陳遙韻

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

探討機(jī)械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用

陳遙韻

（成都理工大學(xué) 核技術(shù)與自動化工程學(xué)院，四川 成都 610059）

文章以簡述材料選取使用對機(jī)械設(shè)計的意義為切入點，并在細(xì)致分析材料如何選取和使用的相關(guān)方法基礎(chǔ)上，對材料選取和運用應(yīng)注意的問題進(jìn)行了簡單探討，希望可以為廣大機(jī)械設(shè)計人員提供一些可靠建議。

機(jī)械設(shè)計；材料選擇；應(yīng)用

隨著城市化構(gòu)建程度的加快，使機(jī)械已成為人們生活中不可缺失的一部分，而該行業(yè)的發(fā)展也越來越受到更多人的重視。在機(jī)械行業(yè)中，材料的選擇和使用是屬于其基本內(nèi)容之一，會對機(jī)械行業(yè)的整體發(fā)展產(chǎn)生重要影響。因此，文章針對這方面進(jìn)行了一番細(xì)致探究。

1 材料的使用和選取在機(jī)械設(shè)計中的重要性

現(xiàn)階段，在我國工業(yè)的發(fā)展過程中機(jī)械設(shè)備已得到了成熟的運用，而正因為這樣，使其設(shè)備需求量也得到了大量擴(kuò)增，從而造成機(jī)械材料發(fā)生了欠缺情況。材料是機(jī)械中基本構(gòu)成條件之一，是維持機(jī)械行業(yè)推進(jìn)的重要部分。因此，在機(jī)械設(shè)計進(jìn)程中，除了要重視材料的合理性問題，還要從競技性、環(huán)境污染等眾多角度去重視材料的運用和選擇，當(dāng)然，這也是該行業(yè)在后期發(fā)展中需要不斷分析研討的問題?？偠灾?，只有清晰認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計中材料使用和選取的關(guān)鍵性，才能更好地完成機(jī)械設(shè)計工作，進(jìn)而對我國機(jī)械設(shè)計的健康發(fā)展起到一個推動的作用。

2 材料的使用和選取

（1）實用性。在機(jī)械設(shè)計中，第一步需要考慮的是材料的實用性。這是因為在運用機(jī)械材料的時候，其指標(biāo)是工藝制造，需要對材料開展切削、鑄造、熱處理等一系列工作，因此按照材料的應(yīng)用范疇，要選取具有一定實用性的材料，從而達(dá)到生產(chǎn)目的。第二步是在對材料的選取過程中，零件的差異性也有著不同要求的，且在材料的耐磨性以及強(qiáng)度方面，當(dāng)然還有小部分零件其在外觀上要求更為特殊。因此，在選擇材料時，一定要在熟悉各零件對材料的需要，然后挑選性能高的材料。

（2）合金鋼與碳素鋼。目前，在機(jī)械設(shè)計中，碳素鋼是屬于常用的材料之一。該材料在加工方面，其工藝高，最主要的是價格親民，但在運用角度上，對機(jī)械設(shè)計還是有局限性的。其強(qiáng)度弱、韌性不理想，使得無法在中等形狀或大于中等形狀相關(guān)零件中投入使用。而相關(guān)研究人員為了更好地對該缺點進(jìn)行彌補、處理，則就在其中加入了一些合金元素，成為“合金鋼”，這在某種程度上對材料的強(qiáng)度和韌性進(jìn)行提升，產(chǎn)生了滲透性的效果，還在材料的耐磨性方面有了一定加強(qiáng)。通常狀況下，為了對零件淬火、后有破裂紋的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防，需對合金鋼給予適宜選取。因為這可以降低資源浪費度，還可以讓零部件在某種狀況下具有一定保障。

（3）無害。因部分機(jī)械材料會對人體健康產(chǎn)生危害，而倘若長期如此，則必然會對生命構(gòu)成威脅。如，Cr+6，離子狀，該元素對人體損害巨大，當(dāng)然還有Ni、As元素等。上述物質(zhì)除了對人體保持健康有害以外，還對土壤、水資源等同樣也有危害。所以，對材料的選取一定要給予高度重視，不要出現(xiàn)選擇錯誤的問題，避免對人體產(chǎn)生損害。

（4）載荷型。通常在機(jī)械設(shè)計中，材料不能正常應(yīng)用的問題會頻繁發(fā)生，這是由于選擇的材料其在荷載方面水平低。外加很多機(jī)械在功能正常發(fā)揮中，常出現(xiàn)突然失靈問題，而引起此類情況的因素就是“荷載”。所以，在選取材料時，針對于材料的荷載水平方面一定要慎重考慮，為機(jī)械設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。

（5）低耗材料。要想讓機(jī)械行業(yè)可以做到穩(wěn)定健康發(fā)展，則務(wù)必要盡最大限度對環(huán)保性材料進(jìn)行選擇。在材料使用中，盡可能不要用熱處理技能應(yīng)對，要確保材料的使用時間、性能，減少環(huán)境產(chǎn)生污染的可能。所以，在機(jī)械設(shè)計選取材料時，可以通過在冷、熱軋的基礎(chǔ)上，要選擇具備性能良好的材料。此外，倘若必須要進(jìn)行熱處理程序，則一定要選取熱處理步驟少的。不僅如此，還要考慮到材料的消耗性，盡量選擇低消耗，進(jìn)一步保證機(jī)械行業(yè)的穩(wěn)定前進(jìn)。

（6）可回收材料。機(jī)械設(shè)計中眾多材料源于金屬制造，但金屬在地球中數(shù)量有限，這也對機(jī)械行業(yè)的整體發(fā)展產(chǎn)生了影響。而對機(jī)械材料的使用過于普遍化，如“鋼”就有一百多種。那么在材料回收循環(huán)使用之時，這些多元化金屬元素混合加大了材料回收難度，誘導(dǎo)材料過度浪費。因此，為了機(jī)械行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，則盡最大限度選擇能循環(huán)使用以及可回收的材料。

3 材料選取和應(yīng)用中注意事項

（1）經(jīng)濟(jì)適用。當(dāng)下在機(jī)械設(shè)計中，材料的適宜性是最為重要的。而對于該工作內(nèi)容，有關(guān)工作者勢必要將“加工工藝”當(dāng)成選取材料的原則之一。機(jī)械設(shè)計材料的差異性，也具備不一樣的技術(shù)需求，例如焊接、鑄造等有關(guān)方面均需不同樣的工藝制造。所以，在不同材料使用過程中，要盡最大可能將其不同的性能進(jìn)行努力展現(xiàn)，讓其都有可用性。除此之外，還要在確保零部件具有性能前提下，要大量控制材料，將“經(jīng)濟(jì)適用”發(fā)揮到最大。

（2）節(jié)能環(huán)保。依據(jù)我國的可持續(xù)發(fā)展，因此對企業(yè)的要求無論是在運營還是生產(chǎn)中均是建立在環(huán)保、節(jié)能基礎(chǔ)之上的。所以，任何一個企業(yè)都應(yīng)該遵守該原則，自始至終貫徹該策略。而面對于機(jī)械設(shè)計材料的使用和挑選，存在一些不可再生資源是必然的，倘若過度消耗，則勢必會對后期材料的運用構(gòu)成一定隱患。所以，不管是材料的選擇還是應(yīng)用，要做到節(jié)能環(huán)保。

綜上所述，在機(jī)械設(shè)計材料應(yīng)用和選取過程中，必須要以行業(yè)的向前發(fā)展為前提，從而在達(dá)到機(jī)械設(shè)計生產(chǎn)需求基礎(chǔ)上，對材料的優(yōu)良性、實用性、競技性進(jìn)行選擇。因為只有做到這樣，才可以實現(xiàn)機(jī)械行業(yè)的穩(wěn)中前進(jìn)，落實機(jī)械設(shè)計行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。另外，在機(jī)械硬件設(shè)施的材料選取方面，除了要重視零部件的科學(xué)合理性，還要對零部件間的切合度、配合度給予考慮。

［1］車明浪.史兆偉.機(jī)械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用［J］.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2015，（6）：104-105.

［2］程建磊.機(jī)械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，（15）：182-183.

［3］邊明江.機(jī)械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2015，（28）：261-262.

Discussion on Selection and Application of Materials in Mechanical Design

CHEN Yao-yun
（College of Nuclear Technology and Automation Engineering，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China）

Thispaperdiscussesthesignificanceofmaterialselectionandtheuseofmechanicaldesign，andanalyzestheselection ofmaterialsandnotestobecaredintheapplicationbasedon howtoselectandusematerials，hopingtoprovidesomereliableadvice themajorityofmechanicaldesigners.

mechanicaldesign；materialselection；application

TH122-4

A

2095-980X（2017）02-0004-01

2017-01-12

陳遙韻（1994-），男，四川成都人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械工程。