江苏省兴化市
摘要：当前．我国正处于工业发展的中期．而机械行业是推动我国工业发展的关键因素．要想提高我国的工业化水平．就需要以机械行业为基础，提高机械制造企业的生产水平。机械设计是机械制造的第一步．设计是影响产品质量的关键因素．一个合理的机械产品设计离不开金属材料的选择。在金属材料的选择和设计过程中，要结合材料的性质、载荷、工作环境、尺寸、质量、性能和经济性等多种因素考虑．只有这样才能保障产品的质量。金属材料本身在机械设计中具有广泛的应用．但在实际的使用过程中．要遵循一定的注意事项．在规定的条件下合理使用金属材料．并以材料的环保性和节能性为前提．才能促进金属材料的可持续使用。
关键词：机械设计；金属材料；选择；应用；分析
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载荷的大小和性质
荷载大小在机械设计中有着重要意义，在进行设计时，要充分考虑材料荷载的承受能力，并根据材料自身的荷载能力进行选择，如此才能满足机械设计的需求。除此之外，在选择中还要根据机械设计的实际需要，对材料的性质进行综合分析。
2.2规范零件的尺寸与质量
机械的良好运转需要机械中繁多的零件进行充分的配合，在这样的情况下，机械制造的过程中容错率是非常低的，一但在制造的过程中任何一个零件出现的问题，都会使得机械无法正常的进行工作。因此在进行机械设计的过程中，一但选择材料不当，尤其是金属材料的质量或尺寸不合格，不但会造成资源的浪费，同时也会造成机械无法正常工作，这样的情况对于企业的影响是非常大的，设计人员一定需要格外重视。
2.3零件的工作环境
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。
2.4金属材料的环保及可循环性
金属材料如果含有对人体健康产生不良影响的元素，比如铬、铅、镍等，尽量要不使用此类的金属材料。
因为金属材料运用在机械加工制造之中，废物对外排放会造成环境的污染，直接或者间接通过生物链的原理对人体的健康产生恶劣的影响，所以在选择此类的金属材料时候一定要谨慎，切勿采取“杀敌一千自损八百”的愚昧想法。可持续发展是我国发展经济时候明白其的重要性。对于金属材料而言，如果报废的材料不能合理的回收那是多可惜的一件事情。单合金相对多金属合金要容易回收，尽管混合多种金属为合金来达到金属材料性能的预期效果，但是其回收成本太高不适合可持续的发展。为了金属材料的可持续利用，首要考虑单个的合金以及组成元素种类少的合金。
3金属材料在机械设计中的应用
在机械设计过程当中，优先选择的是碳素钢和合金钢材料。首先碳素钢具有非常好的加工性能，并且其性价比非常高，能够在很多领域当中进行应用，但缺点是碳素钢的强度比较低，而且韧性不足，在有些中等型材部件当中不能够使用淬透加工进行生产。这时想要对碳素钢材料的强度以及韧性进行提高，可以在进行碳素钢材料的应用过程当中增加一些其他的合金元素，这样就能够使其变为合金钢。通过这样的方式，就能够使其耐腐蚀性，耐磨性，以及耐高温等性能得到有效的提升。但要注意在进行材料的应用时需要选择合理科学的制造工艺，因为在进行不同的机械加工与设计时，对材料的处理方法以及应用等都具有不同的标准。拥有较强流动性以及收缩性和吸气性特点的材料，非常适合在铸造生产工艺当中进行应用。而具有非常好的冲压性，以及冷镦性的材料，适合在焊接生产当中进行应用。
对于那些拥有淬透性标准的，以及热敏感，氧化脱碳等相关性能的材料可以在热处理加工当中进行应用。切削加工需要的材料需要具有非常好的切削作业可操作性。在满足材料实用性的同时，还需要对其经济性进行考量，尽可能在保证满足要求的同时，选择价格便宜的，并且成本低的材料，这样能够降低生产制造成本。除了对材料的适用性以及经济性进行考量之外，还需要保证环保性和节能性。在进行机械设计制造的过程当中，尽量选择所产生污染少，并且需要能耗低的材料。同时因为机械设计过后所生产的产品，在使用年限上有很大限制，因此进行材料的选择时，需要优先选择具有可再生并且可回收性能的材料，用这样的方式能够使材料在自然环境中的浪费降到最低。为了降低材料的浪费率，在进行机械设计过程中，尽可能的要避免使用橡胶与金属混合，者是粘合这样的设计方法会使金属与橡胶结合在一起，很难进行回收再利用。除此之外，在材料的选择时，要尽可能的选择新型材料来替代那些对人体可能会造成危害的材料。
4结束语
综上所述，机械行业是推动我国工业革命发展的关键因素，从机械设计行业着手促进我国工业化技术的提升是一条可行之路。机械设计中的原材料必须秉持绿色发展、低成本高运行的宗旨，这对于整个机械发展都是有着良好的影响。当前，我国机械行业已经取得了令人骄傲的成就，但也有一些问题亟待解决。机械设计作为产品加工的第一步，要从材料的选择着手，遵循材料选择的原则，并选择一些污染小、可再生和新型的金属材料，以助推我国机械行业的进一步发展。
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