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金屬材料在機械設(shè)計的應(yīng)用論文
摘要：進入21世紀之后，我國的機械制造行業(yè)得到了快速的發(fā)展，其對社會發(fā)展所起到的作用也是越來越大，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多方面，而針對我國機械行業(yè)的發(fā)展情況來看，要想實現(xiàn)機械設(shè)計的合理性，必須要從機械設(shè)計的選材入手，全面考慮選取的材料所帶來的適用性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及節(jié)能性，深化可持續(xù)發(fā)展觀念。
關(guān)鍵詞：金屬材料；機械設(shè)計；選擇；應(yīng)用
現(xiàn)階段我國的機械制造行業(yè)發(fā)展勢頭正猛，對于機械設(shè)計的要求也是越來越高，而在機械設(shè)計中如何利用有限的資源進行機械設(shè)計中的材料選擇和應(yīng)用，對于促進我國機械行業(yè)健康、快速發(fā)展具有重要的意義，在材料的選取過程中，我們必須以可持續(xù)發(fā)展觀念為基礎(chǔ)，并以科學(xué)合理的態(tài)度進行材料的選取，且要對不同材料的特性加以利用，確保我國的機械行業(yè)快速、平穩(wěn)的發(fā)展。
1機械設(shè)計中金屬材料選取的基本原則
1.1材料的經(jīng)濟性
經(jīng)濟效益是每個盈利性企業(yè)的目標(biāo)，在機械制造企業(yè)中亦是如此，在材料的選取中，選取性價比較高的材料，對于企業(yè)成本的縮減具有重要意義。要充分的材料的供應(yīng)情況，同時要考慮材料本身的相對價格、材料的加工難度及有用材料轉(zhuǎn)化率，從而為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本。
1.2載荷的大小和性質(zhì)
在機械設(shè)計中，所謂的載荷與性質(zhì)，是指設(shè)計師必須考慮選取材料所能承受的荷載力大小，保障其可塑性，并且能夠很好的體現(xiàn)機械所具備的良性功能[1]，其次，還要對材料的其他性質(zhì)進行研究，確保其他特性不能夠影響到機械的功能、質(zhì)量等。
1.3零部件的尺寸與質(zhì)量
在機械零部件的生產(chǎn)制造中，往往會出現(xiàn)由于材料的選擇不當(dāng)，導(dǎo)致一些金屬材質(zhì)的部件尺寸和質(zhì)量不達標(biāo)，對企業(yè)的經(jīng)濟造成負面影響，由于機械制造是一個幾乎要求零容錯率的行業(yè)，因此，零部件的尺寸與質(zhì)量是影響機械的最基本因素，所以一定要以嚴謹?shù)膽B(tài)度進行選擇。
1.4零部件的工作環(huán)境
在機械使用過程中，由于各個部件的功能不同，導(dǎo)致了其工作環(huán)境也是大不相同的，因此對于不同功能金屬材料的選擇也是至關(guān)重要的，比如，零件是所處的工作環(huán)境是比較濕熱的，那我們就要選取耐高溫、防腐蝕的金屬材料，以保障機械設(shè)備的完整運作及使用壽命的期限，當(dāng)然，還應(yīng)該充分考慮材料的力學(xué)性能等因素對機械設(shè)備使用所造成的影響，如果無法滿足機械的力學(xué)要求，那制造出的機械設(shè)備就是一個失敗品。
1.5零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及材料的加工性能
零部件的結(jié)構(gòu)域性能對于機械設(shè)備使用具有重要的影響，復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件需要采取板材沖壓元件、焊接等多重加工技術(shù)手段，而金屬材料的加工性能，主要考驗的是材料本身的沖壓性能、切削性能、鑄造性能、焊接性能等，在此過程中，無法通過這些考驗的，則無法運用于機械制造中。
2機械設(shè)計中金屬材料應(yīng)用的適用性與經(jīng)濟性
所謂金屬材料應(yīng)用的適用性是指在機械設(shè)備的使用過程中，是否能實現(xiàn)材料自身所具有的特性，而經(jīng)濟性則是指在金屬材料的選取上要遵循經(jīng)濟、實用的特點，盡量采用性價比較高的金屬材料。在機械設(shè)計中可以選取碳素鋼為基礎(chǔ)材料，并在其中加入適量的合金元素，彌補韌性差、強度低的特點，同時，這種方式也提高了材料的耐腐蝕耐高溫乃磨損特性[2]。在機械加工制造中，不同材料的加工技術(shù)也是不同的，例如，鑄造技術(shù)適用于收縮性、流動性及吸氣性強的材料；熱處理加工技術(shù)，適用于符合淬透性標(biāo)準(zhǔn)，且熱敏感、氧化脫碳等相關(guān)性能要求的材料；焊接技術(shù)適用于冷鐓性及沖壓性良好的材料。
3機械設(shè)計中材料應(yīng)用的環(huán)保性與節(jié)能性
3.1選擇加工過程中污染小、能耗低的材料
堅持可持續(xù)發(fā)展理念，盡量選擇在加工過程中產(chǎn)生廢料、廢氣較少的材料，以降低資源浪費和環(huán)境污染，1）盡量在加工過程中選用熱軋、冷軋狀態(tài)下就可以達到提高性能和使用壽命的材料，避免污染大，耗能多的弊端，2）選擇熱處理工序少的材料，由于各種材料的性質(zhì)不同，所以在加工中所能承受的處理環(huán)節(jié)也是不同的，如若建工環(huán)節(jié)較少，則可以減少能源的過度損耗，從而使經(jīng)濟效益與節(jié)能環(huán)保同步發(fā)展。
3.2選擇可再生、可回收材料
盡可能的優(yōu)先選取可再生、可回收的材料，這樣做的好處是可以進行二次利用，不僅僅在經(jīng)濟上縮小開支，同時也促進了環(huán)境的保護，另外在產(chǎn)品用材上，要盡量控制其使用的種類，過多的種類，對于分類回收極其不利，極易造成資源的浪費。
3.3選用危害性小或無危害性新型材料
很多傳統(tǒng)的金屬材料在加工制造過程中會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對人體及環(huán)境造成了嚴重的危害，因此在選材上要盡量避免這種材料的使用，盡量選擇如金屬泡沫這類的新型材料替代傳統(tǒng)材料，不僅不能燃燒，而且能夠被再次回收利用，是不可多得的無毒害材料。
4結(jié)束語
金屬材料的合理選擇與應(yīng)用，對于推動我國機械行業(yè)發(fā)展具有深遠的意義，為確保其平穩(wěn)發(fā)展，我們要在選材時注重應(yīng)用的適用性、經(jīng)濟性、環(huán)境性和節(jié)能性，堅持可持續(xù)性發(fā)展方向，為機械行業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1]李春艷.金屬材料在機械設(shè)計中的選擇與應(yīng)用[J].中國金屬通報，2016(10)：48-49.
[2]范寶成，趙磊，荊政霖，等.金屬材料在機械設(shè)計中的選擇與應(yīng)用[J].硅谷，2013，6(19)：142+114.
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