江苏省泰兴市
摘要：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。
关键词：机械设计；金属材料；选择；应用；分析
1金属材料发展的简述
在我国机械行业的发展过程中，金属材料是最重要的原材料之一。通常情况下，无论是由金属元素构成，还是主要元素为金属元素的特殊材料都被统称为金属材料，例如目前在机械行业中应用非常广泛的各类纯金属、合金以及金属间化合物等等都属于金属材料的范畴。而是包含了许多人们借由科技开发得到的高性能材料，例如有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等材料，都在机械设计中得到了非常广泛的应用，并取得了良好的效果。
2机械设计中金属材料选择的基本原则
2.1金属材料荷载力
在进行机械设计选择金属材料时，要考虑到基础材料的荷载力，金属材料的荷载力水平对于机械设计来说至关重要。如果金属材料受到足够大的压力，但是金属材料没有足够的荷载水平去支撑，在机械制造过程中就会出现金属材料失效的情况，导致机械零件不能发挥自身的作用。为了保证金属材料在工作过程中发挥出良好的性能，提高机械设备的工作效率，在金属材料选择时要充分的考虑到荷载力问题，在进行机械设计时选择金属材料之前，要对金属材料的核载力进行判断，并做好相应的测试工作，以此来保证在机械设计中选择合适的金属材料。
2.2零件的工作环境
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。
2.3零件尺寸
尺寸大小是机械设计的基本内容．对于一些精密加工零件．其精准度甚至是以纳米进行计算的。并且．机械设计是从理论角度对零件尺寸进行计算．在实际的现场加工中往往会出现加工零件无法配套镶嵌的情况。因此，在零件尺寸的设计过程中，要以现场的实际加工为主进行合理的计算．不能停留在理论化的角度．而材料的选择也需要在保证相同性能的情况下．选择一些容易切割改变大小的材料。
2.4零件结构及材料的加工性能
机械设备的生产中，机械零件发挥着重要作用，而机械零件是由原材料加工而成，直接关系着机械零件的整体质量，如果所选择的材料无法通过后期加工中的各个技术环节，就无法满足机械设备生产中的零件质量。所以在进行机械材料的选择时要重视材料的整体结构和加工性能，满足各个阶段的技术操作。
3机械设计金属材料的应用
首先，在进行机械设计的过程中，对于金属材料的应用需要考虑到其是否具有足够的经济性和适用性。这里所说的经济性和适用性，具体是指机械设备加工当中所采用的金属材料是否能够发挥出其应有的特征，同时也要看其能否满足经济性原则。目前在机械设计中碳素钢和合金钢是应用最为广泛的金属材料，碳素钢的特点在于加工性能较强，且有着较高的性价比。但同时碳素钢也有着一定的缺点，就是在韧性和强度方面还略有不足。因此为了能够有效弥补碳素钢的这些缺点，一般会将其中加入一定的合金材料，使其变为合金钢。合金钢在具备了碳素钢优点的同时，也具备了更强的耐磨性和耐腐蚀性。除此之外，在进行机械设计中，对于金属材料的应用也要考虑到制造工艺的选择，例如铸造工艺中需要金属材料具备一定的吸气性和收缩性，在焊接工艺中，需要金属材料具备一定的冷镦和冲压性能。在达到这些要求的同时，也要充分考虑到金属材料本身的经济性特征，例如加工费、材料价格和利用效率等等。
其次，在机械设计的过程中，对于金属材料的应用应尽可能的减少废料和废气的出现，避免其对自然环境造成的污染，遵循可持续性发展理念。在对金属材料进行热处理后会相应的提升材料的性能，并延长材料的寿命，但这个过程会产生很多的废气，并且会形成能源的消耗。因此在应用金属材料的过程中，应避免材料热处理的方式。如果必须对材料进行热处理，那么应尽可能的减少处理工序，在减少自然环境污染的同时，也降低能源的消耗。
第三，要注意对金属材料的回收。所以在机械设计的过程中，应尽可能选择可再生、无污染、易降解、可回收的金属材料。机械设备在运行的过程中必然会出现磨损的情况，最终形成报废，这时对其中的材料进行回收就是一个重要的问题。如果报废后无法形成回收，那么将会形成资源的浪费，同时也对环境造成了污染。因此在进行机械设计时，对于金属材料的应用除了考虑性能之外，也要减少材料元素种类，从而提升其回收利用率，并避免采用金属与橡胶混合的设计方式。
4结语
在我国经济的发展带动下，我国制造业的水平也得到了显著提高，对机械设备的需求量和要求也在逐渐增加，这也表明，机械产品的质量、性能必须要满足人们的需求。而机械产品的生产中零件是重要的组成部分，对机械产品的整体质量有着直接联系，对此就需要重视机械产品中零件的材料选择及应用，不仅要保证材料满足设计加工需求，还符合适用性、经济性、环境性、节能性的特点，为企业谋求更大的经济效益，同时还符合我国绿色发展的理念。
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