王志亮

（甘肅省山丹培黎學(xué)校，甘肅 張掖 734100）

隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，社會各個行業(yè)中對機械的要求也越來越高，作為機械行業(yè)的基礎(chǔ)工作，機械設(shè)計在機械行業(yè)的發(fā)展中占據(jù)相當重要的地位，對于整個國民經(jīng)濟發(fā)展意義重大。在機械行業(yè)設(shè)計中，材料的選擇和應(yīng)用是保證機械設(shè)計的基礎(chǔ)，隨著時代不斷進步，機械設(shè)計的材料也要不斷地更新完善，因此，在機械設(shè)計工作中，要重視機械設(shè)計的新型材料及應(yīng)用，掌握機械設(shè)計的相關(guān)要求，才能保證材料的安全性與合理性。

1 機械設(shè)計中材料選擇與應(yīng)用的重要性

隨著機械設(shè)備需求量的提升，人們對機械設(shè)計的質(zhì)量和性能的要求也越來越高，在市場大環(huán)境的推動下，做好機械設(shè)計工作，對于推動機械行業(yè)的發(fā)展有著相當重要的作用。機械材料是構(gòu)成機械設(shè)計的主要設(shè)備和元素，在選擇材料時，不僅要符合機械設(shè)計的相關(guān)要求和標準，更要緊跟社會的發(fā)展，滿足各個相關(guān)行業(yè)的需求。

在應(yīng)用材料前，設(shè)計人員要進行相關(guān)的檢驗操作，確定材料是否會對機械設(shè)計的質(zhì)量產(chǎn)生影響，其次，要保證所選的材料具備實用性，符合經(jīng)濟環(huán)保的原則，從而促進機械行業(yè)的多元化發(fā)展。

尤其是在當前我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展原則下，機械設(shè)計的材料選擇更是需要綜合多方面的信息，重視材料選擇和機械應(yīng)用的重要性，對目前的新型材料進行科學(xué)合理的選擇，保證機械設(shè)計的長遠發(fā)展來看，切實保障機械產(chǎn)品的性能，促進行業(yè)的良性發(fā)展。

2 機械設(shè)計材料的選擇和應(yīng)用

2.1 無毒無害型材料

在機械設(shè)計的領(lǐng)域中，大多材料都有一定的傷害性，例如，常見的Ni、As等化學(xué)機械材料會對人體造成一定傷害，不僅如此，這些材料對自然環(huán)境的傷害也是相當大的。在進行機械設(shè)計的過程中，應(yīng)著重選擇無毒無害型材料，保證在安全無害的環(huán)境中進行機械設(shè)計操作。

同時，要在機械設(shè)計中落實綠色環(huán)保的理念，基于此，在機械設(shè)計的材料選擇和應(yīng)用中，重點選擇綠色環(huán)保材料也是關(guān)鍵所在，也是機械設(shè)計人員需要關(guān)注的重點，通過綠色環(huán)保材料的選擇，減少機械設(shè)計中放射性元素的危害。

2.2 碳鋼、合金鋼材料的選擇和應(yīng)用

在機械設(shè)計中應(yīng)用最廣泛的材料是碳素鋼及合金鋼，碳素鋼具有成本低、生產(chǎn)便捷、適用范圍廣等特點，在機械設(shè)計中，碳素鋼通常應(yīng)用于強度需求較低的零件中，由于碳素鋼的韌性和強度相較其他材料較低，因此，在機械設(shè)計中是存在一定局限性的。

而合金鋼材料的應(yīng)用則彌補了這種遺憾，合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過加入一定比例的合金制成，其強度和韌性都強于碳素鋼，將其應(yīng)用于機械設(shè)計中，不僅能夠強化機械設(shè)計零部件的質(zhì)量和性能，還能在很大程度上提升產(chǎn)品的耐磨性，是應(yīng)用價值較高、應(yīng)用較廣泛的一種材料。因此，在機械設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)機械產(chǎn)品的具體需求選擇碳素鋼與合金鋼，確保產(chǎn)品設(shè)計的最佳性能。

2.3 荷載材料的選擇和應(yīng)用

在機械設(shè)計中，荷載材料的選擇也是相當重要的一項工作，在實際設(shè)計工作中，選擇的材料會因為荷載水平低的原因，在后期應(yīng)用中出現(xiàn)抑制失效的問題，導(dǎo)致大部分機械零部件無法發(fā)揮正常的作用，造成這個問題的主要原因是機械設(shè)計中材料選擇荷載過低。

因此，在機械設(shè)計前期，材料選擇時，要進行荷載水平的評估，選擇荷載水平高的材料，并且根據(jù)實際設(shè)計工程對材料進行后期加工處理，提升材料的荷載水平，保證工程的質(zhì)量和性能。

2.4 功能性材料的選擇和應(yīng)用

在機械設(shè)計的過程中，需要對材料的制造進行多道工藝的處理，其中包括熱處理工藝、鍛造工藝、切割等，在完成材料工藝的處理后，為了確保所應(yīng)用材料的性能，滿足產(chǎn)品的設(shè)計需求，需要選擇功能性和實用性更強的材料，以保證材料在處理后能夠滿足機械產(chǎn)品的性能需求。不僅如此，在實際機械產(chǎn)品設(shè)計中，實用性功能性材料的選擇和應(yīng)用要根據(jù)設(shè)計產(chǎn)品不同的部件來決定，結(jié)合材料的屬性，實現(xiàn)材料在產(chǎn)品設(shè)計中的有效利用。

在產(chǎn)品設(shè)計的具體規(guī)劃中，如果是磨損較嚴重的零部件，需要選擇硬度較高、韌性較強的材料，確保零部件的性能。同時，在選擇材料性能時，也要注重設(shè)計的美觀性，從多方面考慮材料的選擇和應(yīng)用。

2.5 循環(huán)性材料的選擇和應(yīng)用

在機械設(shè)計的實際加工中，大部分是選擇金屬材料，而各個部件所使用的金屬材料有所不同，會在很大程度上造成資源的浪費，因此，設(shè)計人員要在機械設(shè)計的過程中選擇循環(huán)性材料，在選擇合金材料時，盡量少選擇元素的種類，這樣既能保證合金質(zhì)量，也能減少成本，促進材料的可再生利用。

3 機械設(shè)計中材料選擇的注意事項

3.1 注重經(jīng)濟實用原則

在機械設(shè)計中，要注重經(jīng)濟實用的原則，首先，設(shè)計人員應(yīng)從設(shè)計實用性的角度考慮，在機械設(shè)計的過程中，涉及不同的工藝，不同工藝對材料的要求有所不同，滿足眾多工藝對性能的要求，是材料選擇的關(guān)鍵。設(shè)計人員通常會對一種材料進行多重工藝的加工選擇和處理，但如果選擇不達標，則會影響機械的最終質(zhì)量。同時，在機械材料的選擇上，還應(yīng)從經(jīng)濟性的角度入手，秉持節(jié)約材料和成本的原則，選擇性能好且經(jīng)濟實惠的材料。

3.2 注重科學(xué)發(fā)展需求

機械行業(yè)在對設(shè)計材料進行選擇時，要注重科學(xué)發(fā)展的需求，在保證機械設(shè)備功能的基礎(chǔ)上，使其滿足節(jié)約成本和環(huán)境保護的要求，實現(xiàn)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的有效協(xié)調(diào)。機械設(shè)計人員也應(yīng)當始終堅持科學(xué)發(fā)展觀，在機械設(shè)計的過程中，注重材料的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 注重低能耗選擇

除了以上提到的兩點，在材料選擇中，還要注意生產(chǎn)過程中的低能耗低污染，在材料的選擇上以環(huán)保為主。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，國民經(jīng)濟提升的同時對我國的環(huán)境也造成了嚴重的污染和破壞，大量資源形成浪費，在機械設(shè)計加工中，設(shè)計人員應(yīng)當貫徹環(huán)境保護、節(jié)能節(jié)源的理念，促進機械設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。

一般來說，目前很多材料都是低能耗低污染，但要注意在加工過程中造成的污染情況，大部分材料在進行加工時，會導(dǎo)致材料消耗，因此，設(shè)計人員在進行材料加工時應(yīng)當注意，要盡量選擇為經(jīng)過熱處理也能滿足需求的材料，其次，選擇熱處理程序較少的材料，防止材料在設(shè)計過程中再次出現(xiàn)能源消耗、污染等問題。

4 結(jié)語

綜上所述，在機械設(shè)計中，新型材料的選擇和應(yīng)用需要涉及多方面的因素，要貫徹落實綠色環(huán)保的理念和可持續(xù)發(fā)展的原則，保證設(shè)計材料的合理性和安全性，促進機械行業(yè)的長遠發(fā)展。

在具體教學(xué)設(shè)計中，首先，應(yīng)當讓設(shè)計人員和學(xué)生明確機械設(shè)計中新型材料選擇和應(yīng)用的重要性，要結(jié)合我國當前發(fā)展的現(xiàn)狀和市場的需求，對材料選擇和應(yīng)用進行分析，明確機械設(shè)計材料選擇及應(yīng)用對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響；其次，是要掌握機械設(shè)計材料選擇的標準，主要從環(huán)保型材料、碳素鋼及合金鋼材料、荷載型材料、實用功能型材料等進行選擇，圍繞材料環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的特點展開；最后，在實際應(yīng)用操作中，要科學(xué)合理地展開設(shè)計工作，充分發(fā)揮材料的優(yōu)勢和性能，滿足機械產(chǎn)品的具體設(shè)計需求的同時，推動機械行業(yè)的發(fā)展，從而進一步帶動我國的經(jīng)濟發(fā)展。