关键词：机械设计；材料甄选；应用
当前工业水平正在逐渐转向现代化，机械方面的设计与生产随着科技水平的提升得到了发展，但是同时也带来了很多挑战。因为当前机械的供应量正在不断提升，这种情况下知识材料相对缺少。材料是设计机械与生产机械部件的重要组成因素，保障材料能够及时提供并且能够方便进行选择，是机械设计实现可持续发展的一项重要基础。所以，针对当前出现的挑战，一定要提升机械设计和生产过程中对材料的选择与应用水平。
一、机械设计中的材料选择
（一）材料的合理性
在选择材料的工序中，材料的合理性对于机械部件的整体质量以及生产厂家的生产成本而言，都有着重要的影响作用，所以在机械零件设计与生产的环节上，选择合适的材料是重点工作之一。当前，在选择用以机械设计的材料时，一般情况下都是依照相同的机械部件或者相似的机械部件来选择材料，最基本的就是靠着技术人员的经验来完成对材料的选择。不过凭借工作人员的经验这种方式，存在一定的制约，如果没有相同或者相似的机械部件进行参考，通常情况下会选取较为普及的材料进行设计和生产，这种选择材料的方式往往会造成一定的缺陷。所以，一定要针队机械设计的材料选择以及应用进行系统的研究，找出最为合理的材料选择办法。
（二）材料的使用性
材料的使用性应该是在选择机械设计材料时首先需要考虑的因素之一，同时材料的使用性也最足以体现出所选材料的质量与功能。每一种机械部件在材料的挑选上面都有着各自的要求，更是有不少的机械部件对材料的要求很高，比如部分零件对材料的强度有所要求、部分零件对材料的延展性有所要求、部分机械部件需要设计出精美的外观等等。所以，在进行材料的选择过程中，一定要按照不同机械部件的具体要求来进行材料的选择，精准地找出零件在质量与性能方面的具体需求，才能够找出适合机械设计和生产的材料。
（三）材料载荷类型的挑选
经过多年的实践经验，可以看出机械设计领域内之所以会出现机械部件失去效用的最主要的因素，就是因为所使用的材料在载荷方面的水平过低，不过机械部件具备的使用性能够针对这些情况采取一定程度的控制。外载荷功能和抑制失效情况的能力是队里的关系，所以，在机械设计和生产过程中，对应用材料的选择，一定要根据机械部件的材料荷载能力进行选择。通常情况下，机械设计种材料的载荷性能可以分为以下几种：首先，在机械零部件因为外载荷力的影响下，出现了湾区甚至扭曲的情况时，材料表面会出现作用力集中的情况，因此，材料的表面性能直接影响对整个机械零部件实用性的抑制能力。所以，在进行机械设计的过程中，对材料的选择一旦要承受载荷力影响的情况，应该选择并使用中碳钢或者低碳钢对材料进行再加工处理，针对材料表面进行淬火的处理，以此来提升材料表面的抗压能力。在经过特殊处理情况下的机械零部件，会具备高水平的机械性能，机械部件的表面硬度会随之提升。用这种方式进行材料的选择以及生产，能够全面提升机械部件完成之后的质量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，针对部分承受拉伸或是压缩力的机械部件，因为外载荷力会让机械部件的整个横截面承受一定的压力，因此在机械设计和制作时，需要选择能够将作用力相对分散的材料，让整个零部件所受的力能够均匀分布。因为高碳钢材相对来说较为脆弱，因此在受到作用力的时候很容易发生断裂的情况。所以，不应该选择高碳钢材或者相似的材料用于机械设计和制造。弹性零件并不具备在使用过程中的强度较高、可塑性强以及韧性较为理想的特点，一般情况下会选取弹簧钢为机械设计的主要材料。经过长时间的实践可以得知，用淬火提升韧性的方式让低碳钢的弹性能够更加理想化，是当前机械设计过程中较为常见和合理的方式。
二、机械设计中材料的具体应用
（一）碳素钢以及合金钢的使用
当前，对于多种多样的材料在进行挑选的过程中，碳素钢相对来说是应用率相对较高的材料之一。因为碳素钢在建工过程中很容易实现工艺性，并且成本相对较低，所以十分受欢迎。不过碳素钢也存在较为突出的缺陷，因此也导致了碳素钢在部分情况下不会被选择。碳素钢的强度以及韧性比起其他材料相对较低，中型机械部件很难通过淬火的方式进行补强，这就是碳素钢最大的缺点所在。因此为了能够提升碳素钢的整体质量，应该在碳素钢当中融入合理计量的合金，进而诞生了全新的材料，也就是合金钢。合金元素的使用能够让钢体在强度以及韧性方面提升效果。除此之外，因为合金元素能够转换成谈话元素，因此很大程度上提升了钢体材料的耐用性。再有，合金元素的含量相对较高的情况下，能够让材料的性能得到很大的提升。比如在高温、高湿度的情况下都能够提升机械部件的实用效率。一般情况下，在外载力响相对较强时，并且环境较为特殊时，合金钢就会被广泛应用。部分情况下为了能够提升淬火的工艺性，不让淬火导致的裂痕出现，也会选取合金钢来实现机械设计和制造。使用合金钢除了能够保障部分情况下机械部件能够正常使用之外，也能够避免资料的浪费。
（二）污染和能耗相对较低材料的应用
首先应该最大程度上减少热处理材料的使用。热处理这道工序对于机械部件的性能以及使用周期都有着至关重要的影响作用，但是热处理的情况下会导致环境的污染同时也会消耗大量的能源资源。所以在进行材料的选择过程中，应该最大程度上在热轧以及冷拔这两种工序能够满足的材料用于使用。其次，要选择热处理工序相对较为简单的材料。部分情况下一定要选择经过热处理的材料时，就要最大程度上减少热处理的工序。比如采用低淬的方式来生产钢体齿轮，借助穿透性的加热方式，在钢体冷却之后也能够提升表面的硬度，让部件的内外都能够实现很高的硬度。再比如借助淬硬层的方式进行家人，能够有效代替上文提到的合金钢体的淬火方式，进而能够有效控制环境污染情况，并且节省能源。采用低碳的马氏钢体能够实现机械部件的整体性能，更是在很多情况下要好于中碳结构的钢体。所以说，想要实现成本的节约，并且为了更好的保护环境，要针对工序进行良好的选择。
（三）对人体无害材料的应用
在机械设计过程中，通常会出现部分材料对工作人员的身体具有一定的危害性，更是有可能会对整个生态系统造成严重的破坏。当材料当中的有害物质被投放到自然环境当中，会造成水环境的污染、土壤环境的污染，甚至会对人造成毒害污染。这种污染性较强的材料，在选择和使用的过程中要尤为注意，不要选择对人体有严重危害的材料。
结论：当前社会水平不断提升，社会的进步与机械设计领域有着密不可分的联系，同时社会对机械设计的要求也不断提升。机械设计中的材料选择与应用是重点工作内容，影响着产品的实用性与安全性，所以要在选择材料时进行全方位的考虑。
参考文献
[1]朱井伟. 机械设计中的材料的选择和应用分析[J]. 科技风, 2017(18):177-177.
[2]赵洪星, 周哲, 赵闯. 机械设计中的材料选择和应用探讨[J]. 丝路视野, 2017(24):176-176.
[3]李军, 刘龙龙, 杨超. 机械设计中材料的选择和应用分析[J]. 山东工业技术, 2017(14):42-42.
论文作者:陈浩
论文发表刊物:《城镇建设》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/14
标签：材料论文; 机械设计论文; 部件论文; 机械论文; 碳素钢论文; 过程中论文; 情况下论文; 《城镇建设》2020年1月第2期论文;