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摘要：随着科学技术和经济社会的不断进步，人类社会对机械设计的要求越来越高，机械设计材料的选择与应用在整个机械设计过程中占据的位置也越来越重要。本文对机械设计材料的选择与应用工作进行了扼要的分析与说明，希望能够为今后相关研究和实践工作的开展提供一定的参考和帮助。
关键词：机械设计 材料选择 应用探讨
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-540-01
在我国科技与经济快速进步的同时，传统的机械制造领域也发生着日新月异的变化，现代机械设计融入了更多计算机辅助技术以及人工智能的元素，机械设计中材料的选择与应用也有了新的标准与要求。材料选择与应用是机械设计中重要的工作内容，通过对设计材料的选择，有助于达到控制机械产品性能与质量以及节能环保的目标。目前，全球经济一体化进程不断加剧，市场竞争不断严峻，对机械产品的要求也越来越高。机械行业作为国民经济的重要组成部分，所占据的地位日益关键，成为当下行业内外共同关注的一大课题。从宏观角度来看，机械行业经济效益的实现与提高对市场经济主导下国民经济的蓬勃发展起到了决定性作用。机械设计中的材料的选择和应用对机械行业的发展有着直接的影响，也成为当下国民经济发展的重要支撑，对国民经济的发展有着十分重要的促进作用。要做好现代机械设计材料的选择与应用，我们不仅要对设计产品性能要求有明确的了解，也要对当下机械制造发展状况有一定的了解，针对机械设计发展的要求，作出科学有效的材料选择与应用措施，以适应市场的要求以及新时期机械设计与生产的要求。做好机械设计材料选择与应用工作，确保机械施工作业安全稳定运行，促进机械生产、加工企业节能减排目标的早日实现。
1. 材料选择与应用是影响机械产品质量的重要因素
在机械设计过程中，材料的选择与应用是一个非常重要的工作步骤，材料的属性、性能、可塑性会直接影响到产品的质量以及使用价值。随着现代经济社会工业体系的不断健全和完善，机械制造也面临着新的机遇和挑战。尤其在当今提倡的经济社会要与自然环境和谐发展，对整个机械生产和加工有了更多的要求。中国加入世界贸易组织以后，对涉及出口中国制造产品有了新的要求，为了强化质量管理，扩大市场份额，消除贸易壁垒，如何做好机械设计中的材料选择与应用是我国制造行业和贸易机构迫在眉睫的重要任务。当前大部分用于机械设计的材料日益稀缺，机械产品的需求却在不断增加，造成机械设计材料供给与需求之间的矛盾日益深化。由于其他行业对原材料的需求，使得机械设计的材料空间竞争越来越大，新时期的机械制造时代使机械设计材料的选择与应用发生了变化，要想在如此严峻的市场中把握市场，机械设计材料选择与应用必须进行改革创新，以满足社会发展的需要。在确保机械设计工作质量的基础上，在进行机械设计材料选择与应用过程中，必须将以经济性、环保性、适用性、为基本原则，这样才会使得机械制造更加符合时代发展要求，促进机械制造的可持续发展。
2. 机械设计材料选择的注意事项
做好材料选择是在机械产品生产前期工作质量控制的重要手段，材料选择的好坏直接影响到机械产品的质量以及使用价值。要做好机械设计材料选择，必须要以以下三个基本原则为选材标准。首先，所选的材料要满足机械零部件在运行过程中的各种应用性能，确保材料符合所设计的机械产品的性能要求；再次，所选的材料要具备机械生产加工过程中的可操作性，符合现有生产技术要求；除此以外，所选的材料必须符合国家相关生产材料标准，符合节能环保生产要求，具有合法性、经济性与安全性。根据上述的要求，具体来说以下几个方面在进行机械设计材料选择过程中需要注意的：
（1）重视机械设计材料的材料载荷种类选择
由于不同机械设计材料载荷种类是各不相同的，因而所设计生产出来的产品性能也不尽一样。机械材料外载水平过低常常会引起机械零件失效，这已经成为时下机械产品质量通病，机械某一零部件的功能障碍往往是导致机械障碍的原因，而这一原因产生的关键因素在于所选机械材料载荷水平过低。一旦外载荷影响令机械材料部件形成弯曲扭转，多数应力会聚集在材料表层，所以表层的总体性能水平对预防零部件功能失效发挥一定影响。要控制好这个问题，解决外载荷水平同抑制失效零部件功能中产生的矛盾，需要我们对机械设计所选材料载荷水平以及材料应力总量进行有效的评估，针对产品的性能的实际要求選择合适载荷水平的材料，例如当选择机械设计应用材料需要抵御载荷影响时，可应用中碳钢调质以及低碳钢渗碳等手段完善加工作业；对于一些单纯抵御拉伸、压缩以及剪切作用材料部件，应选择性能均匀的部件与材料。 以保证完成机械设计产品与材料性能的一致性，促进机械产品的性能提高。
（2）做好碳素钢以及合金钢设计材料选择
碳素钢具备良好的加工性能而且性价比较高，因此在机械行业领域实现了广泛应用。碳素结构是影响钢结构坚韧度的主要原因，因此在进行机械设计材料选择时，应根据产品的性能要求选择不同的碳素钢以及合金钢。碳素钢强度如果较低，韧性不足，在零部件实施加工生产过程中容易产生弯曲变形，甚至折断，影响产品的坚韧度。通过多方面的实践研究，现在很多机械产品加工生产通过添加适宜成分的合金元素至碳素钢材料中的方式，制造合金钢产品。有效的提高了产品结构强度以及韧性水平。另外具有耐腐蚀、不易磨损、耐受高温等优点。基于合金钢的这些优点，现代机械制造很多产品都选择用合金钢代替碳素钢，使产品的在性能、使用周期、经济环保方面都有了新的进展。
3. 机械设计材料应用的注意事项
3.1 机械设计中的材料应用的适用性
在机械设计中的材料应用的适用性是必须予以充分重视，机械设计中的材料的选择必须要符合机械零件的制造工艺设计要求，锻造要求，焊接、切削加工、粘结固化要求以及热处理要求。首先，由于铸造工艺对材料收缩性、流动性、偏折性、吸气性及热裂倾向性的要求比较高，所用材料要具备这些性能要求；在进行锻造时，要符合锻后冷却、冲压性、可锻性及冷镦性的要求；在焊接工艺时，要符焊接接头的使用性能及敏感性要求；热处理对材料有氧化脱碳倾向、回火脆性倾向、过热敏感性、淬透性及变形开裂倾向方面都有要求，应该根据这些特性进行材料选择。只有达到了这些要求，才能符合产品设计生产的可塑性，制造出高性能、高质量、生命周期长的高档产品。
3.2机械设计中的材料应用的经济性
经济性，是机械设计中材料的应用必须得到重视的另一内容。在原材料的应用上，更加产品的性能要求，在满足适用性的基础上，尽量选用价格便宜、容易得到及各项成本较低的材料，其中包括材料本身的成本、材料加工成本、材料的再生利用率和利用率、材料使用过程中的经济性等。只有做到了机械设计材料选择和应用的适用性和经济性，机械设计才能得到可持续稳定的发展。
3.3机械设计中的材料应用必须重视绿色环保
随着社会经济的快速发展，工业程度的扩大，自然环境也遭到了严重损坏。很多机械设计生产原材料日趋短缺，造成市场竞争的恶化。经济与环境协同发展是每一个国家的共同目标，也是实现实现全球经济一体化的美好愿望。在机械设计阶段，就要优先选择低能耗、低成本、高效率、污染少的材料。重视绿色环保和资源的循环利用，不仅可以有效节约原材料和成本，减少不必要的能源耗费。
4.结束语
综上所述，机械设计材料的选择与应用是影响机械产品质量性能的关键因素，机械制造行业内外都应该予以一定的关注，相关机构加大对机械材料的研究，在提高机械设计生产技术的同时，开发更多高性能的绿化环保机械材料。在生产实践过程中不断总结创新，保证机械制造行业的可持续发展，促进国民经济水平以及社会现代化的进一步提高。
关键词：机械设计 材料选择 应用探讨
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-540-01
在我国科技与经济快速进步的同时，传统的机械制造领域也发生着日新月异的变化，现代机械设计融入了更多计算机辅助技术以及人工智能的元素，机械设计中材料的选择与应用也有了新的标准与要求。材料选择与应用是机械设计中重要的工作内容，通过对设计材料的选择，有助于达到控制机械产品性能与质量以及节能环保的目标。目前，全球经济一体化进程不断加剧，市场竞争不断严峻，对机械产品的要求也越来越高。机械行业作为国民经济的重要组成部分，所占据的地位日益关键，成为当下行业内外共同关注的一大课题。从宏观角度来看，机械行业经济效益的实现与提高对市场经济主导下国民经济的蓬勃发展起到了决定性作用。机械设计中的材料的选择和应用对机械行业的发展有着直接的影响，也成为当下国民经济发展的重要支撑，对国民经济的发展有着十分重要的促进作用。要做好现代机械设计材料的选择与应用，我们不仅要对设计产品性能要求有明确的了解，也要对当下机械制造发展状况有一定的了解，针对机械设计发展的要求，作出科学有效的材料选择与应用措施，以适应市场的要求以及新时期机械设计与生产的要求。做好机械设计材料选择与应用工作，确保机械施工作业安全稳定运行，促进机械生产、加工企业节能减排目标的早日实现。
1. 材料选择与应用是影响机械产品质量的重要因素
在机械设计过程中，材料的选择与应用是一个非常重要的工作步骤，材料的属性、性能、可塑性会直接影响到产品的质量以及使用价值。随着现代经济社会工业体系的不断健全和完善，机械制造也面临着新的机遇和挑战。尤其在当今提倡的经济社会要与自然环境和谐发展，对整个机械生产和加工有了更多的要求。中国加入世界贸易组织以后，对涉及出口中国制造产品有了新的要求，为了强化质量管理，扩大市场份额，消除贸易壁垒，如何做好机械设计中的材料选择与应用是我国制造行业和贸易机构迫在眉睫的重要任务。当前大部分用于机械设计的材料日益稀缺，机械产品的需求却在不断增加，造成机械设计材料供给与需求之间的矛盾日益深化。由于其他行业对原材料的需求，使得机械设计的材料空间竞争越来越大，新时期的机械制造时代使机械设计材料的选择与应用发生了变化，要想在如此严峻的市场中把握市场，机械设计材料选择与应用必须进行改革创新，以满足社会发展的需要。在确保机械设计工作质量的基础上，在进行机械设计材料选择与应用过程中，必须将以经济性、环保性、适用性、为基本原则，这样才会使得机械制造更加符合时代发展要求，促进机械制造的可持续发展。
2. 机械设计材料选择的注意事项
做好材料选择是在机械产品生产前期工作质量控制的重要手段，材料选择的好坏直接影响到机械产品的质量以及使用价值。要做好机械设计材料选择，必须要以以下三个基本原则为选材标准。首先，所选的材料要满足机械零部件在运行过程中的各种应用性能，确保材料符合所设计的机械产品的性能要求；再次，所选的材料要具备机械生产加工过程中的可操作性，符合现有生产技术要求；除此以外，所选的材料必须符合国家相关生产材料标准，符合节能环保生产要求，具有合法性、经济性与安全性。根据上述的要求，具体来说以下几个方面在进行机械设计材料选择过程中需要注意的：
（1）重视机械设计材料的材料载荷种类选择
由于不同机械设计材料载荷种类是各不相同的，因而所设计生产出来的产品性能也不尽一样。机械材料外载水平过低常常会引起机械零件失效，这已经成为时下机械产品质量通病，机械某一零部件的功能障碍往往是导致机械障碍的原因，而这一原因产生的关键因素在于所选机械材料载荷水平过低。一旦外载荷影响令机械材料部件形成弯曲扭转，多数应力会聚集在材料表层，所以表层的总体性能水平对预防零部件功能失效发挥一定影响。要控制好这个问题，解决外载荷水平同抑制失效零部件功能中产生的矛盾，需要我们对机械设计所选材料载荷水平以及材料应力总量进行有效的评估，针对产品的性能的实际要求選择合适载荷水平的材料，例如当选择机械设计应用材料需要抵御载荷影响时，可应用中碳钢调质以及低碳钢渗碳等手段完善加工作业；对于一些单纯抵御拉伸、压缩以及剪切作用材料部件，应选择性能均匀的部件与材料。 以保证完成机械设计产品与材料性能的一致性，促进机械产品的性能提高。
（2）做好碳素钢以及合金钢设计材料选择
碳素钢具备良好的加工性能而且性价比较高，因此在机械行业领域实现了广泛应用。碳素结构是影响钢结构坚韧度的主要原因，因此在进行机械设计材料选择时，应根据产品的性能要求选择不同的碳素钢以及合金钢。碳素钢强度如果较低，韧性不足，在零部件实施加工生产过程中容易产生弯曲变形，甚至折断，影响产品的坚韧度。通过多方面的实践研究，现在很多机械产品加工生产通过添加适宜成分的合金元素至碳素钢材料中的方式，制造合金钢产品。有效的提高了产品结构强度以及韧性水平。另外具有耐腐蚀、不易磨损、耐受高温等优点。基于合金钢的这些优点，现代机械制造很多产品都选择用合金钢代替碳素钢，使产品的在性能、使用周期、经济环保方面都有了新的进展。
3. 机械设计材料应用的注意事项
3.1 机械设计中的材料应用的适用性
在机械设计中的材料应用的适用性是必须予以充分重视，机械设计中的材料的选择必须要符合机械零件的制造工艺设计要求，锻造要求，焊接、切削加工、粘结固化要求以及热处理要求。首先，由于铸造工艺对材料收缩性、流动性、偏折性、吸气性及热裂倾向性的要求比较高，所用材料要具备这些性能要求；在进行锻造时，要符合锻后冷却、冲压性、可锻性及冷镦性的要求；在焊接工艺时，要符焊接接头的使用性能及敏感性要求；热处理对材料有氧化脱碳倾向、回火脆性倾向、过热敏感性、淬透性及变形开裂倾向方面都有要求，应该根据这些特性进行材料选择。只有达到了这些要求，才能符合产品设计生产的可塑性，制造出高性能、高质量、生命周期长的高档产品。
3.2机械设计中的材料应用的经济性
经济性，是机械设计中材料的应用必须得到重视的另一内容。在原材料的应用上，更加产品的性能要求，在满足适用性的基础上，尽量选用价格便宜、容易得到及各项成本较低的材料，其中包括材料本身的成本、材料加工成本、材料的再生利用率和利用率、材料使用过程中的经济性等。只有做到了机械设计材料选择和应用的适用性和经济性，机械设计才能得到可持续稳定的发展。
3.3机械设计中的材料应用必须重视绿色环保
随着社会经济的快速发展，工业程度的扩大，自然环境也遭到了严重损坏。很多机械设计生产原材料日趋短缺，造成市场竞争的恶化。经济与环境协同发展是每一个国家的共同目标，也是实现实现全球经济一体化的美好愿望。在机械设计阶段，就要优先选择低能耗、低成本、高效率、污染少的材料。重视绿色环保和资源的循环利用，不仅可以有效节约原材料和成本，减少不必要的能源耗费。
4.结束语
综上所述，机械设计材料的选择与应用是影响机械产品质量性能的关键因素，机械制造行业内外都应该予以一定的关注，相关机构加大对机械材料的研究，在提高机械设计生产技术的同时，开发更多高性能的绿化环保机械材料。在生产实践过程中不断总结创新，保证机械制造行业的可持续发展，促进国民经济水平以及社会现代化的进一步提高。