中對節(jié)材技術(shù)的政策要求。可以說，新時期機械工程中的有效節(jié)材已經(jīng)成為機械系統(tǒng)所要面臨的重要課題。

3、工作中常見的機械工程材料消耗存在的問題

3.1、在生產(chǎn)機械產(chǎn)品時，原材料的成本過高。通過有關(guān)部門的調(diào)查顯示，機械系統(tǒng)每年在生產(chǎn)過程中會消耗掉鋼材大約 1000 萬噸，占全國鋼材使用量的 15%～20%。機械產(chǎn)品的成本中原材料的費用就占了一半以上。

3.2、鋼材的使用率很低。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國對鋼材的使用效率很低，與發(fā)達國家相比差距極大。如果將利用率提高百分之一，就可以節(jié)省鋼材約十萬噸。在我國，機械工業(yè)的鍛、鑄件廢品率很高，這大大浪費了原材料和能源。調(diào)查顯示，一些企業(yè)鑄鋼件的廢品率大約在10%到 11%之間，鑄鐵件的廢品率在 12%到 14%之間，有的機械工廠的廢品率甚至達到了 20%，而發(fā)達國家廢品率通常都小于 5%。此外，我國基礎(chǔ)件還存在使用壽命不長的問題。例如我國的模具使用時間不到發(fā)達國家模具使用時間的一半。實際建造情況與國家的要求差距極大。

4、機械工程中節(jié)材的措施

4.1、提高產(chǎn)品設(shè)計水平，充分發(fā)揮材料潛力

提高產(chǎn)品設(shè)計水平，充分發(fā)揮材料潛力，降低材料消耗以輕量化為目標(biāo)，大力推廣計算機輔助設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計，有限壽命設(shè)計、防腐蝕設(shè)計和價值工程方法，使產(chǎn)品既可靠安全又結(jié)構(gòu)緊湊，用材合理；適當(dāng)提高材料使用強度等級，充分發(fā)揮材料性能潛力，降低材料消耗。 如對EQ-140汽車橋殼進行疲勞研究和優(yōu)化設(shè)計后，每臺減少5千克，新設(shè)計的經(jīng)濟型數(shù)控車床與普通塔車床相比，采用數(shù)控伺服機構(gòu)后，省去刀架和溜板等，零件數(shù)目減少2/5。

4.2、逐步淘汰舊材料，提高新材料應(yīng)用比例，改善用材結(jié)構(gòu)

為了能在機械工程方面做到節(jié)約，首要的便是逐步淘汰舊材料，提高新材料應(yīng)用比例，在工作過程中需要加速國家相對較新的高強度低合金鋼、冷成形鋼、等高效鋼的使用，在現(xiàn)實的工作過程中還需要鼓勵廠商多使用切削鋼、新型模具鋼等新材料。并且注意在一些相關(guān)的機械工作中開發(fā)更為新式的材料，逐步淘汰一些老舊材料，提高材料的使用效率減少浪費，并需要研制一些新型材料的替代品，以及材料的可再生利用，減少對傳統(tǒng)材料和能源的依賴。

4.3、在機械制造的過程中需要應(yīng)用先進的生產(chǎn)技術(shù)，提高材料的使用效率

為了更好的在機械工程中節(jié)材，需要在機械制造的過程中需要應(yīng)用先進的生產(chǎn)技術(shù)，提高材料的使用效率。眾所周知采用先進的生產(chǎn)技術(shù)不但能夠提高生產(chǎn)效率，而且還能增加所生產(chǎn)機械的精度，使得在機械工程的生產(chǎn)與制造過程中鑄、鍛件的優(yōu)質(zhì)比例不斷提高；現(xiàn)實的工作過程中還需注意，為了提高機械工程的使用年限，應(yīng)注意對材料的表面進行適當(dāng)處理。通過這些先進生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，來不斷提高材料的使用效率，減少浪費，實現(xiàn)機械工程中節(jié)材目的。

4.4、在機械的使用過程中為有效增加機械使用時間，需注意防腐技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)實的生產(chǎn)與工作過程中，所需要面對的一大重要問題便是機械的腐蝕問題，腐蝕問題處理不好，不但會影響機械工程所生產(chǎn)出產(chǎn)品的精度與嚴(yán)謹(jǐn)，也會對社會主義的正常生產(chǎn)起到阻礙作用，另一方面機械的腐蝕問題還會使得機械的出現(xiàn)老化等問題，使得本身制作這一機械的材料便是一種浪費。在現(xiàn)實的機械工程工作過程中，防腐問題且不可小視，長久的腐蝕問題所帶來的經(jīng)濟損失不可估量。

因此，為了實現(xiàn)機械工程中節(jié)材目的，國家應(yīng)加快對機械防腐問題的研究，開發(fā)新型防腐材料，探尋新的防腐手段與方法，減少腐蝕所帶來的經(jīng)濟損失，使機械壽命得以延長。

4.5、在機械工程的使用過程中應(yīng)主義再造工程的推進

時下的中國隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得機械制造業(yè)得以短時間內(nèi)得以提高，特別是改革開放后的這些年，使得冰箱、電視、汽車等機械產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量不斷增加，進入尋常百姓家，這些機械產(chǎn)品給廣大市民帶來一定便利的同時，也出現(xiàn)一定問題，主要是隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，機械產(chǎn)品推陳出新的速度相對較快，淘汰的速度也相對較快，使得一些老舊產(chǎn)品的處理便形成一定問題。

在大街上現(xiàn)在隨處可見的報廢汽車，淘汰的電視、冰箱等老舊電子產(chǎn)品也對城市的環(huán)境問題造成一定影響。為了實現(xiàn)機械工程中節(jié)材的目的，便需要國人在現(xiàn)實的生活與生產(chǎn)過程中注意機械產(chǎn)品再造過程的推進。再造技術(shù)的推進主要是倡導(dǎo)在生產(chǎn)與生活的過程中，很多機械產(chǎn)品由于其非可再生性，要求國人能夠堅持使用的便不能隨便拋棄，能夠修繕的便不變換新，對于實在不能使用的機械產(chǎn)品，要注意將一些可用的零部件拆卸下來，使用在一些同型號的機械上面。

5、機械工程材料前景展望

5.1、應(yīng)用領(lǐng)域擴大，經(jīng)濟效益良好。隨著材料設(shè)計、工藝技術(shù)及使用性能試驗的進步，傳統(tǒng)的金屬材料得到迅速發(fā)展，新的高性能金屬材料不斷開發(fā)出來。如快速冷凝非晶和微晶材料、高比強和高比模的鋁鋰合金、有序金屬間化合物及機械合金化合金、氧化物彌散強化合金、定向凝固柱晶和單晶合金等高溫結(jié)構(gòu)材料、金屬基復(fù)合材料以及形狀記憶合金、釹鐵硼永磁合金、貯氫合金等新型功能金屬材料，已分別在航空航天、能源、機電等各個領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，并產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益。

5.2、應(yīng)對市場缺陷，推動創(chuàng)新發(fā)展。目前，我國金屬材料行業(yè)呈現(xiàn)出起穩(wěn)回升、發(fā)展逐漸向好的良好局面。雖然金屬材料行業(yè)發(fā)展很快，但是市場存在的一些問題不容忽視，如市場無序競爭、產(chǎn)品質(zhì)量下降、創(chuàng)新乏力等。今后應(yīng)該對金屬加工行業(yè)進行調(diào)研分析，推動技術(shù)整合，建立長期合作的固定客戶，秉承顧客至上銳意進取的精神旗幟，獲得廣大消費者好評。在不斷的進取創(chuàng)新中為金屬加工行業(yè)的消費者服務(wù)，金屬材料行業(yè)前景將不斷上升。

總之，近幾年社會的發(fā)展，我國的經(jīng)濟水平不斷提高，機械工程行業(yè)的發(fā)展也是得到很大提高，成為了我國經(jīng)濟重要支柱，但是其在發(fā)展的過程中造成了很多的材料浪費情況，從而阻礙經(jīng)濟發(fā)展，因此需要引起我們的重視，采取有效的措施進行控制，從而進一步出去我國的經(jīng)濟發(fā)展。

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