王东平
杭州精工机械有限公司 31107
摘要：在机械行业设计中，材料的选择和应用是保证机械设计的基础，随着时代不断进步，机械设计的材料也要不断地更新完善，因此，在机械设计工作中，要重视机械设计的新型材料及应用，掌握机械设计的相关要求，才能保证材料的安全性与合理性。基于此，本文在分析机械设计中材料选择与应用的重要性的基础上，对机械设计中新型材料的选择及应用进行了探讨，并提出了机械设计中新型材料应用的保障措施，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：机械设计；新型材料；选择及应用
1机械设计中材料选择与应用的重要性
随着机械设备需求量的提升，人们对机械设计的质量和性能的要求也越来越高，在市场大环境的推动下，做好机械设计工作，对于推动机械行业的发展有着相当重要的作用。机械材料是构成机械设计的主要设备和元素，在选择材料时，不仅要符合机械设计的相关要求和标准，更要紧跟社会的发展，满足各个相关行业的需求。在应用材料前，设计人员要进行相关的检验操作，确定材料是否会对机械设计的质量产生影响，其次，要保证所选的材料具备实用性，符合经济环保的原则，从而促进机械行业的多元化发展。尤其是在当前我国经济可持续发展原则下，机械设计的材料选择更是需要综合多方面的信息，重视材料选择和机械应用的重要性，对目前的新型材料进行科学合理的选择，切实保障机械产品的性能，从而促进行业的良性发展。
2机械设计中新型材料的选择及应用
2.1无毒无害型材料
在机械设计的领域中，大多材料都有一定的伤害性，例如，常见的Ni、As等化学机械材料会对人体造成一定伤害，不仅如此，这些材料对自然环境的伤害也是相当大的。在进行机械设计的过程中，应着重选择无毒无害型材料，保证在安全无害的环境中进行机械设计操作。同时，要在机械设计中落实绿色环保的理念，因此在机械设计的材料选择和应用中，重点选择绿色环保材料是其关键所在，也是机械设计人员需要关注的重点，通过绿色环保材料的选择，可以减少机械设计中放射性元素的危害。
2.2碳钢、合金钢材料的选择和应用
在机械设计中应用最广泛的材料是碳素钢及合金钢，碳素钢具有成本低、生产便捷、适用范围广等特点，在机械设计中，碳素钢通常应用于强度需求较低的零件中，由于碳素钢的韧性和强度相较其他材料较低，因此，在机械设计中是存在一定局限性的。而合金钢材料的应用则弥补了这种遗憾，合金钢是在碳素钢的基础上，通过加入一定比例的合金制成，其强度和韧性都强于碳素钢，将其应用于机械设计中，不仅能够强化机械设计零部件的质量和性能，还能在很大程度上提升产品的耐磨性，是应用价值较高、应用较广泛的一种材料。因此，在机械设计的过程中，设计人员应根据机械产品的具体需求选择碳素钢与合金钢，确保产品设计的最佳性能。
2.3荷载材料的选择和应用
在机械设计中，荷载材料的选择也是相当重要的一项工作，在实际设计工作中，选择的材料会因为荷载水平低的原因，在后期应用中出现抑制失效的问题，导致大部分机械零部件无法发挥正常的作用，造成这个问题的主要原因是机械设计中材料选择荷载过低。因此，在机械设计前期，材料选择时，要进行荷载水平的评估，选择荷载水平高的材料，并且根据实际设计工程对材料进行后期加工处理，提升材料的荷载水平，保证工程的质量和性能。
2.4功能性材料的选择和应用
在机械设计的过程中，需要对材料的制造进行多道工艺的处理，其中包括热处理工艺、锻造工艺、切割等，在完成材料工艺的处理后，为了确保所应用材料的性能，满足产品的设计需求，需要选择功能性和实用性更强的材料，以保证材料在处理后能够满足机械产品的性能需求。不仅如此，在实际机械产品设计中，实用性功能性材料的选择和应用要根据设计产品不同的部件来决定，结合材料的属性，实现材料在产品设计中的有效利用。在产品设计的具体规划中，如果是磨损较严重的零部件，需要选择硬度较高、韧性较强的材料，确保零部件的性能。同时，在选择材料性能时，也要注重设计的美观性，从多方面考虑材料的选择和应用。
2.5循环性材料的选择和应用
在机械设计的实际加工中，大部分是选择金属材料，而各个部件所使用的金属材料有所不同，会在很大程度上造成资源的浪费，因此，设计人员要在机械设计的过程中选择循环性材料，在选择合金材料时，尽量少选择元素的种类，这样既能保证合金质量，也能减少成本，从而促进材料的可再生利用。
3机械设计中新型材料应用的保障措施
为更好的保证机械材料的应用性能，需要在具体的设计应用过程中，做好以下三点保障措施：
3.1按照设计要求进行应用
在进行材料选择应用的过程中，要根据具体的设计要求进行。如果在设计的过程中，不注意结合具体的设计要求，后期的使用要求，过度的选择使用一种材料，很有可能会造成在后期的应用中，部分零部件、内部结构的使用寿命受到影响的问题。因此，设计人员在开展设计工作的过程中，要注意不同材料的使用性能，对不同材料的应用环境要求熟悉了解，在适当的时候需要借助于实验的方式，进一步的检验材料的性能。并在实验的过程中，对材料的性能变化规律进行观察，将实验数据进行记录，最大限度的保证材料的性能稳定应用。
3.2注意材料的优势应用
为保证材料的有效应用，要对材料的优势进行明确。首先，设计人员要能够对材料的物理性能进行充分的分析应用。比如对材料使用过程中的粘度、熔点、磁性能、传热性能等等，进行充分的分析，并保证其合理的使用。其次，要对材料的延伸性能进行充分的分析。比如要根据实际的使用环境，对材料在不同环境中的变化情况进行分析，根据设备的实际应用环境，及时调整设计方案。最后，要对材料的化学性能进行分析。比如对材料的可燃性、腐蚀性、氧化性等特点进行分析，保证在特殊设备的设计过程中，对化学性能的优势进行综合应用，发挥出材料的最佳使用效果。
3.3加强工艺处理方法的提高
在保证材料高效应用的工程中，还要注意加强工艺处理方法的不断提高。机械设计生产的过程中，生产加工的过程中，会对材料使用不同的工艺进行处理。比如需要对材料进行加热锻造处理、焊接处理、等等，在不同的处理过程中，各种工艺手段的应用，对材料都会产生一定的影响，尤其是在高温高热的加工处理中，材料的性能会发生不同的改变。通过对工艺处理方法的提高，可以将加工工艺的影响作用降到最低，最大化的保证材料的稳定性能。
4结束语
一方面，我国需要加强对新型材料的研发投入，推出性能更高、更加经济、环保性更强的新型机械材料；另一方面，则需要加强对各类型材料的分析，充分了解各种材料的特点，并在机械设计的过程中，结合机械使用要求选择最为恰当的机械材料进行机械设计与制造，从而有效的提升提升我国机械设计和制造水平，推动机械行业的快速发展，促进社会经济事业的更高水平进步。
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