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摘要：对机械进行设计时，必须重视材料选择的具体工作，材料在较大程度上对产品质量、机械设计的行业发展有直接影响。因此，机械设计的人员一定要将材料选择工作做好，进而才可以使其得到更好的运用。本文机械设计中的材料的选择和使用进行分析，为选择优质的机械设计材料提供有利条件。
关键词：机械设计；材料选择；使用
1 机械设计中的材料的选择和应用的重要性分析
从当前情况看，在我国工业发展过程之中，很多机械设备得到了广泛的应用。由于我国经济的不断发展，机械设备相关需求量不断增加，使得机械材料短缺。但是对于机械设备来说，材料是不可少的，是对机械行业发展造成影响的一个重要因素。面对这种情况，在对机械进行设计的时候，需要科学选择机械材料，并对其进行应用。对于机械设计来说，不但需要对材料选择的实用性问题进行关注，同时还要从环境保护以及经济性等方面对材料进行选择与应用。所以对机械设计来说，材料选择与应用也就成为这一行业不断研究的重要基础问题。只有对材料选择与应用的重要性进行正确认识，才能够做好这项工作，保证机械设计这一行业不断健康发展。
2 机械设计中常用的材料
2.1 金属材料
在各类工程材料中，金属材料（钢铁）使用最广泛。据统计，在机械制造产品中，钢铁材料占90%以上。钢铁被大量采用，由于它们具有较好的强度、韧性外，价格也相对便宜和比较容易取得，而且能满足多种性能和用途的要求。各类钢材中，由于合金钢的性能优良，常常用来制造各种零件。
2.2 高分子材料
我们所说的高分子材料一般情况下主要包括三大类，即我们都知道的塑料，橡胶和合成纤维。高分子材料之所以被广泛使用，是因为它有很多优点，最主要的优点就是原来相比其他材料来说比较丰富，高分子材料可以从石油天然气和煤中提取，所以能够实现可持续利用和发展，还有就是其密度比较小，很适合机械设计和制造，还有好多的高分子材料具有很好的弹性和耐腐蚀性，化学稳定性也比较强，所以被广泛的应用但是相比金属材料来说，高分子材料比较容易老化，阻燃性也不是很高，耐热性也相对较差，所以在机械设计时要根据具体情况进行选材。
2.3 复合材料
简单的说复合材料就是由两种或者两种以上的具有不同物理性质和化学性质组成的复合材料，所以在机械设计时它有其自己的特点和优点，相比金属材料，高分子材料以及陶瓷材料都有其特有的优点，在机械设计中也会根据实际需要而被采用。
3 机械设计中材料选择及应用的原则
3.1 满足机械零件应用
机械设计必须要考虑到机械的负载能力，如果机械的负载能力差，就会使整个机械的零件失效，达不到机械进行正常工作的要求。所以，在对机械进行设计时的材料选择时，一定要结合机械所要进行的工作，考虑到机械所要承受的负载，然后对材料进行选择，以此作为机械设计的材料选择的进行可靠性实验的标准。如果，机械的零件在受到重压的时候，会产生扭曲或者弯曲的情况，这种变形有时候是可以恢复的，但是有时候确却是永久性的，这就使得机械受到损伤，不能进行工作。所以，为了避免上述情况的发生，我们在对机械设计进行材料的选择时，一定要确保零件不会发生扭曲，确保它的实用性，采用较为坚固的材料进行设计，以便能够均匀一下机械的受力，改善材料的抗变形性能。比如，在对机械进行设计加工时，可以采用中碳调制或低碳钢渗碳的加工方式，用此来提高材料的性能，从而满足机械零件应用的要求。
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3.2 环保节能原则
近几年，随着科学技术、社会经济的持续发展，自然破坏现象也越来越严重，自然环境问题早已成为社会中的热点话题之一。环境与人类的生活、生存有密不可分的关系，对自然环境进行保护也是各个社会成员共同的责任及义务，想要促进社会发展，就必须对环境进行有效的保护，过度的开采往往只会产生适得其反的后果。因此，对机械设计中的材料选择一定要重视节能性及环保性；设计人员一定要坚持可持续发展观，使用污染较小、能耗较少的材料，对那些不可再生、有效的资源必须尽量节约，进而能够在完成机械设计任务的基础上，使自然环境得到相应的保护。
3.3 可持续发展原则
在进行机械材料的选择与应用时，机械设计企业要坚决贯彻可持续发展观来进行机械材料的选择和应用。坚持贯彻可持续发展进行材料的选择和应用一方面能够保证机械达到最佳的设计效果，达到节约资源和整合设计的目的，将材料的潜力充分的挖掘出来，促使机械设计保持全面、稳定的可持续发展态势；另一方面，也符合我国的可持续发展策略，与国家的经济发展观和社会主义现代化建设观保持一致。
4 机械设计中的材料选择及应用方法
4.1 实用性材料的选择与应用
机械设计的材料的选择与应用主要是为了满足机械在实际操作中的使用，所以机械设计的材料必须要有实用性。首先，在对机械材料的应用上，要以工艺生产为指标，对材料所要使用的范围和用途对材料进行系统的了解后，对材料进行铸造、切割等的操作，来满足不同设计的需求。其次，机械的不同零件对于材料的需求也不同，这要充分考虑材料具体的使用，制造哪个零件，然后在对材料进行强度和耐磨性的选择，对于有特殊要求的材料要进行特殊处理。
4.2 低消耗机械材料的选择应用
我国可持续性发展战略应用在各行各业，对于机械设计来讲，可持续性发展就必须保证设计选材和应用的低消耗、无污染特性。在机械设计中，对材料的加工处理也需要注意低消耗和环保方式和方法。在机械加工处理工种，热处理是目前对机械材料使用寿命和性能损坏影响最大的加工工艺，而且这种加工工艺还会对环境造成重大污染。所以尽量规避热处理加工工艺，在机械设计中可选择冷、热轧状态下材料性能发挥较好的材料。如果无法避免热处理加工，则选用处理流程简便的材料，这样就可以降低消耗和减小污染。
4.3 采用无害材料
在机械设计过程中，一些材料中会含有镍、铅、六价铬、砷等元素，这些元素往往都会对人体健康产生不利的影响，即便在加工过程中做好防护措施，使得加工过程对人体不产生有害影响，也会由于其随着废弃物排放到外界环境中，在污染环境的同时，在生物体内完成积累，从而对人体产生间接影响，因此实际工作中要谨慎选择。
4.4 可回收机械材料的选择应用
机械设计中相当一部分零件都是金属制成，而金属的产量有限，随着机械化建设的消耗，已经越来越稀薄，这也使机械化发展受到限制。钢材的应用在机械设计中比较常见，而钢材类型众多，对于回收工作带来一定的困难。不同类型金属元素混合，导致回收工作中浪费材料。所以，在保证机械工程行业可持续发展的同时，必须保证选取可回收循环利用的机械加工材料。
结束语：
总而言之，在对机械设计中的材料进行选择的时候，需要将科学性的应用以及优化型的材料放在首位，通过对当前相关行业的发展情况进行分析，将材料选择以及应用的重要性进行进一步的明确，从而满足机械方面在设计过程中的生产标准，使得适用性、经济性、可行性以及优质性得以实现，促进该行业进行更加良好地发展。
参考文献：
[1]机械设计中材料的选择与应用原则[J]. 麦志文. 企业导报.2015（21）
[2]机械设计中的材料选择和应用探讨[J]. 周旭妮，周阳. 硅谷.2015（02）
[3]机械设计中的材料的选择和应用分析[J]. 吕玉磊. 江西建材.2015（22）
论文作者:林庆仁
论文发表刊物:《基层建设》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/6
标签：材料论文; 机械设计论文; 机械论文; 在对论文; 零件论文; 工作论文; 高分子材料论文; 《基层建设》2017年第24期论文;