機械設(shè)計中材料的選擇和實踐論文

機械設(shè)計中材料的選擇和實踐論文

　　1機械設(shè)計中的材料的選擇和實踐的重要意義

　　隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代化的工業(yè)體系得到了不斷的完善，這為機械設(shè)計與加工行業(yè)提供了發(fā)展機遇的同時也到來了無法避免的挑戰(zhàn)。隨著工業(yè)化進程的不斷加快，導致市場對機械設(shè)計中的材料需求越來越大，使實際擁有的原材料越來越稀缺，兩者之間的矛盾越來越凸顯。材料是機械設(shè)計與加工行業(yè)最基礎(chǔ)的元素，擁有足夠的材料供應(yīng)是機械設(shè)計行業(yè)得以發(fā)展的前提。然而，由于社會發(fā)展的各種需求，導致機械材料被一再爭搶，材料德行選擇和實踐空間被一再的壓縮。基于這種局面，很有必要加強對機械設(shè)計中的材料的選擇工作力度，應(yīng)該堅持適用性、經(jīng)濟性、可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保，使有限的資源得到充分的利用，做好機械設(shè)計中的材料的選擇和實踐工作，為機械設(shè)計行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻。

　　2機械設(shè)計中的材料的選擇

　　材料是機械設(shè)計的最基本的元素，材料選擇得是否合理會對零件的質(zhì)量和企業(yè)的成為造成直接的影響，因此對于機械設(shè)計中的材料的選擇是在整個機械零件的設(shè)計與制造過程中的十分關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，需要被投入足夠的重視。在當前階段，我國大多數(shù)企業(yè)在對機械設(shè)計中的材料進行選擇時，通常都是依靠以往的經(jīng)驗，參照相同或相似零件進行選擇。這樣的選材方式存在嚴重的弊端，如果沒有可以參照的先例的話，就會選擇一種相對萬能的材料作為參照，這樣一來很容易出現(xiàn)問題。所以，需要對機械設(shè)計中的材料進行詳細的分析，選出最適合的選擇方式。

　　2.1堅持使用性的要求

　　材料的使用性是進行材料選擇時需要首要考慮的因素，也是使材料的性能和質(zhì)量得到保障的根本因素。不同的零件對材料的要求不同，有些零件要求材料具有較高的強度，有些要求材料具有較好的耐磨性，而有些零件會更加側(cè)重于材料的外觀。所以在進行機械設(shè)計中的材料選擇時，需要事先搞清楚各個零件的具體要求，在此基礎(chǔ)上采取不同的材料選擇策略，嚴格按照零件使用性能的要求，選擇真正適合的使用性高的機械材料。

　　2.2材料載荷類型的選擇

　　通過大量的實驗研究，可以得出這樣一個結(jié)論：機械材料的外載荷性能是導致大部分零件失效的主要原因，但是機械零件的應(yīng)用性能可以有效抑制這種問題的發(fā)生。針對外載荷性能與抑制失效問題能力之間的矛盾，我們可以在對機械設(shè)計中的材料進行選擇時將材料的荷載性能作為選擇的標準。材料的載荷性能可以歸納為以下幾個方面：第一，當機械材料零部件受到外載荷力的影響時會發(fā)生扭轉(zhuǎn)或者彎曲的現(xiàn)象，此時，在材料的表層會有大部分應(yīng)力聚集，因此可以看出，材料表層的性能對材料零部件的實效性的限制效果起著直接的決定性作用。所以在對材料進行選擇時，如果所選的材料要承受這種載荷力的話，那么可以選擇低碳鋼滲碳或者中碳鋼調(diào)質(zhì)的方式加工材料，再在材料表層采取淬火和低溫回火或者高頻淬的加工方式，經(jīng)過加工后的材料就可以具備將強的綜合機械性能，具有符合要求的硬度。第二，對于那些只受壓縮能力或者拉伸能力的材料零件，因為外載荷作用力會在整個零部件的橫截面分布，因此在進行材料選擇時就可以選擇那些性能分布更加均勻的材料。因為高碳鋼材料較脆，在受到?jīng)_擊載荷作用力容易發(fā)生斷裂，因此，不能選擇這種材料作為承受拉伸和壓縮力的材料。

　　2.3碳素鋼與合金鋼的選擇

　　碳素鋼是目前被使用最多的機械材料，雖然這種材料的加工工藝好，價錢也便宜，但是卻在一定程度上制約了使用范圍，它的韌性和強度較差，不能整體的淬透中等形狀以上的零件。為了改善碳素鋼的這一缺點，可以在其中加入適量的合金元素，形成合金鋼，這種新材料可以起到提高韌性和強度，增加淬透性的作用，另外，還能夠增加材料的耐磨性。合金鋼一般在外載的應(yīng)力較大、情況較復(fù)雜或者為了防止產(chǎn)生淬火裂紋、避免變形時才會被選擇使用，這樣做一方面是為了減少資源的浪費，另一方面也是為了使零部件的質(zhì)量在特殊情況下也能得到保障。

　　2.4選擇加工過程中污染和能源消耗程度較低的材料

　　第一，要盡量減少或者不用熱處理的材料。熱處理的工藝會對機械零件的性能和使用壽命起到?jīng)Q定性的作用，但是卻會造成環(huán)境的污染和能源的浪費。所以，在對材料進行選擇，要盡量去選擇那些在冷拔、熱軋狀態(tài)下就可以達到性能要求的材料。第二，要選擇那些熱處理工序少的材料。當沒有其他材料可供選擇時，就要選擇那些相對來說熱處理工序少的材料，例如低碳馬氏鋼、低淬透性鋼，這些材料的使用性能完全可以達到要求，而且還能有效降低成本，減少環(huán)境污染和能源消耗。

　　2.5選擇對人體無害的材料

　　有些機械材料本身是帶有一些對人體有害的元素的，人們與這些材料的長時間接觸很有可能會受到侵害。以離子狀態(tài)存在的Cr+6是對人體危害最大的元素，除此之外還有As、Ni等，這些元素不僅會對人體造成傷害，還會污染水源、土壤甚至整個生態(tài)造成破壞。因此對于這些材料在進行選擇時要格外慎重，避免選材不當造成的人體傷害。

　　3結(jié)語

　　機械行業(yè)對于整個國民經(jīng)濟的發(fā)展來講起著十分重要的作用，隨著時代的發(fā)展，社會對機械行業(yè)的要求也越來越高，而材料的選擇和實踐是整個機械設(shè)計工作中的關(guān)鍵，需要加以全面的考慮，不僅要注重材料的適用性、經(jīng)濟性，還要注重環(huán)保性，以促進機械設(shè)計行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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