第一篇：机械设计材料选择和应用
摘要：
机械设计需要考虑的问题很多，是一个产品具有先进性、适应性的依据和基础。其材料的选择也是在机械设计环节需要重点考虑的问题之一，本文重点分析了材料选择的重要性，探讨了材料具体选择和应用，提出了经济性、集约性与使用性能的兼顾统一的材料选择建议。
关键词：
机械设计；材料；经济；使用
1引言
机械设备作为现代工业发展的重要标志，不断改变着现代社会，实现人们生活、工作、学习的便利性，效率提升。机械设备的材料直接影响其工作的有效性，使用寿命等，是整个机械设计之初最为关键的问题，选择恰当的机械工程材料，可以实现机械的正常工作。目前，国内标准件在生产和加工工艺上还是存在一定的问题，主要就是因为标准件的材料在热处理等环节还存在一定的技术瓶颈，因此需要有国外的进口，由此可见材料在机械设备中的作用十分重要。在进行相关机械的设计时需要充分考虑一系列的综合因素，实现材料选择科学合理。
2材料选择的重要性
随着我国工业的发展，机械设备向着大型、微型的极限方向发展，其材料的重要性开始越发重要，由于国内的加工工艺的限制，很多机械在向着大型和微型方向发展的时候，出现了很多的问题，这些问题直接影响了机械设备工作性能，当机械材料强度达不到使用要求的时候，一些机械设备的工作范围将大大缩小。同时随着这些人们环境保护意识的不断增强，大家开始更多关注机械设备在使用过程中对环境的影响，一些机械材料在使用的过程中可能对周边环境产出影响，因此在选择机械材料的时候需要进一步构建建材的环保性，降低机械材料对周边操作人员的影响。
3材料具体选择和应用
3.1实用性考虑
在进行机械设计机械材料选择的时候，第一步需要考虑的就是材料的实用性，是否满足机械工作性能的要求，需要更加机械设备需要承受的工作性能进行相应的材料处理，例如在材料的热处理，加工切削，实现其内应力，硬度、韧性、表面粗糙度等方面的处理，以达到材料需要达到的基本要求。同一类零件在安装在不同位置的时候，所承受的外向应力是不同的，需要对其进行的处理也是不同的，在选择相关的材料时需要充分考虑其实用的具体情况。
3.2载荷的考虑
在相关机械设计中，需要对其承受的载荷进行有效计算[1]。这种计算的主要目的就是选择合适承载能力的材料进行加工装配，因为承载能力过强，材料的加工成本较大，选择这一材料所需要付出的成本较大，不利于机械的成本降低，提高设备的价格竞争优势，但是当选择的承载能力相对较弱的时候，材料在机械设备中的使用将大大受到影响，其设备的使用寿命将大大降低，可能经常性的出现一些机械事故，影响机械的正常使用。因此在进行材料载荷的考虑时，需要重点关注相关载荷的估算，选择与估算结论相匹配的材料，这样才能实现经济性和使用性的统一。
3.3环保性的考虑
实现机械设备的环保性是实现相关设备具有长期发展的决定因素，因为现代社会对环境保护的重视程度不断提高，国家也加大对工业企业环保工作的管理力度，因为机械材料的热处理等环节可能对周边的环境产生影响，需要在进行机械设计的时候，删去一些不必要的热处理，这样可以降低企业在进行热处理过程中产生的环境影响，降低企业能耗，这些都是需要在进行机械设计的时候重点关注机械设备在材料上不必要的一些工艺流程，这样可以达到环保性的考虑。
3.4低毒性的考虑
一些机械材料在使用的过程中可能产生一些对人体有害的物质，这样直接影响机械设备操作者的身体健康。因此在进行机械设计的时候需要重点关注选择材料的低毒性，例如镍元素就是一种工业中有毒的金属材料，在选择的过程中需要避免这种金属材料的选择和应用，就算是必须使用这种有毒的金属材料，需要在与人体产生接触的区域进行有效表面处理，降低有毒金属材料对操作人员的人生伤害。
3.5回收性的考虑
随着现代集约化社会的发展，人们开始更加注重材料的可循环使用[2]。金属材料在国内储量相对是有限的，需要我们进行可循环的使用，然而不同金属材料进行混合之后，再进行回收将出现一定的难度，由于现代材料学的研究发现，不同金属元素的混合将出现不同硬度、韧性、耐磨性等特征，所以有更多的材料选择的不同金属元素的混合，以增强其使用性能。这样也给材料的可循环使用带来的麻烦，因此需要在进行材料选择的时候，在没有必须选择混合金属材料的时候，就需要单一金属材料，这样可以保证其今后的回收性。
4材料选择和应用的建议
（1）兼顾经济与使用性能的统一。机械设计的过程中，需要对设计的设备进行有效的估算，对其需要承受的载荷进行充分的推算，这些推算的结论为选择材料的科学性、合理性提供必要的依据。因为材料性能远远超出使用上限的时候，将大大延长机械的使用寿命，造成材料选择的浪费，企业在生产这种材料的时候成本将大大提高，需要考虑其材料的经济性与使用性能的统一，只要满足机械使用要求的材料性能即可，这样可以大大降低材料的经济成本，提高产品的市场竞争力。
（2）兼顾集约性与使用性能的统一。现代社会的集约化发展趋势不断明显，需要企业也实现粗放型发展战略的转变，实现集约化的发展方式，其中的一个重要表现就是材料选择需要体现集约化的要求，不选择那些没有实际应用性的性能，因为这些用不着的性能只能增加材料的加工、处理的成本，这样就需要不断在集约化发展的道路上考虑材料的使用性能保证。只要可以实现材料使用性能的有效保证，可以大大降低材料的加工、处理的集约化发展。省去、兼并多余的加工工艺。
5结语
机械设备已经成为现代社会中不可缺少的重要产品，提高了工作效率，降低了工作强度[3]。在设计环节中，机械材料的选择是其实现其功能的基础，因此在设计的过程中需要兼顾经济性、集约性与使用性能的兼顾统一，实现材料选择和应用的科学性、合理性。
作者：杜洪亮 单位：中航工业导弹院
参考文献：
[1]马艺林,朱东波,陈腾飞,吴松,凌江红,黄群,何平鸽,周科朝等.再增密对机械加工后的C/C复合材料力学性能与生物相容性的影响[J].粉末冶金材料科学与工程,2014,17(05):179-180.
[2]张学辉.浅析材料在机械设计中的选择和使用[J].软科学论坛——企业信息与工程技术应用研讨会论文集,2015,13(01):132-133.
第二篇：机械设计材料选择研究
摘要：
社会经济正在以迅雷不及掩耳之势突飞猛进，机械设计的发展远不能仅仅停留在原地，尤其是其中对材料的选择与应用，这对于机械行业来说至关重要。从前，机械设计注重的是材料是否耐磨、是否抗压、腐蚀性如何等等。但是，随着经济发展要求的变化，机械设计材料选择在环保性、经济性等方面也有了一定要求。因此，本文立足于此开展讨论与分析。
关键词：
机械设计；材料，选择；应用
在城市化发展进程中，机械行业发挥了举足轻重的作用，而机械设计是机械行业的重点内容。在机械设计中，选择适当的材料，然后应用在适当的领域是一项基础工作，但是对于整个机械行业来说起着重要作用。因此，机械设计一定要在材料的选择与应用方面加强重视，这对于我国未来经济发展产生重要影响。
一、机械设计材料选择的重要性
全球经济一体化快速发展，城市建设不断加快，对于机械方面的要求就越来越高，在我国的国民经济发展中，机械行业所占比重也在相应提高。但是，机械行业存在的原材料消耗问题、污染环境问题、不安全问题等阻碍着整个行业的发展，对我国发展持续性经济产生不利影响，因此，机械设计在材料选择与应用方面要不断进步和改革，从科学的角度出发，提升材料选择的实用性、经济性和科学性。相关学者提出，机械设计在材料选择的时候首先应该考虑的是合理性，在进行机械设计的时候，应该充分做好整机械的结构设计、功能设计，让每一项机械原材料得到最有效的利用。
二、机械设计在材料选择与应用方面应该重视的问题
（一）立足科学发展观
机械设计在材料的选择与应用方面首先应该立足科学发展观。机械设计一方面要让机械设备发挥最大使用功效，另一方面还要节约材料和能源，让资源得到合理配置。只有科学地选择材料和应用材料才能使机械材料与环境、社会、经济协和发展，从而创造一个可持续发展的社会。
（二）注重环保性与节能性
机械设计在选择材料的时候一定要考虑材料是否环保、是否节能。虽然我国经济发展速度很快，但是其中存在的问题却非常突出，例如资源消耗，能源浪费，环境污染，不可再生资源枯竭等等，这一系列负面影响对我国经济长久发展极为不利。因此，机械设计未来发展方向一定要是节能环保的，再也不能以损害人类生存环境为代价。
（三）重视实用性与经济性
机械设计材料选择与应用的另一考虑因素就是实用、经济。要想选择最实用、最经济的材料一定要对材料的特性、工艺充分了解。首先，考虑选择材料的实用性，机械设计中要涉及到各种复杂的工艺，例如焊接、铸造、切割等，而不同的工艺在材料性质方面具有不同的要求，如果其中一种材料需要进行多次加工和处理，那么，其他的工艺对此材料也必要达到要求，否则，整个机械设计的质量都会受到影响。其次，考虑选择材料的经济性，主要指的是进行机械设计的时候要注重原材料的成本，以及材料加工的成本。因此，对于机械设计来说，选择材料的时候一定要选择经济实用的，从综合的角度出发，进行科学合理的选择。
三、机械设计中如何进行材料选择与应用
（一）实用性材料
在机械设计中，材料的选择以实用性为第一考虑要点。主要原因在于：第一，机械材料的主要作用就是满足工艺生产的需要，例如需要进行材料的切割、锻造等，因此，在选择材料的时候要在其使用范围选择可操作的，这样才能达到生产的目的。第二，零件不同所选择的材料性能也有所不同，尤其是在材料的强度、韧性、耐磨程度方面存在差异，甚至还有些零件对外观的要求比较严格。因此，机械设计材料选择应用首先考虑的就是材料的实用性问题。
（二）载荷类型的材料
在机械设计过程中，有时候会出现材料用不了和达不到要求的现象，主要原因在于材料的外在负荷能力太弱。另外，还有的材料在机械正常运转的情况下出现卡壳、抑制的情况，其实这也是由于负荷方面出了问题。
（三）消耗较低的材料
在很长一段时间中，机械设计的材料选择在能源和资源消耗方面都较大，对社会、环境发展不利。因此，为了实现我国经济社会的可持续发展，在选材方面要注重选择一些耗能较低、污染较少的材料。首先，尽最大限度避免选择一些需要进行热处理的材料。原因在于，材料在进行热处理过程中会导致材料寿命大大减短，影响其性能发挥。另外，还对社会环境造成污染。因此，机械设计选择材料的时候尽量选择进行热轧或者冷轧的工艺处理方式。其次，如果实在难以避免材料的热处理，这时选择不需要多次进行处理的材料。在机械设计选材的时候选择耗能较低的材料是促进机械行业持续发展的重要举措。
（四）危害较少的材料
经济发展步伐加快，人们生活水平提高，对于机械设计材料的要求也更高。在机械设计中，有一部分材料不仅对人体产生危害，对环境也会造成很大污染。因此，机械设计的材料选择首先要进行监测，防止将有害材料应用于机械之中，从而对人体和环境造成危害。
（五）可循环利用的材料
机械设计中，应用的材料90%以上都是金属的。金属是一种非常有限的资源，所以，如果机械行业不能有效利用金属能源，将影响未来的可持续发展。人类对于金属材料的应用非常热衷，比如，机械材料中钢的种类就有100多种。因此，在机械设计中要注重材料的循环利用，避免资源浪费。
综上所述，机械设计在机械行业中具有重要作用，材料选择尤其应该受到重视，机械设计的材料选择与应用一定要从行业、社会、经济的可持续发展角度出发，一方面满足经济社会生产需要，另一方面要考虑材料的实用性、环保性、经济性，减少社会污染、能源消耗。只有对材料性能进行综合评估，才能满足机械行业长远发展。
作者：黄康贵 单位：广东伊之密精密机械股份有限公司
参考文献：
[1]李冠效,雷长贵.机械设计中的材料的选择和应用解析[J].硅谷,2014,02:86-87.
[2]施卫.机械设计中的材料的选择和应用[J].黑龙江科技信息,2014,33:3.
[3]贾爱华.关于机械设计中的材料的选择应用[J].化工管理,2015,14:120.
第三篇：化工机械设计材料选择及应用
摘要：
化工生产过程中，化工机械的性能直接决定了生产的产量结果。而化工机械设备的材料，决定了化工机械设备的性能。因此，在化工机械设计过程中，适当选择材料并科学应用具有重要意义。本文通过对化工机械设计中的材料选择及应用进行分析，以期提升化工机械设计水平，满足机械设备运行需求。
关键词：
化工机械；设计材料；选择；应用
化工设备工作时，经常被放置在相对而言较为封闭的环境中，所以，选择哪种优质材料，并通过哪些技术方式避免化工设备发生腐蚀现象，是急需解决的问题。而且在国家大力倡导节能减排的形势下，要在选择材料时，将节能和环保结合起来，做到资源节省、绿色环保。只有这样才能提高化工机械的工作能力，为化工工程项目带来一定优势。
1化工机械材料的选择
1.1载荷型
载荷型材料在化工机械中，通常用在以下两种情况：当零件受到外部力量的作用时，机械材料表面的承力性能决定了各零件之间的作用效果。如果机械材料在实际工作中需承受很大的作用力，那么在选择机械材料时，应该考虑使用低碳钢渗碳的方式加工材料；当外部作用力均匀的作用在零件表面时，由于一些材料能够在挤压或拉伸时仍然受力均衡、性能稳定，所以，在化工机械设计中材料的选择上，要考虑那些可以将力均衡分布的材料。[1]这样做，才能确保机械在工作中的工作效果。
1.2碳素钢与合金钢
机械设计材料中，碳素钢因其性能稳定、经济实用等优点而广泛使用。但是它也存在缺点，那就是柔韧性不高、强度不够。而且个头稍微大一点儿的碳素钢不能被完全使用。实际操作过程中，通常在碳素钢中添加一定的合金，这样就出现了合金钢。合金钢不仅耐磨性能上升，而且一改碳素钢韧性和强度上的缺点，为机械设计材料提供了可行选择。当然，合金钢的使用有它的特定情况，即零件横截面和材料载荷力达到一定强度时，才能使用。一般情况还是使用碳素钢。这样依据不同情况，使用不同材料，能为企业节约一定资金成本。
1.3可回收和循环利用
化工机械材料的选择中，金属材料是比较重要的一个选项。但是金属材料又分为很多种，其中钢材已达一百余种。这就造成分类上的困难，并且给回收利用也带来一定的难度。所以机械设计材料选择时，可以使用单一合金，成分单一的话，就容易被分类。而且可以提高零件的回收和利用。
1.4机械材料零件的制作工艺
根据化工机械材料零件的制作工艺的不同，会选择到不同的材料。不同的制作工艺，对材料有不同要求。焊接时，要看材料是否拥有很好的抗压性；铸造时要看材料是否便于铸造；切削时要看材料是否容易切削等。这都要以制作方法的要求来选择材料。
2材料的应用
2.1使经济性和实用性相结合
材料，在实际应用的过程中一定要注意必须结合材料所适用的制作工艺，因为不同的制作工艺对材料的要求是不同的。另外，还要在满足制作工艺的要求下对成本加以控制。根据企业自身的经济能力，对成本进行控制，为企业节省一部分开支。既经济又实用，这是材料应用发挥最大效果的情况。所以，怎样将经济性和实际性二者进行很好的结合，是机械设计材料选择应该考虑的问题。
2.2参照零件的制作工艺
不同的制作工艺，对材料的要求是不同的。比如热处理工艺，操作时要考虑材料是否容易淬透。零件是组成机械的最小单位。在制作零件时，不仅要考虑零件成本的高低，还要确保零件的工作性能。[2]零件一旦没有良好的性能，就可能造成其他意外效果的发生，影响整个设备的工作效果。所以选材时，一定要着重于零件的性能，其次还得控制成本的高低。
2.3做好防腐保护
化工设备，在工作环境中与空气和空气中的水汽会发生化学反应，这导致化工设备极其容易出现腐化，这在日常生活中是经常发生的，并对整个设备都会造成很大危害。而且一旦发生腐蚀，设备的外观和内部性能都会发生变化，严重时还会影响化工工作的完成度。这就要求在具体使用材料的时候，要选择防腐性能好的材料。最好是尽量用金属性质的材料。并根据设备的具体情况，在设备外层涂抹一层防锈漆，隔绝空气和水汽，保护材料和设备不发生腐化。在设计中，尽可能不给水汽淤积在设备上的机会。在保证设备具有好的防腐性能的同时，还要注意设备的运行是否稳定，确保运作的连续性，避免腐蚀情况影响整个工作的开展。在实际工作中，要及时检查、及时发现腐化现象，并且及时处理。腐化发生时，一定要彻底将腐化物清理出去。
2.4强调节能性和环保性
毫无疑问，经济的发展肯定是需要付出一定的代价的，我国经济发展也不例外。经济的发展，往往造成各类资源的不断挖掘和不断开采，带来一些不可逆的后果。目前，资源和能源的使用量和浪费情况越来越多。[3]不可再生资源和稀缺能源难再生成。而化工机械设计材料中，常常用到的就是稀缺性材料。在这种情况下，选择化工机械材料时，更要将节能考虑在内。另外，化工行业在施工作业中，会出现污染的情况，针对这种情况，也要优先考虑环保问题，将眼光放的长远一些。不能只看眼前的经济利益，还要将整个行业的未来考虑在内，做到并做好节约资源和原材料，不要出现浪费情况。
3结语
通过加强化工机械设计中的材料选择及应用研究，能够大大提升化工机械设计的质量和综合水平，对于促进化工机械在生产过程中的应用具有重要意义。因此在未来的发展过程中，应当加强材料的选择研究，并将材料应用到对应的机械设计中，满足机械设计需求，保证机械设计的科学性与环保性。
作者：韩艳敏 单位：焦作市络德化工机械有限公司
参考文献：
[1]时培玉.浅析化工机械设计中材料的选择和应用[J].化工管理,2015,21:150+152.
[2]张锐.化工机械设计中材料分析[J].山东工业技术,2015,09:16.
[3]薛利娜.化工机械设计中材料的选择与应用[J].企业导报,2013,03:287.
