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摘要：机械设计是机械制造的前提，材料选择在机械制造过程中至关重要。随着科学技术的快速发展，增加了对机械的需求量，对机械设备的质量有较高的要求，导致材料出现短缺的情况，因此，要科学选择金属材料，促进机械制造业不断发展。本文针对当前机械设计工作中的金属材料使用情况展开分析，分别对其选择方式与具体应用展开探讨。
关键词：机械设计；金属材料；选择方式；具体应用
引言
为制造出质量更加过硬、功能更加全面的机械设备，相关研究人员不断对其设计方式进行深入分析。在不断的探索中，相关研究人员发现：机械材料的应用，在一定程度上对机械产品的质量安全控制具有重要影响。然而，当代社会稀有材料不足，不能满足其发展需求。对此，相关研究人员应该对现有材料进行合理选择，使其在实际设计工作中发挥更大的效果。
1机械设计中选择材料的意义及重要性
在时代发展的带动下，科技、工业化也在不断完善，这对制造业来说是一次机遇也是挑战，就机械产品的需求量来说，市场需求越来越高，使机械制造业赢得了经济发展机会。机械制造企业也加大了生产目标，这就会因市场竞争出现原材料短缺。因此，面对这一问题，就必须要提高机械设计材料质量，最大程度的发挥其性能，延长机械产品的使用寿命。
2金属材料在机械设计中选择的基本原则
2.1载荷的大小与性质
在机械加工过程中，有很多类型的零件或材料最后无法使用，主要由于该材料没有较好的载荷力，不能使零件或材料的作用充分发挥，因此，在机械设计过程中，要根据载荷的大小和性质选择材料，其中，低碳钢渗碳、中碳钢调质等方法是最常见的。载荷大小和载荷性质在机械设计中是非常重要的，要将材料载荷的承受力考虑到机械设计中，材料的载荷力和较好的可塑性，能够保证机械设备的正常使用。设计师在机械设计过程中，要想保证机械的使用效果，防止因载荷水平差出现不良反应，要对材料严格判断、选择。因此，在机械设计中，要对材料进行评估，若有需要，还要对材料进行调质、渗碳、氮化等技术处理。
2.2零件的尺寸和质量
在机械制造过程中，对零件的尺寸和质量有较高的要求，会因为材料选择不当，出现金属材料质量或尺寸不合格的情况，导致资源浪费，对企业的经济产生影响，因此，零件的尺寸和质量会影响机械设备的质量，选择材料时，要小心谨慎，若选择的金属材料不符合零件的尺寸和质量要求，则不能使用。
2.3零件结构的复杂性和加工性能
机械零件在机械设备生产过程中，是至关重要的，机械零件主要是由原材料加工而成的，对机械零件的整体质量都会产生影响，不同的材料包含的参数都不相同，若选择的材料不能满足后期加工的需要，则会影响零件的质量。同一种类的金属材料，生产不同的金属零件，其加工难度也不相同，也会因此，在机械设计中，要考虑金属零件结构的复杂性和加工性能。对于较复杂的零件，可以使用技术加工的方法，如焊接等。在金属材料的加工性能方面，主要针对金属材料本身的冲压切削能力、铸造焊接性能等进行考验。
2.4零件的工作环境
在机械设计中，零件的工作环境会对金属材料产生影响，各机械零件对所处的环境有不同的要求，因此，要根据具体的设计环境选择金属材料。首先，金属材料的选择要考虑温度因素，由于金属材料会随着温度的变化而变化，导致金属体积的变化幅度不同，膨胀的程度也不同；其次，金属材料的选择要考虑环境的湿度和对金属的腐蚀性，防腐蚀性、防锈性的金属材料适合在腐蚀性的环境中工作；最后，金属材料在使用过程中会出现磨损的情况，而硬度大、耐磨性好的金属材料可以延长机器设备的使用期限。例如，在较为湿热的环境中，金属材料极易受外部环境影响，出现腐蚀的情况。
所以，在机械设计中，要选择抗腐蚀性强的金属材料，避免出现因环境因素损害材料的情况。
2.5零件的经济性
经济效益是每个企业的经营目标，在机械制造业中也不例外。选择性价比较高的材料，有利于减少企业的运营成本。要对材料的价格、材料的加工难度、材料的转化率进行充分了解，保证材料的供应，有利于帮助
3机械设计中金属材料的选择及应用方向
3.1选择污染小能耗低的材料
环保节能是未来主流的发展理念，在机械制造过程中也需要遵循可持续发展观的理念，尽可能的选择一些污染小、能耗低的金属材料，才能降低其对环境的污染。比如，可以选择一些材料，它们仅需要热轧和冷轧的加工状态下就达到性能提高和使用寿命增强的效果，这有利于降低加工复杂性和耗能的减少。还可以选择一些材料，它们需要进行的热处理工艺较少。热处理虽然能够提高工件的性能，但针对不同的金属材料，也会产生一定的性能影响，有利有弊。因此，较少的热处理工艺，也能降低能源的损耗，同时提高企业的经济效益。
3.2选择可再生、可回收的材料
对金属材料的重复使用，是降低企业成本支出最为直接有效的方式。机械设计过程中，要尽可能的选用一些可再生和可回收的材料，并将其进行二次利用。于这些材料而言，他们本身所购进的价格就极为低廉，极大地降低了机械企业的制造成本。并且在设计的过程中，如果出现了设计失误，导致了零件尺寸的偏差，还能将这些零件运用于其他的加工之中，达到二次使用的目的。
3.3选择危害小的新型材料
过去，由于受到加工技术的影响，在金属材料加工过程中，往往会产生一些有毒的物质，这些物质不仅会影响到现场加工人员的身体健康，更会在产品出厂后给产品的使用者带来一定的危害。在科学技术迅速发展的今天，一些新型的金属材料被广的应用于机械行业。它们危害小，甚至无危害，提高了材料加工和使用的安全程度。因此，在机械设计过程中，要尽可能的选用一些新型材料，如利用金属泡沫材料替换传统材料。这种材料不仅不会燃烧，更能进行回收使用，是真正意义上的无危害、可持续利用的有效金属材料。与此同时，要尽可能选择绿色可持续发展的材料。机械设计师要在选择质量高的原材料同时，保证环保的特性。操作者要对实际情况进行把握，在考虑高质量的基础上选择无污染的核心材料，用可回收的材料进行施工。车间加工应以车床为中心，逐步进行加工，最后达到评核线，所以，原材料的使用必须要求能通过物理化学模式的变形从而达到评核线。而且铸造工艺对材料的流动性、偏折性都有较高要求，热处理工艺对原材料有氧化脱碳倾向、回火脆性倾向、过热敏感性等要求，必须达到这些要求，才能制造出合格的机械零部件，机械设备就是以这些机械零部件为基础建成的，所以不能忽视。
结语
总而言之，为满足当下人们对机械产品的实际需求，相关工作人员应该谨慎选择金属材料。在选择金属材料时，工作人员应该考虑其是否满足机械零件的制造条件，避免由于材料质量或材料性质等原因出现的机械产品质量问题。在保障材料性能的同时，相关工作人员也不能忽视其环保和节能的特性。高效、合理地利用这类金属材料，有助于保障企业效益与自然环境安全，真正实现绿色生产。
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