机械设计中材料的选取原则

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摘要：机械的诞生，解放了生产力，成为推动社会快速进步的中坚力量。而致力于现阶段的机械行业发展状况而言，笔者认为，很有必要在材料的选取上，再做深入研究，以期从机械材料方面，更好的推动机械行业的优化及对社会发展的促动作用。基于此，本文主要阐述了机械设计中材料选取的意义，并就材料的选取原则进行分析，望对我国机械行业发展有所帮助。
关键词：机械设计; 材料;选取
引言
对于机械行业而言，材料的正确选取至关重要，它不但影响着机械的质量，同时也会对机械性能的发挥产生重要影响，因此，在机械设计中，尤其在各行各业都已机械生产为主的阶段中，必须重视材料的选取，只有这样，才能以机械带动社会的发展。
一、机械设计中的选取材料的意义
机械设计中材料的正确选取，不仅可以为企业节约生产成本，同时，也可以使机械零件的质量得到提升。因此，在材料选取时，一方面保证选择适合的、实用的材料，另一方面，为了节约资源、保护环境，还要在选材的过程中充分考虑材料的经济性和环保性。通过良好的完成机械设计材料的选择工作，从而推动机械设计行业的稳步发展。 在机械设计中首先应当选择符合设计要求的材料，然后对材料进行科学合理的运用，实现节能、环保、经济的相统一，进而全面促进我国机械设计行业的可持续发展。因此，在新形势下，必须要提高机械设计中的选材水平，更好地做好机械设计中材料的运用，推动机械设计行业的发展。
二、机械设计中材料的选取原则
1、坚持使用性的要求
材料的使用性是选材时需要坚持的首要要求，这也是保证材料性能和质量的根本因素。不同零件在选材的方面有不同的要求，一些零件对强度有很高的要求，另一些零件更加侧重于零件的耐磨性，甚至一些零件更加外观方面的美观。因此，在选材时，要坚持根据不同零件采取不同的选材策略，准确地判断零件使用性能方面的要求，选择真正适合零件设计的机械材料。
2、选择载荷类型的材料
通过大量的试验和研究，我们发现在机械设计中导致大部分零件实效的原因是由机械材料的外载荷性能所导致的，但是机械零部件具有的应用性能可以对这种问题进行有效的抑制。这种外载荷性能与抑制失效问题能力二者出现矛盾，因此，在进行机械设计的材料选择时，要以零部件材料的荷载性能作为选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面：一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时，其中应力大多集中在材料表层，这就表明，材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上，如果机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，由于外载荷力作用到零件的横截面，使横截面的应力比较均衡，所以这就需要在机械材料的设计中，选择一些性能分布均匀的材料，保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。
3、低耗能选材
我国的工业发展在逐渐扩大，工业发展中需要大量的机械设备。通过机械设备耗费的能源也十分巨大。所以为了促进我国工业的持续发展，在机械设计中尽量选择环保性的原材料，并且要对报废的机械进行分解，实现资源的可循环利用，尽量使用组合较少的合金，这样可以减少提取材料的成本。同时在不影响机械性能的情况下，可以采用高分子材料、复合材料以及陶瓷材料代替，这些材料都是可以从自然界中直接提取，具有可再生性。通过替代金属材料的方式，来减少金属的使用量，实现金属资源的使用的可持续性。
4、碳素钢与合金钢的选择
机械设计所用到的金属材料中，使用最为广泛的便是碳素钢了。碳素钢的加工工艺简单，成本较低，但是使用范围有一定的局限性。碳素钢韧性较差，强度较低，不能用来加工尺寸较大的零件。合金钢的出现恰巧解决了此类问题，科研人员在碳素钢生产过程中加入合金元素，形成一种合金钢，提高了碳素钢的韧性和强度，相当于增加淬透性的作用，同时，还有提高了材料的耐磨性。在特殊工况下将材料换为性能优异的合金钢既能提高产品的可靠度，又能避免资源的过度浪费。
5、选择可回收和能够循环利用的材料
机械设计的材料选择过程中，为了便于循环利用，可以选择一些单一的合金系制作零部件，因为合金系的构成元件比较少，对环境的压力也较小，所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。
结束语
机械设计中材料的优选与科学应用尤为重要，是整个机械设计行业的基础。我们只有针对实践工作中存在的问题，明确材料优选重要性，满足机械设计生产标准要求，制定科学的应用策略，才能提升实践生产水平，实现经济性、优质性、适用性、可行性目标，提升生产效益，促进行业的良好發展与优质提升。
参考文献：
[1]徐春棉.浅谈机械设计中材料的选择和运用[J].科学家，2017（7）
[2]邹颖.机械设计中的材料的选择和运用[J].世界有色金属，2017（12）
作者简介：
张超（1996—），性别：男，籍贯：辽宁省康平县 民族：汉，学历：本科，学校：辽东学院邮编专业：机械设计制造及自动化。