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[摘 要]本文主要分析了机械设计中材料的选用原则，简要介绍了材料选择的现实意义，分析了几种机械设计中的常用材料。
[关键词]机械设计 常用材料 材料选择
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0119-01
前言
现阶段我国的经济建设迅速发展，各行业对于机械设备的要求也越来越高，这些极大地促进了机械行业的发展。机械设计是整个机械行业的基础，其中对于材料的使用和选择则是其中的重点和难点。本文对材料选择原则的阐述，为机械设计质量提供了保证。
1、机械设计中材料选择的意义
现在的机械设备已经成为生产和生活中必不可少的物品，同时人们对于机械设施的要求也开始逐渐提升，特别是对于机械设计的功能以及质量方面的要求。各种材料是组成机械设备的基础，材料的选择合理性，使用的科学性都是关系到机械设备性能质量的关键问题，所以在机械设计中必须要做好材料的选择和使用工作，这样不但可以保证选择的材料具有合理性，也可以保证材料的环保性以及经济性，才能保证机械行业的快速发展[1]。
2、机械设计中的常用材料
2.1高分子材料
随着科学技术的不断发展，高分子材料也开始出现在人们的日常生活中。高分子材料有着自己独特的优势，在机械设计中的比例也开始增大。高分子材料的主要应用领域是合成纤维和塑料，它的优点是延展性强、来源广泛，特别是在其生产加工中使用的能源较少，得到了设计者的喜爱。但是其由于其难以降解而产生了大量白色垃圾。在现阶段，由于人们对环保的重视，导致人们对于普通塑料的热情有所降低，更加符合环保要求的高分子材料才能更好满足设计要求。
2.2金属材料
在机械设计中，最为常用的材料就是金属材料，是机械设计行业的主要材料。金属材料的强度和韧性更加符合机械设计的要求，同时金属材料的制造成本较低，可以大量使用。另外金属材料还可以按照需要加入各种其他元素，成为合金材料，其性能更加优良，应用的范围也更加广泛，很多的金属零件都需要使用合金材料。
2.3陶瓷材料
陶瓷材料的主要成分是硅，它的优点很多，主要为耐腐蚀、硬度高，但其密度较低。在一些需要良好密封的设计中也可以使用陶瓷材料，密封性非常好[2]。但是它本身的缺点也很明显，韧性差、易碎，同时其制造成本相对较高，这些都限制了陶瓷材料在设计中的使用。
2.4复合材料
复合材料是使用两种或者两种以上材料使用物理或化学的方式结合在一块的特殊材料。这种材料通常会兼具两种材料的使用优势，所以在设计更加复杂的设备中通常应用的较为广泛。复合材料分为非金属材料和金属材料两种。
3、机械设计材料选择和使用原则
3.1尽可能选择低耗能、低污染的材料
现在的生态环境日趋恶劣，导致世界各国越来越重视节能和环保问题。为了保护环境，在机械设计中应优先选择那些既节能又环保的材料，这是顺应时代发展的大趋势。我国现阶段虽然取得了很多经济建设的好成绩，但不可否认的是我们是以消耗大量资源为前提和代价的。这些消耗损害了我们的生态健康，同现在提倡的绿色发展观是背道而驰的。随着我国各种能源的大量消耗和肆意开采，资源短缺问题也开始成为困扰我们经济发展的关键问题了。能源的消耗还带来了环境的破坏，灾难性气候的出现频率也逐渐增加。综上所述，在进行机械设计时，必须要考虑环保和节能两个重要因素的影响，在机械设计中最好选择低耗能、低污染的材料。
选择低耗能、低污染的材料可以在最大程度上减少能源消耗和污染，具体措施为：一是尽可能选择不需要使用热处理工艺就能满足要求的材料；二是如果必须使用热处理工艺，应尽量使用热处理工艺最少的材料。
3.2对材料载荷进行合理评估
在进行机械设计时需要对预计使用的材料进行载荷评估，选出载荷水平更高的材料，也可以对材料进行后期处理，以进一步提升材料的载荷水平。
3.3選取无害化地材料
有些材料中包括一些有毒元素，如铅、砷以及六价铬等，这些元素如果进入人体将会产生不同程度地毒副作用，即使在加工制造中也应佩戴好防护工具一防止安全事故的发生[3]。这些材料使用在设计中，会把有毒元素释放到周边环境中。不但污染环境，长期使用也会给人体带来影响。所以在设计中尽量选择无毒害的材料，在使用有毒材料时必须慎重。
3.4机械设计中材料选择其他原则
一是材料的选择和使用必须实现可持续发展。可持续发展是各行业生存发展的具体要求，是每个行业都应遵循的原则。在机械设计中也不例外，在材料的选择中，应该在保证机械设备需要的基础上，尽量选择那些可以循环使用的材料，让该种材料的使用可以长期地进行下去，为实现机械设计行业的节能、环保以及可持续发展而做出积极的贡献
二是材料的选择和使用必须重视其经济性。材料的实用性和经济性一般由材料的制造工艺和自己的特性决定，所以在选择材料时应该多方面考量，首先是材料必须满足其经济性要求。在选择材料时，不但要满足其设计的功能要求，还要考虑其材料的制造工艺，将材料成本和制造成本尽量压缩。其次是材料必须满足其实用性要求。由于机械设计中各部件的制造工艺繁多，如常用的焊接、锻造、铸造等工艺，而每一种工艺对于材料都有着特殊的要求。另外每种材料还需要经过很多工序才可以成型，所以在进行选择材料时还要求材料能够满足工艺方面的规定，防止出现产品质量事故。
4、结束语
由于我国工业的高速发展，国内的机械设备越来越多。为了提升机械设备的使用安全和质量性能，必须按照材料的选用原则多方面考量，保障人民生产、生活的健康和安全。
参考文献
[1]刘战强，贺蒙，赵建.机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J].中国机械工程，2015，26（03）：403-413.
[2]李磊，汪永超，唐雨，刘晓晨，叶雷.基于模糊层次分析法的机械材料选择[J].组合机床与自动化加工技术，2015（11）：8-12.
[3]钟群鹏，有移亮，张峥，吴素君，骆红云.机械装备构件轻量化主要技术途径的探讨[J].机械工程学报，2012，48（18）：2-6.
[关键词]机械设计 常用材料 材料选择
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0119-01
前言
现阶段我国的经济建设迅速发展，各行业对于机械设备的要求也越来越高，这些极大地促进了机械行业的发展。机械设计是整个机械行业的基础，其中对于材料的使用和选择则是其中的重点和难点。本文对材料选择原则的阐述，为机械设计质量提供了保证。
1、机械设计中材料选择的意义
现在的机械设备已经成为生产和生活中必不可少的物品，同时人们对于机械设施的要求也开始逐渐提升，特别是对于机械设计的功能以及质量方面的要求。各种材料是组成机械设备的基础，材料的选择合理性，使用的科学性都是关系到机械设备性能质量的关键问题，所以在机械设计中必须要做好材料的选择和使用工作，这样不但可以保证选择的材料具有合理性，也可以保证材料的环保性以及经济性，才能保证机械行业的快速发展[1]。
2、机械设计中的常用材料
2.1高分子材料
随着科学技术的不断发展，高分子材料也开始出现在人们的日常生活中。高分子材料有着自己独特的优势，在机械设计中的比例也开始增大。高分子材料的主要应用领域是合成纤维和塑料，它的优点是延展性强、来源广泛，特别是在其生产加工中使用的能源较少，得到了设计者的喜爱。但是其由于其难以降解而产生了大量白色垃圾。在现阶段，由于人们对环保的重视，导致人们对于普通塑料的热情有所降低，更加符合环保要求的高分子材料才能更好满足设计要求。
2.2金属材料
在机械设计中，最为常用的材料就是金属材料，是机械设计行业的主要材料。金属材料的强度和韧性更加符合机械设计的要求，同时金属材料的制造成本较低，可以大量使用。另外金属材料还可以按照需要加入各种其他元素，成为合金材料，其性能更加优良，应用的范围也更加广泛，很多的金属零件都需要使用合金材料。
2.3陶瓷材料
陶瓷材料的主要成分是硅，它的优点很多，主要为耐腐蚀、硬度高，但其密度较低。在一些需要良好密封的设计中也可以使用陶瓷材料，密封性非常好[2]。但是它本身的缺点也很明显，韧性差、易碎，同时其制造成本相对较高，这些都限制了陶瓷材料在设计中的使用。
2.4复合材料
复合材料是使用两种或者两种以上材料使用物理或化学的方式结合在一块的特殊材料。这种材料通常会兼具两种材料的使用优势，所以在设计更加复杂的设备中通常应用的较为广泛。复合材料分为非金属材料和金属材料两种。
3、机械设计材料选择和使用原则
3.1尽可能选择低耗能、低污染的材料
现在的生态环境日趋恶劣，导致世界各国越来越重视节能和环保问题。为了保护环境，在机械设计中应优先选择那些既节能又环保的材料，这是顺应时代发展的大趋势。我国现阶段虽然取得了很多经济建设的好成绩，但不可否认的是我们是以消耗大量资源为前提和代价的。这些消耗损害了我们的生态健康，同现在提倡的绿色发展观是背道而驰的。随着我国各种能源的大量消耗和肆意开采，资源短缺问题也开始成为困扰我们经济发展的关键问题了。能源的消耗还带来了环境的破坏，灾难性气候的出现频率也逐渐增加。综上所述，在进行机械设计时，必须要考虑环保和节能两个重要因素的影响，在机械设计中最好选择低耗能、低污染的材料。
选择低耗能、低污染的材料可以在最大程度上减少能源消耗和污染，具体措施为：一是尽可能选择不需要使用热处理工艺就能满足要求的材料；二是如果必须使用热处理工艺，应尽量使用热处理工艺最少的材料。
3.2对材料载荷进行合理评估
在进行机械设计时需要对预计使用的材料进行载荷评估，选出载荷水平更高的材料，也可以对材料进行后期处理，以进一步提升材料的载荷水平。
3.3選取无害化地材料
有些材料中包括一些有毒元素，如铅、砷以及六价铬等，这些元素如果进入人体将会产生不同程度地毒副作用，即使在加工制造中也应佩戴好防护工具一防止安全事故的发生[3]。这些材料使用在设计中，会把有毒元素释放到周边环境中。不但污染环境，长期使用也会给人体带来影响。所以在设计中尽量选择无毒害的材料，在使用有毒材料时必须慎重。
3.4机械设计中材料选择其他原则
一是材料的选择和使用必须实现可持续发展。可持续发展是各行业生存发展的具体要求，是每个行业都应遵循的原则。在机械设计中也不例外，在材料的选择中，应该在保证机械设备需要的基础上，尽量选择那些可以循环使用的材料，让该种材料的使用可以长期地进行下去，为实现机械设计行业的节能、环保以及可持续发展而做出积极的贡献
二是材料的选择和使用必须重视其经济性。材料的实用性和经济性一般由材料的制造工艺和自己的特性决定，所以在选择材料时应该多方面考量，首先是材料必须满足其经济性要求。在选择材料时，不但要满足其设计的功能要求，还要考虑其材料的制造工艺，将材料成本和制造成本尽量压缩。其次是材料必须满足其实用性要求。由于机械设计中各部件的制造工艺繁多，如常用的焊接、锻造、铸造等工艺，而每一种工艺对于材料都有着特殊的要求。另外每种材料还需要经过很多工序才可以成型，所以在进行选择材料时还要求材料能够满足工艺方面的规定，防止出现产品质量事故。
4、结束语
由于我国工业的高速发展，国内的机械设备越来越多。为了提升机械设备的使用安全和质量性能，必须按照材料的选用原则多方面考量，保障人民生产、生活的健康和安全。
参考文献
[1]刘战强，贺蒙，赵建.机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J].中国机械工程，2015，26（03）：403-413.
[2]李磊，汪永超，唐雨，刘晓晨，叶雷.基于模糊层次分析法的机械材料选择[J].组合机床与自动化加工技术，2015（11）：8-12.
[3]钟群鹏，有移亮，张峥，吴素君，骆红云.机械装备构件轻量化主要技术途径的探讨[J].机械工程学报，2012，48（18）：2-6.