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摘要：最近几年，我国的社会经济得到了很大的发展，这也在一定程度上影响到了化工发展的进度。化工机械设备在化工生产中占据了很重要的地位，相关设备的工作效率以及使用时间都会对化工产业最终产生的经济利益产生很大的影响。但是，因为化工机械设备长期处在一个密闭的工厂环境中，设备本身也存在材料的问题，因此经常发生化工设备被腐蚀的现象。这种现象会使化工设备的许多性能都被影响，也会严重妨碍到该设备的使用寿命。所以，让化工设备通过技术方式达到防腐的效果以及化工设备所需的材料如何选择就成了关键的问题。本文对化工机械设计中如何选择和运用材料进行了探讨。
关键词：化工机械；设计；材料选择；运用
中图分类号：S611 文献标识码： A
一、化工机械设计中材料的选择
1、选择载荷类型的材料
机械设计过程中,通常机械材料的外载荷性能容易导致机械设计的部分元件失效,而机械的零部件所具备的性能却能有效的防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾,进而要求在机械材料的选择上,要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面:一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时,其中应力大多集中在材料表层,这就表明,材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上,如果机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,由于外载荷力作用到零件的横截面,使横截面的应力比较均衡,所以这就需要在机械材料的设计中,选择一些性能分布均匀的材料,保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。
2、选择合金钢与碳素钢材料
在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素钢也存在一定的缺点,即韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,为了改进碳素钢的功能,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而与碳素钢材料相比,合金钢材料的淬透性、韧性、强度等都有所提高,但是只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。
3、选择可回收和能够循环利用的材料
在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。然而在机械设计中,由于不同种类的材料都堆放在了一起,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,为了便于循环利用,可以选择一些单一的合金系制作零部件,因为合金系的构成元件比较少,对环境的压力也较小,所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。
二机械设计中材料的运用
1、材料运用的经济性与实用性相统一
材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。
2、化工机械设计中，应用材料要参考机械材料零件的制作工艺
在进行机械生产或是加工生产的时候，许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点；焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好；热处理工艺要在温度过高的时候，材料具备敏感性，在进行氧化的时候会脱碳；切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中，运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体，在进行零件选择的时候，一定要保障其在工作的環境下也能正常保持工作能力，也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力，也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下，一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力，还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺，尽量减少经济支出，零件的类型尽量能通俗化、标准化，将设计程序尽量简单化来降低生产成本。
3、对化工机械设备要进行防腐的保护
在防腐的时候，首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂，这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来，但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此，为了避免这种现象，在进行化工设备的组合设计的时候，就要考虑到以下几个问题：
3.1设备的结构尽量简单化，将一切零件都尽量运用一种材质的金属，零件组合的时候也尽量不要留下缝隙；
3.2设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆，这也是比较关键的一环，好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里，还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说，设备组合复杂的情况下，防锈漆的涂抹也会出现困难；
3.3在进行设备设计的时候，尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说，设计过程中，不要出现凹孔。有的设备必须出现，则应该设置一个排水系统；
3.4化工设备在进行焊接的时候，一定哟尽量连续不中断，在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷，很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象；
3.5因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的，因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高，这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。
腐蚀在化工设备中并不罕见，化工设备在日常的工作中，经常与空气和水汽接触，发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象，而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀，其外表的色泽就会发生改变，内部性能也会受到一定的影响，而后设备的使用寿命缩短，工作效率下降，就会影响到整个化工工程的进度，影响化工企业的收益。因此，对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候，要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点：第一，产品的结构应该具备耐腐蚀的特点，因为这是化工产品的生产要求；第二，化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅，不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降，不要让腐蚀大量积累，否则只会越积越多；第三，设备运行也要关注外力的保护作用，防止产生新一轮的腐蚀。
4、材料运用的节能性和环保性的统一
近些年来，我国的经济正在腾飞，快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽，有些资源已经是极其稀少。这时候，我们在进行机械设备的材料选择时，要更多地考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候，注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展，对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根，所以说，化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节，刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以，在进行化工设备设计选择材料的时候，要考虑现阶段的节能与环保问题，有效地节约不可再生资源，节约成本，千万不要产生无效的浪费。
结束语
化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一，其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。
参考文献
[1]赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风.2011（17）
[2]孙凤.计算机辅助工程在机械设计中的应用[J].硅谷.2011（17）
[3]周一鸣，索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程.2011（12）
关键词：化工机械；设计；材料选择；运用
中图分类号：S611 文献标识码： A
一、化工机械设计中材料的选择
1、选择载荷类型的材料
机械设计过程中,通常机械材料的外载荷性能容易导致机械设计的部分元件失效,而机械的零部件所具备的性能却能有效的防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾,进而要求在机械材料的选择上,要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面:一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时,其中应力大多集中在材料表层,这就表明,材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上,如果机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,由于外载荷力作用到零件的横截面,使横截面的应力比较均衡,所以这就需要在机械材料的设计中,选择一些性能分布均匀的材料,保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。
2、选择合金钢与碳素钢材料
在机械设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,因为碳素钢的价格比较经济,加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素钢也存在一定的缺点,即韧性和强度比较差,中等以上形状的材料不能被完全淬透,这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此,为了改进碳素钢的功能,可以在碳素钢中加入合金,进而形成一种新的材料,即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高,并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而与碳素钢材料相比,合金钢材料的淬透性、韧性、强度等都有所提高,但是只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢,而其他情况一般应当选择碳素钢。
3、选择可回收和能够循环利用的材料
在机械制造领域内,金属材料的种类非常多,钢材就有100多种。然而在机械设计中,由于不同种类的材料都堆放在了一起,很难对材料进行分类,进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中,为了便于循环利用,可以选择一些单一的合金系制作零部件,因为合金系的构成元件比较少,对环境的压力也较小,所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。
二机械设计中材料的运用
1、材料运用的经济性与实用性相统一
材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容:一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术,如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征;铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变;焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点;而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中,在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下,应当合理地对机械材料的加工成本进行控制,然而为了实现材料应用的经济性,可以根据机械设计企业的自身发展水平,最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。
2、化工机械设计中，应用材料要参考机械材料零件的制作工艺
在进行机械生产或是加工生产的时候，许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点；焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好；热处理工艺要在温度过高的时候，材料具备敏感性，在进行氧化的时候会脱碳；切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中，运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体，在进行零件选择的时候，一定要保障其在工作的環境下也能正常保持工作能力，也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力，也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下，一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力，还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺，尽量减少经济支出，零件的类型尽量能通俗化、标准化，将设计程序尽量简单化来降低生产成本。
3、对化工机械设备要进行防腐的保护
在防腐的时候，首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂，这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来，但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此，为了避免这种现象，在进行化工设备的组合设计的时候，就要考虑到以下几个问题：
3.1设备的结构尽量简单化，将一切零件都尽量运用一种材质的金属，零件组合的时候也尽量不要留下缝隙；
3.2设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆，这也是比较关键的一环，好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里，还要注意设备的结构有时也会对防锈漆的涂抹产生一定的影响。也就是说，设备组合复杂的情况下，防锈漆的涂抹也会出现困难；
3.3在进行设备设计的时候，尽量不要给水汽留下任何淤积的可能。也就是说，设计过程中，不要出现凹孔。有的设备必须出现，则应该设置一个排水系统；
3.4化工设备在进行焊接的时候，一定哟尽量连续不中断，在连接的过程中也要避免各种质量上的缺陷。如果发生了缺陷，很有可能就从缺陷点这儿产生新的腐蚀现象；
3.5因为设备的缝隙处是最容易被腐蚀的，因此对设备各个零件结合的地方要进行一些合理化的防腐处理。可以采取双面连续对接焊的方式让焊接的质量更高，这样也可以有效地避免缝隙处发生腐蚀。
腐蚀在化工设备中并不罕见，化工设备在日常的工作中，经常与空气和水汽接触，发生化学反应后就会呈现出腐蚀的现象，而后就会对化工设备产生很大的危害。如果化工设备受到了腐蚀，其外表的色泽就会发生改变，内部性能也会受到一定的影响，而后设备的使用寿命缩短，工作效率下降，就会影响到整个化工工程的进度，影响化工企业的收益。因此，对化工设备腐蚀的研究是非常有必要的。在进行化工设备的结构设计的时候，要根据设备工作时候运行的效果以及应该具备的特点做到以下几点：第一，产品的结构应该具备耐腐蚀的特点，因为这是化工产品的生产要求；第二，化工设备工作的时候要尽量保证稳定流畅，不能因为部分零件被腐蚀导致整个的工作效率下降，不要让腐蚀大量积累，否则只会越积越多；第三，设备运行也要关注外力的保护作用，防止产生新一轮的腐蚀。
4、材料运用的节能性和环保性的统一
近些年来，我国的经济正在腾飞，快速增长的经济也带动了资源的大量消耗。而用于机械方面的材料很多都被开采殆尽，有些资源已经是极其稀少。这时候，我们在进行机械设备的材料选择时，要更多地考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在进行机械设备设计的时候，注意环保和节能也是为了实现可持续发展。如果一味地追求经济的快速发展，对那些不可再生资源大力地开采利用只会给未来的化工生产埋下更多的祸根，所以说，化工设备所选用的材料是否可以达到环保和节能的效果也是我们下一步研究的热点问题。就比如说机械设计铸件的环节，刚开始设计的5%的资金投入将决定以后生产中80%的资金投入。所以，在进行化工设备设计选择材料的时候，要考虑现阶段的节能与环保问题，有效地节约不可再生资源，节约成本，千万不要产生无效的浪费。
结束语
化工机械设备是工业发展中一个不可缺少的部分，其正常运行直接会关系到工程项目的正常生产和运作。材料选择作为机械设计最关键的内容之一，其质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏。
参考文献
[1]赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风.2011（17）
[2]孙凤.计算机辅助工程在机械设计中的应用[J].硅谷.2011（17）
[3]周一鸣，索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程.2011（12）