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摘要：材料的选择与应用是机械设计中的重要内容，其关系着机械产品的性能及使用寿命，尤其是部分机械产品对材料各项参数要求较高，需设计人员综合分析，保证选择材料的合理性与科学性。本文主要从经济、环保和可持续等方面对机械材料进行了分析，并提出了机械设计中材料选择的几点建议。
关键词：机械设计；材料；选择；应用
导言：
无论是机械设计，还是机械制造，尺寸配合的好坏，不但对机器性能起决定的作用，还关系到机器的使用寿命，对于使用机器的互换性和经济性的指标也有很大的影响。机械结构的设计要从整体上考虑，对其实现的预期功能做出准确分析，最大限度的做到节省贵重原材料，满足机械加工对原材料的需求。
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是一项至关重要的支撑型产业。对于机械设计行业，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。
我国机械设计所用材料的需求量不断加大，但是，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有效满足机械设计的经济性和适用性，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。
2机械设计过程中机械材料的选择和应用
2.1明确机械设计要求
为保证机械设计中机械材料选择的科学、合理，设计人员应明确机械设计要求，把握设计工作的重点与难点，保证设计工作的顺利进行，尤其应注意以下问题：
（1）明确设计零件用途。机械零件用途不同，对零件性能的要求差别较大，直接影响材料的选择，因此，应结合零件用途，分析零件所处的运行环境，以及运行中的影响因素，对比分析不同材料的适用性。必要情况下，对零件所处的运行环境进行仿真模拟，掌握零件各种受力参数，选择针对性机械材料。
（2）做好材料经济性分析。不同机械材料不仅性能差别较大，而且价格有较大差异，因此，机械设计中应做好成本的控制，对各待选材料的经济性进行分析，认真分析零件生产所需工艺，以及在生产中的人力、财力投入情况，确定最佳的机械材料应用方案。
2.2合理选择机械材料
在材料选择时，要从材料的实用性能入手，在机械设计中，材料的使用通常需要按照加工工艺要求，通过铸造、焊接、磨削、冷处理等工艺进行。由于相关工艺标准的不同，对材料特性的要求也不一样，对于不同工艺流程，必须在保证加工需求的前提下，保证各部件的加工符合功能需求。加工机械的各组成零件时，要充分考虑原材料的伸缩度与抗弯性能，同时还要使加工后的零件满足整体要求，要根据不同材料的特征，使其满足各零件正确的装配要求，合理选择符合工艺要求的材料。
2.3选择合金钢和碳素钢材料
机械设计时，生产原材料选择碳素是比较常见的，购买碳素钢价格通常比较低，加工碳素钢的工艺性比较强，因此，在机械设计中应用比较广泛。但是，碳素钢自身不但韧性差，强度也比较低，将碳素钢用于一些中等形状材料的制造时，很难完全淬透，致使使用碳素钢受到严重的影响，因此，就需要在碳素钢中加入合金成分，来进行改进，从而使一种新型的合金钢材料形成。这种合金钢材料不但淬透性比较强，韧性和强度都与碳素钢大致一样，另外，与碳素钢相比，这种合金钢的耐磨性也在很大程度上提高了。
2.4选择可回收利用材料
制造机械时，金属材料可以选用的种类比较多，很多种材料都需要堆砌在一起，因此，使用机械材料时，很难区分材料，利用和回收材料的难度也非常大。在对机械材料进行选择时，注重利用材料的循环性，利用单一零部件或者有些合金的材料来作为使用材料，如此这样，既能够减少材料元件，又能够将材料对环境的压力有效地解决，从而提升材料循环利用的可回收性。
2.5机械材料的消耗
机械材料的消耗问题，已经成為社会关注的焦点问题，正确的机械设计，必须满足可持续性发展的要求，要优先选用能耗低、环保的加工材料，在对材料加工处理的方法上，要采用环保的加工方法。机械的热处理加工，会降低机械材料的使用年限，材料性能也会受到很大影响，并且该加工方式还是对空气环境造成严重破坏。因此要减少热处理加工方式的使用，尽可能采用冷处理的加工方法，发挥出材料最大的性能。当必须采用热处理加工方法时，要简化加工过程，缩短加工时间，把对材料的影响和环境的污染降到最低。
2.6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，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。
2.7机械材料的价格
在对机械材料的选择时，要充分考虑材料的经济性和耐用性。对设计方案确定之前，要充分考虑机械加工制造过程中的铸造温度、加工工艺，装配顺序和焊接时间等因素，根据机械用途合理选择机械材料，当材料具有同样的性能时，尽量选用价格低质量轻的材料，可以在很大程度上发掘材料的利用价值。在机械加工过程中必须保证材料满足吸气、收缩、抗弯和流动的要求。在锻造加工过程中需要材料具有较强的抗磨性、锻造性、稳定性和成品冷却性，在对材料焊接时，需要选择的材料具有适用性和可塑性。各种类型的机械加工材料都具有各自不同的特性，严格按照加工工艺要求，根据工艺需求材料的特殊特性，科学的选择加工原材料。当选择的机械设计材料满足适用性的要求后，还需要依据机械工程预算方案，选择具有良好经济性能的材料。在整个机械设计中尽量多选择可循环利用的材料，减少加工原资源的消耗，降低整体机械设计成本，实现经济效益的最大化。
结语：
机械设计是机械制造的关键环节，专业性强，对设计人员的综合水平要求较高，为保证设计方案科学、合理，方便后期的零件生产，设计人员应做好机械材料选择与应用研究。在机械设计过程中，要合理对材料进行选择与应用，在满足机械设计要求的前提下，充分考虑材料的特征、环保性，经济性。严格把控材料的选择，防止有毒材料混入，把机械材料的消耗浪费降到最低，继续坚持可持续发展道路，实现机械行业新的发展。
参考文献：
[1]黄志文.机械设计过程中机械材料的选择和应用[J].科技风，2018（06）：135.
作者信息：
顾黄亮，身份证号码：320611198910063717；曹大者，身份证号码：320382198209023943。
关键词：机械设计；材料；选择；应用
导言：
无论是机械设计，还是机械制造，尺寸配合的好坏，不但对机器性能起决定的作用，还关系到机器的使用寿命，对于使用机器的互换性和经济性的指标也有很大的影响。机械结构的设计要从整体上考虑，对其实现的预期功能做出准确分析，最大限度的做到节省贵重原材料，满足机械加工对原材料的需求。
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是一项至关重要的支撑型产业。对于机械设计行业，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。
我国机械设计所用材料的需求量不断加大，但是，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有效满足机械设计的经济性和适用性，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。
2机械设计过程中机械材料的选择和应用
2.1明确机械设计要求
为保证机械设计中机械材料选择的科学、合理，设计人员应明确机械设计要求，把握设计工作的重点与难点，保证设计工作的顺利进行，尤其应注意以下问题：
（1）明确设计零件用途。机械零件用途不同，对零件性能的要求差别较大，直接影响材料的选择，因此，应结合零件用途，分析零件所处的运行环境，以及运行中的影响因素，对比分析不同材料的适用性。必要情况下，对零件所处的运行环境进行仿真模拟，掌握零件各种受力参数，选择针对性机械材料。
（2）做好材料经济性分析。不同机械材料不仅性能差别较大，而且价格有较大差异，因此，机械设计中应做好成本的控制，对各待选材料的经济性进行分析，认真分析零件生产所需工艺，以及在生产中的人力、财力投入情况，确定最佳的机械材料应用方案。
2.2合理选择机械材料
在材料选择时，要从材料的实用性能入手，在机械设计中，材料的使用通常需要按照加工工艺要求，通过铸造、焊接、磨削、冷处理等工艺进行。由于相关工艺标准的不同，对材料特性的要求也不一样，对于不同工艺流程，必须在保证加工需求的前提下，保证各部件的加工符合功能需求。加工机械的各组成零件时，要充分考虑原材料的伸缩度与抗弯性能，同时还要使加工后的零件满足整体要求，要根据不同材料的特征，使其满足各零件正确的装配要求，合理选择符合工艺要求的材料。
2.3选择合金钢和碳素钢材料
机械设计时，生产原材料选择碳素是比较常见的，购买碳素钢价格通常比较低，加工碳素钢的工艺性比较强，因此，在机械设计中应用比较广泛。但是，碳素钢自身不但韧性差，强度也比较低，将碳素钢用于一些中等形状材料的制造时，很难完全淬透，致使使用碳素钢受到严重的影响，因此，就需要在碳素钢中加入合金成分，来进行改进，从而使一种新型的合金钢材料形成。这种合金钢材料不但淬透性比较强，韧性和强度都与碳素钢大致一样，另外，与碳素钢相比，这种合金钢的耐磨性也在很大程度上提高了。
2.4选择可回收利用材料
制造机械时，金属材料可以选用的种类比较多，很多种材料都需要堆砌在一起，因此，使用机械材料时，很难区分材料，利用和回收材料的难度也非常大。在对机械材料进行选择时，注重利用材料的循环性，利用单一零部件或者有些合金的材料来作为使用材料，如此这样，既能够减少材料元件，又能够将材料对环境的压力有效地解决，从而提升材料循环利用的可回收性。
2.5机械材料的消耗
机械材料的消耗问题，已经成為社会关注的焦点问题，正确的机械设计，必须满足可持续性发展的要求，要优先选用能耗低、环保的加工材料，在对材料加工处理的方法上，要采用环保的加工方法。机械的热处理加工，会降低机械材料的使用年限，材料性能也会受到很大影响，并且该加工方式还是对空气环境造成严重破坏。因此要减少热处理加工方式的使用，尽可能采用冷处理的加工方法，发挥出材料最大的性能。当必须采用热处理加工方法时，要简化加工过程，缩短加工时间，把对材料的影响和环境的污染降到最低。
2.6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，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。
2.7机械材料的价格
在对机械材料的选择时，要充分考虑材料的经济性和耐用性。对设计方案确定之前，要充分考虑机械加工制造过程中的铸造温度、加工工艺，装配顺序和焊接时间等因素，根据机械用途合理选择机械材料，当材料具有同样的性能时，尽量选用价格低质量轻的材料，可以在很大程度上发掘材料的利用价值。在机械加工过程中必须保证材料满足吸气、收缩、抗弯和流动的要求。在锻造加工过程中需要材料具有较强的抗磨性、锻造性、稳定性和成品冷却性，在对材料焊接时，需要选择的材料具有适用性和可塑性。各种类型的机械加工材料都具有各自不同的特性，严格按照加工工艺要求，根据工艺需求材料的特殊特性，科学的选择加工原材料。当选择的机械设计材料满足适用性的要求后，还需要依据机械工程预算方案，选择具有良好经济性能的材料。在整个机械设计中尽量多选择可循环利用的材料，减少加工原资源的消耗，降低整体机械设计成本，实现经济效益的最大化。
结语：
机械设计是机械制造的关键环节，专业性强，对设计人员的综合水平要求较高，为保证设计方案科学、合理，方便后期的零件生产，设计人员应做好机械材料选择与应用研究。在机械设计过程中，要合理对材料进行选择与应用，在满足机械设计要求的前提下，充分考虑材料的特征、环保性，经济性。严格把控材料的选择，防止有毒材料混入，把机械材料的消耗浪费降到最低，继续坚持可持续发展道路，实现机械行业新的发展。
参考文献：
[1]黄志文.机械设计过程中机械材料的选择和应用[J].科技风，2018（06）：135.
作者信息：
顾黄亮，身份证号码：320611198910063717；曹大者，身份证号码：320382198209023943。