王飞
广电计量检测（武汉）有限公司 湖北武汉430074
摘要：随着我国现代工业、制造业的发展，机械设计取得了极大的发展。在机械产品的设计过程中，不断采用新技术，应用新材料，对机械产品性能的提高有着非常重要的作用。在机械产品设计过程中，材料的选择及应用作为设计的主要环节，直接影响到机械产品的整体质量，甚至于影响到机械工业的稳定与可持续发展。因此，在新经济新形势下，制造业企业必须提高机械设计过程中的选材水平，实现机械材料的合理选用和可持续利用，促进机械产品设计产业的进一步发展。下面，文章就机械设计中材料的选择和应用展开论述。
关键词：机械设计；材料选择；材料应用
引言
材料的选择对机械设备的性能有直接影响,当前科技的发展为机械设备的设计行业提供了新的契机,同时也为该行业的发展带来了不小的挑战。如何就设备设计过程中的材料选择进行升级,这对促进机械设备行业的进一步发展有着重要的影响。
1机械产品设计中材料的选择原则
1.1 绿色环保节能原则
随着科学技术和社会经济的快速发展，人们对大自然的索取和对自然的破坏日益严重，环境保护问题日渐成为社会热点问题。自然环境与人类生存息息相关，如果一个社会想实现更理想的发展和可持续发展，那么这个社会必须以保护环境为前提。否则，过度的剥削只会造成更大的灾害。因此，在机械设计过程中，材料的选择要特别注意环保与节能。为了实现可持续发展，我们需要控制生产过程中的资源消耗。在满足设计要求的前提下，为了实现可持续发展，为了节约不可再生资源，必须尽可能选择污染少、能源消耗少的材料。
1.2 经济适用高效原则
为了使所选择的材料在机械设计过程中发挥更大的作用，机械设计师需要选择适合于机械产品运行条件的高性能材料。机械产品制造中常用到的铸造工艺应具备良好流动性，锻造工艺使用的材料必须具备良好的延展性、可塑性，而周围焊接过程中使用的材料必须具备良好的灵敏度和易用性。不同工艺掌握所需的材料不同。设计者应充分理解设计过程，选择最经济和最适宜的材料与设计要求相结合，使材料的性能最大化，满足设计要求。不同的材料有不同的特性，可以满足不同的机械要求。在规定的技术条件下，根据材料性能科学选择和应用，确保机械制造工程的健康可持续发展。
1.3可持续利用原则
机械产品设计过程中,材料的选择在满足最基本的机械设计要求的同时要坚持可持续利用的原则。基于现实情况，从实际设计需求出发，充分挖掘所选材料的可行性和应用效果，结合材料特性，启动机械设计的目标应用程序。机械制造的工序中使用的材料是金属并在机械制造工程中大量使用时，这种资源会逐渐减少。如果找不到可替代的材料，就会影响机械制造企业的发展。钢是一般的材料，在机械制造中，回收比较困难。为了进一步减少环境污染和资源损失，需要选择可回收材料。从目前来看，中国的机械设计材料的再利用系统变得困难。因此，在机械材料的选择过程中，有必要考虑材料的再利用。这样不仅可以降低成本，还能减轻环境损害以及对资源和环境的压力，对资源的可持续利用有着重要意义。
2材料的选择与要求
2.1实用性
在材料的选择上应首先满足设备对质量以及性能的要求。在实际的应用过程中,机械设备的不同零部件也有着不同的性能要求。如一些零部件要求具有较高的耐磨性,而一些零部件需要具备更为理想的强度。在材料的选择上也不能一味地以机械设备本身作为划分依据,应根据不同部位的零部件来展开划分。
2.2无公害
当前随着化工产业的不断发展,很多材料本身所具备的毒性也会对生态环境造成严重的影响和破坏。出于可持续发展理念的引导,在机械设备的材料选择上也必须坚持材料本身的无公害性,杜绝使用存在有毒原始的原材料。
2.3选择载荷类型材料
很多机械设备在设计完成之后却无法正确使用,这很大程度上是由于材料本身的负荷较差所导致的。除此之外,机械零件在发挥性能的过程中,如果材料的负荷较差也会出现设备抑制失效的问题。所以为了规避这一类情况的出现,就有必要对材料的载荷能力进行进一步的检测。通常情况下,中碳钢调质、低碳钢渗碳等方式都能有效甄别材料的载荷能力。
2.4坚持可持续发展理念
当前机械设备的材料选择多为金属材料,而金属材料的反复利用不仅有助于资源价值的充分发挥,同时也是可持续发展理念的进一步落实。但是在对材料的循环加工过程中,通常会出现不同材质材料的混合加工。混合加工后所形成的材料,其在回收难度上也有所增加。所以为了保证材料报废后的更高效利用,在机械设计材料的选择上应优先选择单一性的合金。同时从实际条件出发,合金中的金属元素越少,其在后期的循环利用价值也就越高。在机械设计工作的开展中,要始终贯彻可持续发展理念,一方面要求在材料的选择上注重甄别,另一方面也要注重对材料本身潜力的挖掘。提高机械设备的使用寿命与效率,这也是未来机械设计工作开展的重要选择。
3机械设计中材料的选择以及应用方法
3.1实用材料的选择以及应用
在机械设计当中，无论是材料的选择还是应用，都一定要对材料的实用性进行考虑。在机械设计当中，材料的应用需要有效的参考设计工艺指标以及工艺方法。换句话来讲说，需要和工艺特征的具体差异相结合是非常必要的，进而更好的满足生产要求，其属于比较基本性的要求。除此之外，加工零件还需要和设计要求相适应。
3.2低耗材的选择以及应用
当前情况下，各行各业都非常的重视节能，环保以及可持续发展等。在机械设计材料的选择以及应用过程中，所选材料一定要具备低能耗以及无污染的特点。与此同时，在加工以及处理机械设计材料的过程中需要和这些具体要求相适应。一般来讲，非常多的机械零件都是需要热处理工艺的。然而，当进行热处理时如果工艺方法不当，就会造成比较严重的失效不合格品，甚至会带来非常严重的污染问题。因此，在机械材料选择的过程中，一定要尽量的避免采用需要热处理的材料，可以选择在冷轧以及热轧条件下仍可以反映其材料性能的具体材料。如果在材料实施加工以及处理的过程中，难以避免使用热处理，那么就需要选择一些具备较少处理环节的材料，从而使得能耗以及污染程度等得到大大的降低。
3.3无害材料的选择以及应用
机械设计过程中非常多的材料都属于危险材料，比如：隔元素，使用这种元素的过程中，不仅会出现非常严重的环境污染问题，并且其还会对人体健康造成不利的影响。因此，选择材料的过程中一定要对这些材料的危害进行一定的控制。可以使用某些测试方法来完成选择材料的检测，以避免由于测试的疏忽而使得机械设计以及机械设备当中出现一定的有害材料。
3.4可回收材料的选择以及应用
机械设计当中非常多使用的零件以及部件都属于金属部件，但是金属的输出存在有限性。如果在机械结构当中对于金属实施过多的消耗，那么会对机械化的发展以及生产造成非常不利的影响。比如，钢在机械工程当中具备较多的应用，但是钢的型号以及类型存在不同性，各种类型的钢是难以进行回收的。与此同时，如果把不同类型的金属元素进行一定的混合，其同样会对回收工作造成非常大的影响，并且会出现非常严重的资源浪费。
结语
综上所述，机械设计过程中材料的选择要做出综合系统性的分析，最终挑选出最为适合的机械材料，最大限度上来确保材料的具体使用成效，更大程度上满足国家在绿色发展战略方面提出的多元化要求，从而推动我国机械制造业的未来发展。
参考文献
[1]祁栋.机械设计中材料的选择和应用分析[J].南方农机,2019,50(18):153.
[2]王景秋.机械设计中材料的选择和应用分析[J].山东工业技术,2019(10):70.