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摘要：近年来，我国机械制造业发展迅速，一定程度上推动我国工业化进程。众所周知，机械制造业涉及诸多环节，其中设计环节决定着机械产品的整个生产过程及生产质量，尤其机械材料的选择是机械设计的重中之重，受到机械设计业内人士的广泛关注。
关键词：机械设计；材料；选择；应用
导言：
随着国家对工业产业的不断推进，机械逐渐被人们重视，从而使机械行业在社会中的地位逐渐提高。机械将会在未来的发展中成为社会中的中坚力量。机械设计是机械行业的基础，在机械行业中发挥着至关重要的作用，材料的选择又是基础的基础，因此对该项环节进行深入探讨和研究有着深远的现实意义。
1机械设计中，机械材料选择和应用的意义
机械行业在国民经济的发展中具有推动的作用，是一项至关重要的支撑型产业。针对于机械设计行业而言，选择和应用机械材料都很重要，尤其是科学发展观要求提出以后，重视选择和应用机械设计的力度加大了。产业化在不断地发展，不能够把眼光只放在机械设计的发展上，还应该注重经济效益和环境保护应该步入可持续发展的道路。
我国工业化发展在不断地加快，机械设计所用材料的需求量也在加大，但是，机械设计中可以使用的材料却很少，从世界范围的角度看，社会发展与资源稀缺出现了冲突的情况。为了满足消费者物质文化的需求，使消费者的消费水平得以有效地提升，机械设计行业开始对新型的选材方式进行寻找，这种新型的选择方式既能够使机械设计的经济性和适用性得以有效地满足，又能够使机械设计的可持续发展得以满足。这种新型方式的改进能够充分地利用有限的资源。若想使机械设计深入地发展，必须要将选择和应用机械设计材料协调好，从而使机械行业在社会发展中，做出更大的贡献。
2机械设计中材料的选择和应用注意事项
2.1注重材料的环保节能性
今时今日，当今时代中占据一席之地的便是节能环保这一话题，随着社会经济与科学发展的不断进步，人们普遍意识到资源的剧烈消耗与破坏问题，所以开始渐渐加强环保意识，环境保护一度是焦点问题。环境问题中包括很多类型问题，资源的过度消耗便是其中非常明显的一种。所以，我国机械发展也开始在材料选择上重视起节能与环保性，机械设计人员的设计理念必须与国家可持续发展相吻合，这样一来，低能耗污染的工程材料变为实现资源利用高效性的发展首选，起到着对不可再生资源的节约作用。
2.2选材的可持续发展性
机械设计的整体选材过程，都要建立在可持续发展战略的轮廓之上，所以从这一实际设计需求为出发点进行考虑，选材必须要遵循的三个原则为：潜力的充分发掘、材料特性的综合考虑、对现实设计应用具有针对性。
2.3注重材料的经济适用性
对机械材料选用来说，首先就应该注重经济实用性。设计人员应当从机械设计整体构造及它的生产、装配和铸造工艺进行综合性分析，然后结合实际情况来选择一些高质量、低价值的材料，最大程度开发出材料价值，而且还要保证设计需求的满足，将应有功能发挥出来。比如某项机械铸造中需要材料拥有流动、吸气及收缩等性质，而锻造工艺则需要材料具有的冲压、可锻性及断后冷却性良好，焊接在工艺上则要求敏感性与适用性较高，机械加工因材料的不同特性和设计工艺需要，因此它们的工艺需求都不一样，应当在满足其需求的情况下，考虑经济适用性。
3机械设计中材料的选择和应用
3.1碳素钢与合金钢的选择
机械设计所用到的金属材料中，使用最为广泛的便是碳素钢了。碳素钢的加工工艺简单，成本较低，但是使用范围有一定的局限性。碳素钢韧性较差，强度较低，不能用来加工尺寸较大的零件。合金钢的出现恰巧解决了此类问题，科研人员在碳素钢生产过程中加入合金元素，形成一种合金钢，提高了碳素钢的韧性和强度，相当于增加淬透性的作用，同时，还有提高了材料的耐磨性。在特殊工况下将材料换为性能优异的合金钢既能提高产品的可靠度，又能避免资源的过度浪费。
3.2载荷类型材料的选择和应用
产品运行期间，往往会出现一些非正常问题，比如零部件不可以正常使用，从现象出现原因上进行分析，一个非常关键的原因就在于所选择好的材料具备较差负载力。此外，机械正常工作过程中，常常会发生机器突然失效问题，该现象出现的原因一般为材料荷载因素。所以说，为避免以上几种情况的发生就要在机械材料的选择上要多下功夫，做好该零件的工作荷载的估算。
3.3功能性材料的选择
在机械材料选择时，根据不同部件的功能要求，其所用的材料的性能需求就不同，根据材料特性，做到材料在不同零部件位置上的合理应用，比如，部分零件应该用到支撑力相对较强的位置，而一些临建则需要用在耐磨性能要求较高的地方。还有一些零件是外观件，对外观有较高要求。所以说，机械设计期间，实施材料选择的时候，必须要清楚各个零部件所具有的功能要求，然后结合个性化要求，合理选择性能水平较高的机械材料。
3.4低消耗材料的选择和应用
在機械设备的选择和应用过程中，为了保证机械行业的可持续发展，在材料的选择上尽量挑选具备节能环保性能的材料。例如有些产品的使用工况比较恶劣需要选择防腐能力较强的材料，有的厂家选择不锈钢或塑料材质，有的厂家选择通过喷涂的方式来达到防腐效果，然而喷涂的过程中的表面处理对环境的污染非常大，不利于行业的可持续发展，所以此种情况大家尽量不要选择喷涂的方式进行防腐，而是通过材料的本身性能去防腐。另外有的材料的性能比较差，需要经过热处理等方法对其进行性能提升，热处理的过程也会对环境造成污染，在此类材料选择时尽量不选用热处理材料，或选择热处理工序少的材料。
3.5选优合理处理工艺
机械零件生产时，为提高零件综合性能往往采用相关工艺进行处理，促进机械生产工作的顺利进行，设计人员应分析不同机械材料所用处理工艺的复杂度，确定最佳的处理方案。接下来以钢材料的热处理为例进行分析。
钢热处理分为普通热处理、表面热处理，其中普通热处理包括退火、正火、淬火等，表面热处理有渗碳、渗氮、高频淬火等。如机械材料硬度较大，不利于切削、生产时，需要进行退火处理，以降低材料硬度。与之相反，如想提高机械材料硬度，可对钢进行正火处理。另外，经退火或正火处理，机械材料硬度、强度应无法满足设计要求时，此时应考虑使用淬火与回火进行处理，以获得优异的力学性能，及脆、硬的马氏体。如需要机械零件表面至心部具有不同的性能时，则需对其进行表面热处理。例如，为提高零件表面的耐腐蚀性、热硬性、硬度时，可对其进行氮化处理。如需获得表面的高碳回火马氏体，而信不为低碳回火马氏体，则需进行钢的渗碳处理。如需表面层为淬火组织，而内部为淬火前组织时，可考虑采用高频淬火进行处理，其中电流频率越高获得的淬透层越薄。总之，不同的处理工艺，实施流程及复杂度有所不同，要求设计人员设计过程中做好充分的考虑。
结束语
科学进步发展的同时，伴有的还有大量的环境污染与材料浪费问题，虽然我国工业机械化建设是不断增强的，但机械化建设的发展本身就是过量消耗和浪费的根源。为了使珍贵机械材料得到合理选择和使用，避免过度浪费和高消耗，当下坚持可持续发展方向是正确道路，希望通过本文对机械设计需求和材料特征分析的详细叙述，可以让更多的人合理选择和应用材料，另外，安全环保的绿色无污染经济适用材料，必然是今后机械化发展的新趋势。
参考文献：
[1]周玉丰，张帆.机械设计中材料的选择和应用分析[J].河北农机.2014（12）：49-49.
[2]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（2）：86-87.
[3]刘秀霞.基于机械设计中材料的选择和使用分析[J].中国机械，2015（8）.
关键词：机械设计；材料；选择；应用
导言：
随着国家对工业产业的不断推进，机械逐渐被人们重视，从而使机械行业在社会中的地位逐渐提高。机械将会在未来的发展中成为社会中的中坚力量。机械设计是机械行业的基础，在机械行业中发挥着至关重要的作用，材料的选择又是基础的基础，因此对该项环节进行深入探讨和研究有着深远的现实意义。
1机械设计中，机械材料选择和应用的意义
机械行业在国民经济的发展中具有推动的作用，是一项至关重要的支撑型产业。针对于机械设计行业而言，选择和应用机械材料都很重要，尤其是科学发展观要求提出以后，重视选择和应用机械设计的力度加大了。产业化在不断地发展，不能够把眼光只放在机械设计的发展上，还应该注重经济效益和环境保护应该步入可持续发展的道路。
我国工业化发展在不断地加快，机械设计所用材料的需求量也在加大，但是，机械设计中可以使用的材料却很少，从世界范围的角度看，社会发展与资源稀缺出现了冲突的情况。为了满足消费者物质文化的需求，使消费者的消费水平得以有效地提升，机械设计行业开始对新型的选材方式进行寻找，这种新型的选择方式既能够使机械设计的经济性和适用性得以有效地满足，又能够使机械设计的可持续发展得以满足。这种新型方式的改进能够充分地利用有限的资源。若想使机械设计深入地发展，必须要将选择和应用机械设计材料协调好，从而使机械行业在社会发展中，做出更大的贡献。
2机械设计中材料的选择和应用注意事项
2.1注重材料的环保节能性
今时今日，当今时代中占据一席之地的便是节能环保这一话题，随着社会经济与科学发展的不断进步，人们普遍意识到资源的剧烈消耗与破坏问题，所以开始渐渐加强环保意识，环境保护一度是焦点问题。环境问题中包括很多类型问题，资源的过度消耗便是其中非常明显的一种。所以，我国机械发展也开始在材料选择上重视起节能与环保性，机械设计人员的设计理念必须与国家可持续发展相吻合，这样一来，低能耗污染的工程材料变为实现资源利用高效性的发展首选，起到着对不可再生资源的节约作用。
2.2选材的可持续发展性
机械设计的整体选材过程，都要建立在可持续发展战略的轮廓之上，所以从这一实际设计需求为出发点进行考虑，选材必须要遵循的三个原则为：潜力的充分发掘、材料特性的综合考虑、对现实设计应用具有针对性。
2.3注重材料的经济适用性
对机械材料选用来说，首先就应该注重经济实用性。设计人员应当从机械设计整体构造及它的生产、装配和铸造工艺进行综合性分析，然后结合实际情况来选择一些高质量、低价值的材料，最大程度开发出材料价值，而且还要保证设计需求的满足，将应有功能发挥出来。比如某项机械铸造中需要材料拥有流动、吸气及收缩等性质，而锻造工艺则需要材料具有的冲压、可锻性及断后冷却性良好，焊接在工艺上则要求敏感性与适用性较高，机械加工因材料的不同特性和设计工艺需要，因此它们的工艺需求都不一样，应当在满足其需求的情况下，考虑经济适用性。
3机械设计中材料的选择和应用
3.1碳素钢与合金钢的选择
机械设计所用到的金属材料中，使用最为广泛的便是碳素钢了。碳素钢的加工工艺简单，成本较低，但是使用范围有一定的局限性。碳素钢韧性较差，强度较低，不能用来加工尺寸较大的零件。合金钢的出现恰巧解决了此类问题，科研人员在碳素钢生产过程中加入合金元素，形成一种合金钢，提高了碳素钢的韧性和强度，相当于增加淬透性的作用，同时，还有提高了材料的耐磨性。在特殊工况下将材料换为性能优异的合金钢既能提高产品的可靠度，又能避免资源的过度浪费。
3.2载荷类型材料的选择和应用
产品运行期间，往往会出现一些非正常问题，比如零部件不可以正常使用，从现象出现原因上进行分析，一个非常关键的原因就在于所选择好的材料具备较差负载力。此外，机械正常工作过程中，常常会发生机器突然失效问题，该现象出现的原因一般为材料荷载因素。所以说，为避免以上几种情况的发生就要在机械材料的选择上要多下功夫，做好该零件的工作荷载的估算。
3.3功能性材料的选择
在机械材料选择时，根据不同部件的功能要求，其所用的材料的性能需求就不同，根据材料特性，做到材料在不同零部件位置上的合理应用，比如，部分零件应该用到支撑力相对较强的位置，而一些临建则需要用在耐磨性能要求较高的地方。还有一些零件是外观件，对外观有较高要求。所以说，机械设计期间，实施材料选择的时候，必须要清楚各个零部件所具有的功能要求，然后结合个性化要求，合理选择性能水平较高的机械材料。
3.4低消耗材料的选择和应用
在機械设备的选择和应用过程中，为了保证机械行业的可持续发展，在材料的选择上尽量挑选具备节能环保性能的材料。例如有些产品的使用工况比较恶劣需要选择防腐能力较强的材料，有的厂家选择不锈钢或塑料材质，有的厂家选择通过喷涂的方式来达到防腐效果，然而喷涂的过程中的表面处理对环境的污染非常大，不利于行业的可持续发展，所以此种情况大家尽量不要选择喷涂的方式进行防腐，而是通过材料的本身性能去防腐。另外有的材料的性能比较差，需要经过热处理等方法对其进行性能提升，热处理的过程也会对环境造成污染，在此类材料选择时尽量不选用热处理材料，或选择热处理工序少的材料。
3.5选优合理处理工艺
机械零件生产时，为提高零件综合性能往往采用相关工艺进行处理，促进机械生产工作的顺利进行，设计人员应分析不同机械材料所用处理工艺的复杂度，确定最佳的处理方案。接下来以钢材料的热处理为例进行分析。
钢热处理分为普通热处理、表面热处理，其中普通热处理包括退火、正火、淬火等，表面热处理有渗碳、渗氮、高频淬火等。如机械材料硬度较大，不利于切削、生产时，需要进行退火处理，以降低材料硬度。与之相反，如想提高机械材料硬度，可对钢进行正火处理。另外，经退火或正火处理，机械材料硬度、强度应无法满足设计要求时，此时应考虑使用淬火与回火进行处理，以获得优异的力学性能，及脆、硬的马氏体。如需要机械零件表面至心部具有不同的性能时，则需对其进行表面热处理。例如，为提高零件表面的耐腐蚀性、热硬性、硬度时，可对其进行氮化处理。如需获得表面的高碳回火马氏体，而信不为低碳回火马氏体，则需进行钢的渗碳处理。如需表面层为淬火组织，而内部为淬火前组织时，可考虑采用高频淬火进行处理，其中电流频率越高获得的淬透层越薄。总之，不同的处理工艺，实施流程及复杂度有所不同，要求设计人员设计过程中做好充分的考虑。
结束语
科学进步发展的同时，伴有的还有大量的环境污染与材料浪费问题，虽然我国工业机械化建设是不断增强的，但机械化建设的发展本身就是过量消耗和浪费的根源。为了使珍贵机械材料得到合理选择和使用，避免过度浪费和高消耗，当下坚持可持续发展方向是正确道路，希望通过本文对机械设计需求和材料特征分析的详细叙述，可以让更多的人合理选择和应用材料，另外，安全环保的绿色无污染经济适用材料，必然是今后机械化发展的新趋势。
参考文献：
[1]周玉丰，张帆.机械设计中材料的选择和应用分析[J].河北农机.2014（12）：49-49.
[2]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（2）：86-87.
[3]刘秀霞.基于机械设计中材料的选择和使用分析[J].中国机械，2015（8）.