前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的機械設計材料選擇探討(3篇)，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：
機械設計需要考慮的問題很多，是一個產品具有先進性、適應性的依據和基礎。其材料的選擇也是在機械設計環節需要重點考慮的問題之一，本文重點分析了材料選擇的重要性，探討了材料具體選擇和應用，提出了經濟性、集約性與使用性能的兼顧統一的材料選擇建議。
關鍵詞：
機械設計；材料；經濟；使用
1引言
機械設備作為現代工業發展的重要標志，不斷改變著現代社會，實現人們生活、工作、學習的便利性，效率提升。機械設備的材料直接影響其工作的有效性，使用壽命等，是整個機械設計之初最為關鍵的問題，選擇恰當的機械工程材料，可以實現機械的正常工作。目前，國內標準件在生產和加工工藝上還是存在一定的問題，主要就是因為標準件的材料在熱處理等環節還存在一定的技術瓶頸，因此需要有國外的進口，由此可見材料在機械設備中的作用十分重要。在進行相關機械的設計時需要充分考慮一系列的綜合因素，實現材料選擇科學合理。
2材料選擇的重要性
隨著我國工業的發展，機械設備向著大型、微型的極限方向發展，其材料的重要性開始越發重要，由于國內的加工工藝的限制，很多機械在向著大型和微型方向發展的時候，出現了很多的問題，這些問題直接影響了機械設備工作性能，當機械材料強度達不到使用要求的時候，一些機械設備的工作范圍將大大縮小。同時隨著這些人們環境保護意識的不斷增強，大家開始更多關注機械設備在使用過程中對環境的影響，一些機械材料在使用的過程中可能對周邊環境產出影響，因此在選擇機械材料的時候需要進一步構建建材的環保性，降低機械材料對周邊操作人員的影響。
3材料具體選擇和應用
3.1實用性考慮
在進行機械設計機械材料選擇的時候，第一步需要考慮的就是材料的實用性，是否滿足機械工作性能的要求，需要更加機械設備需要承受的工作性能進行相應的材料處理，例如在材料的熱處理，加工切削，實現其內應力，硬度、韌性、表面粗糙度等方面的處理，以達到材料需要達到的基本要求。同一類零件在安裝在不同位置的時候，所承受的外向應力是不同的，需要對其進行的處理也是不同的，在選擇相關的材料時需要充分考慮其實用的具體情況。
3.2載荷的考慮
在相關機械設計中，需要對其承受的載荷進行有效計算[1]。這種計算的主要目的就是選擇合適承載能力的材料進行加工裝配，因為承載能力過強，材料的加工成本較大，選擇這一材料所需要付出的成本較大，不利于機械的成本降低，提高設備的價格競爭優勢，但是當選擇的承載能力相對較弱的時候，材料在機械設備中的使用將大大受到影響，其設備的使用壽命將大大降低，可能經常性的出現一些機械事故，影響機械的正常使用。因此在進行材料載荷的考慮時，需要重點關注相關載荷的估算，選擇與估算結論相匹配的材料，這樣才能實現經濟性和使用性的統一。
3.3環保性的考慮
實現機械設備的環保性是實現相關設備具有長期發展的決定因素，因為現代社會對環境保護的重視程度不斷提高，國家也加大對工業企業環保工作的管理力度，因為機械材料的熱處理等環節可能對周邊的環境產生影響，需要在進行機械設計的時候，刪去一些不必要的熱處理，這樣可以降低企業在進行熱處理過程中產生的環境影響，降低企業能耗，這些都是需要在進行機械設計的時候重點關注機械設備在材料上不必要的一些工藝流程，這樣可以達到環保性的考慮。
3.4低毒性的考慮
一些機械材料在使用的過程中可能產生一些對人體有害的物質，這樣直接影響機械設備操作者的身體健康。因此在進行機械設計的時候需要重點關注選擇材料的低毒性，例如鎳元素就是一種工業中有毒的金屬材料，在選擇的過程中需要避免這種金屬材料的選擇和應用，就算是必須使用這種有毒的金屬材料，需要在與人體產生接觸的區域進行有效表面處理，降低有毒金屬材料對操作人員的人生傷害。
3.5回收性的考慮
隨著現代集約化社會的發展，人們開始更加注重材料的可循環使用[2]。金屬材料在國內儲量相對是有限的，需要我們進行可循環的使用，然而不同金屬材料進行混合之后，再進行回收將出現一定的難度，由于現代材料學的研究發現，不同金屬元素的混合將出現不同硬度、韌性、耐磨性等特征，所以有更多的材料選擇的不同金屬元素的混合，以增強其使用性能。這樣也給材料的可循環使用帶來的麻煩，因此需要在進行材料選擇的時候，在沒有必須選擇混合金屬材料的時候，就需要單一金屬材料，這樣可以保證其今后的回收性。
4材料選擇和應用的建議
（1）兼顧經濟與使用性能的統一。機械設計的過程中，需要對設計的設備進行有效的估算，對其需要承受的載荷進行充分的推算，這些推算的結論為選擇材料的科學性、合理性提供必要的依據。因為材料性能遠遠超出使用上限的時候，將大大延長機械的使用壽命，造成材料選擇的浪費，企業在生產這種材料的時候成本將大大提高，需要考慮其材料的經濟性與使用性能的統一，只要滿足機械使用要求的材料性能即可，這樣可以大大降低材料的經濟成本，提高產品的市場競爭力。
（2）兼顧集約性與使用性能的統一。現代社會的集約化發展趨勢不斷明顯，需要企業也實現粗放型發展戰略的轉變，實現集約化的發展方式，其中的一個重要表現就是材料選擇需要體現集約化的要求，不選擇那些沒有實際應用性的性能，因為這些用不著的性能只能增加材料的加工、處理的成本，這樣就需要不斷在集約化發展的道路上考慮材料的使用性能保證。只要可以實現材料使用性能的有效保證，可以大大降低材料的加工、處理的集約化發展。省去、兼并多余的加工工藝。
5結語
機械設備已經成為現代社會中不可缺少的重要產品，提高了工作效率，降低了工作強度[3]。在設計環節中，機械材料的選擇是其實現其功能的基礎，因此在設計的過程中需要兼顧經濟性、集約性與使用性能的兼顧統一，實現材料選擇和應用的科學性、合理性。
作者：杜洪亮 單位：中航工業導彈院
參考文獻：
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第二篇：機械設計材料選擇研究
摘要：
社會經濟正在以迅雷不及掩耳之勢突飛猛進，機械設計的發展遠不能僅僅停留在原地，尤其是其中對材料的選擇與應用，這對于機械行業來說至關重要。從前，機械設計注重的是材料是否耐磨、是否抗壓、腐蝕性如何等等。但是，隨著經濟發展要求的變化，機械設計材料選擇在環保性、經濟性等方面也有了一定要求。因此，本文立足于此開展討論與分析。
關鍵詞：
機械設計；材料，選擇；應用
在城市化發展進程中，機械行業發揮了舉足輕重的作用，而機械設計是機械行業的重點內容。在機械設計中，選擇適當的材料，然后應用在適當的領域是一項基礎工作，但是對于整個機械行業來說起著重要作用。因此，機械設計一定要在材料的選擇與應用方面加強重視，這對于我國未來經濟發展產生重要影響。
一、機械設計材料選擇的重要性
全球經濟一體化快速發展，城市建設不斷加快，對于機械方面的要求就越來越高，在我國的國民經濟發展中，機械行業所占比重也在相應提高。但是，機械行業存在的原材料消耗問題、污染環境問題、不安全問題等阻礙著整個行業的發展，對我國發展持續性經濟產生不利影響，因此，機械設計在材料選擇與應用方面要不斷進步和改革，從科學的角度出發，提升材料選擇的實用性、經濟性和科學性。相關學者提出，機械設計在材料選擇的時候首先應該考慮的是合理性，在進行機械設計的時候，應該充分做好整機械的結構設計、功能設計，讓每一項機械原材料得到最有效的利用。
二、機械設計在材料選擇與應用方面應該重視的問題
（一）立足科學發展觀
機械設計在材料的選擇與應用方面首先應該立足科學發展觀。機械設計一方面要讓機械設備發揮最大使用功效，另一方面還要節約材料和能源，讓資源得到合理配置。只有科學地選擇材料和應用材料才能使機械材料與環境、社會、經濟協和發展，從而創造一個可持續發展的社會。
（二）注重環保性與節能性
機械設計在選擇材料的時候一定要考慮材料是否環保、是否節能。雖然我國經濟發展速度很快，但是其中存在的問題卻非常突出，例如資源消耗，能源浪費，環境污染，不可再生資源枯竭等等，這一系列負面影響對我國經濟長久發展極為不利。因此，機械設計未來發展方向一定要是節能環保的，再也不能以損害人類生存環境為代價。
（三）重視實用性與經濟性
機械設計材料選擇與應用的另一考慮因素就是實用、經濟。要想選擇最實用、最經濟的材料一定要對材料的特性、工藝充分了解。首先，考慮選擇材料的實用性，機械設計中要涉及到各種復雜的工藝，例如焊接、鑄造、切割等，而不同的工藝在材料性質方面具有不同的要求，如果其中一種材料需要進行多次加工和處理，那么，其他的工藝對此材料也必要達到要求，否則，整個機械設計的質量都會受到影響。其次，考慮選擇材料的經濟性，主要指的是進行機械設計的時候要注重原材料的成本，以及材料加工的成本。因此，對于機械設計來說，選擇材料的時候一定要選擇經濟實用的，從綜合的角度出發，進行科學合理的選擇。
三、機械設計中如何進行材料選擇與應用
（一）實用性材料
在機械設計中，材料的選擇以實用性為第一考慮要點。主要原因在于：第一，機械材料的主要作用就是滿足工藝生產的需要，例如需要進行材料的切割、鍛造等，因此，在選擇材料的時候要在其使用范圍選擇可操作的，這樣才能達到生產的目的。第二，零件不同所選擇的材料性能也有所不同，尤其是在材料的強度、韌性、耐磨程度方面存在差異，甚至還有些零件對外觀的要求比較嚴格。因此，機械設計材料選擇應用首先考慮的就是材料的實用性問題。
（二）載荷類型的材料
在機械設計過程中，有時候會出現材料用不了和達不到要求的現象，主要原因在于材料的外在負荷能力太弱。另外，還有的材料在機械正常運轉的情況下出現卡殼、抑制的情況，其實這也是由于負荷方面出了問題。
（三）消耗較低的材料
在很長一段時間中，機械設計的材料選擇在能源和資源消耗方面都較大，對社會、環境發展不利。因此，為了實現我國經濟社會的可持續發展，在選材方面要注重選擇一些耗能較低、污染較少的材料。首先，盡最大限度避免選擇一些需要進行熱處理的材料。原因在于，材料在進行熱處理過程中會導致材料壽命大大減短，影響其性能發揮。另外，還對社會環境造成污染。因此，機械設計選擇材料的時候盡量選擇進行熱軋或者冷軋的工藝處理方式。其次，如果實在難以避免材料的熱處理，這時選擇不需要多次進行處理的材料。在機械設計選材的時候選擇耗能較低的材料是促進機械行業持續發展的重要舉措。
（四）危害較少的材料
經濟發展步伐加快，人們生活水平提高，對于機械設計材料的要求也更高。在機械設計中，有一部分材料不僅對人體產生危害，對環境也會造成很大污染。因此，機械設計的材料選擇首先要進行監測，防止將有害材料應用于機械之中，從而對人體和環境造成危害。
（五）可循環利用的材料
機械設計中，應用的材料90%以上都是金屬的。金屬是一種非常有限的資源，所以，如果機械行業不能有效利用金屬能源，將影響未來的可持續發展。人類對于金屬材料的應用非常熱衷，比如，機械材料中鋼的種類就有100多種。因此，在機械設計中要注重材料的循環利用，避免資源浪費。
綜上所述，機械設計在機械行業中具有重要作用，材料選擇尤其應該受到重視，機械設計的材料選擇與應用一定要從行業、社會、經濟的可持續發展角度出發，一方面滿足經濟社會生產需要，另一方面要考慮材料的實用性、環保性、經濟性，減少社會污染、能源消耗。只有對材料性能進行綜合評估，才能滿足機械行業長遠發展。
作者：黃康貴 單位：廣東伊之密精密機械股份有限公司
參考文獻：
[1]李冠效,雷長貴.機械設計中的材料的選擇和應用解析[J].硅谷,2014,02:86-87.
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[3]賈愛華.關于機械設計中的材料的選擇應用[J].化工管理,2015,14:120.
第三篇：化工機械設計材料選擇及應用
摘要：
化工生產過程中，化工機械的性能直接決定了生產的產量結果。而化工機械設備的材料，決定了化工機械設備的性能。因此，在化工機械設計過程中，適當選擇材料并科學應用具有重要意義。本文通過對化工機械設計中的材料選擇及應用進行分析，以期提升化工機械設計水平，滿足機械設備運行需求。
關鍵詞：
化工機械；設計材料；選擇；應用
化工設備工作時，經常被放置在相對而言較為封閉的環境中，所以，選擇哪種優質材料，并通過哪些技術方式避免化工設備發生腐蝕現象，是急需解決的問題。而且在國家大力倡導節能減排的形勢下，要在選擇材料時，將節能和環保結合起來，做到資源節省、綠色環保。只有這樣才能提高化工機械的工作能力，為化工工程項目帶來一定優勢。
1化工機械材料的選擇
1.1載荷型
載荷型材料在化工機械中，通常用在以下兩種情況：當零件受到外部力量的作用時，機械材料表面的承力性能決定了各零件之間的作用效果。如果機械材料在實際工作中需承受很大的作用力，那么在選擇機械材料時，應該考慮使用低碳鋼滲碳的方式加工材料；當外部作用力均勻的作用在零件表面時，由于一些材料能夠在擠壓或拉伸時仍然受力均衡、性能穩定，所以，在化工機械設計中材料的選擇上，要考慮那些可以將力均衡分布的材料。[1]這樣做，才能確保機械在工作中的工作效果。
1.2碳素鋼與合金鋼
機械設計材料中，碳素鋼因其性能穩定、經濟實用等優點而廣泛使用。但是它也存在缺點，那就是柔韌性不高、強度不夠。而且個頭稍微大一點兒的碳素鋼不能被完全使用。實際操作過程中，通常在碳素鋼中添加一定的合金，這樣就出現了合金鋼。合金鋼不僅耐磨性能上升，而且一改碳素鋼韌性和強度上的缺點，為機械設計材料提供了可行選擇。當然，合金鋼的使用有它的特定情況，即零件橫截面和材料載荷力達到一定強度時，才能使用。一般情況還是使用碳素鋼。這樣依據不同情況，使用不同材料，能為企業節約一定資金成本。
1.3可回收和循環利用
化工機械材料的選擇中，金屬材料是比較重要的一個選項。但是金屬材料又分為很多種，其中鋼材已達一百余種。這就造成分類上的困難，并且給回收利用也帶來一定的難度。所以機械設計材料選擇時，可以使用單一合金，成分單一的話，就容易被分類。而且可以提高零件的回收和利用。
1.4機械材料零件的制作工藝
根據化工機械材料零件的制作工藝的不同，會選擇到不同的材料。不同的制作工藝，對材料有不同要求。焊接時，要看材料是否擁有很好的抗壓性；鑄造時要看材料是否便于鑄造；切削時要看材料是否容易切削等。這都要以制作方法的要求來選擇材料。
2材料的應用
2.1使經濟性和實用性相結合
材料，在實際應用的過程中一定要注意必須結合材料所適用的制作工藝，因為不同的制作工藝對材料的要求是不同的。另外，還要在滿足制作工藝的要求下對成本加以控制。根據企業自身的經濟能力，對成本進行控制，為企業節省一部分開支。既經濟又實用，這是材料應用發揮最大效果的情況。所以，怎樣將經濟性和實際性二者進行很好的結合，是機械設計材料選擇應該考慮的問題。
2.2參照零件的制作工藝
不同的制作工藝，對材料的要求是不同的。比如熱處理工藝，操作時要考慮材料是否容易淬透。零件是組成機械的最小單位。在制作零件時，不僅要考慮零件成本的高低，還要確保零件的工作性能。[2]零件一旦沒有良好的性能，就可能造成其他意外效果的發生，影響整個設備的工作效果。所以選材時，一定要著重于零件的性能，其次還得控制成本的高低。
2.3做好防腐保護
化工設備，在工作環境中與空氣和空氣中的水汽會發生化學反應，這導致化工設備極其容易出現腐化，這在日常生活中是經常發生的，并對整個設備都會造成很大危害。而且一旦發生腐蝕，設備的外觀和內部性能都會發生變化，嚴重時還會影響化工工作的完成度。這就要求在具體使用材料的時候，要選擇防腐性能好的材料。最好是盡量用金屬性質的材料。并根據設備的具體情況，在設備外層涂抹一層防銹漆，隔絕空氣和水汽，保護材料和設備不發生腐化。在設計中，盡可能不給水汽淤積在設備上的機會。在保證設備具有好的防腐性能的同時，還要注意設備的運行是否穩定，確保運作的連續性，避免腐蝕情況影響整個工作的開展。在實際工作中，要及時檢查、及時發現腐化現象，并且及時處理。腐化發生時，一定要徹底將腐化物清理出去。
2.4強調節能性和環保性
毫無疑問，經濟的發展肯定是需要付出一定的代價的，我國經濟發展也不例外。經濟的發展，往往造成各類資源的不斷挖掘和不斷開采，帶來一些不可逆的后果。目前，資源和能源的使用量和浪費情況越來越多。[3]不可再生資源和稀缺能源難再生成。而化工機械設計材料中，常常用到的就是稀缺性材料。在這種情況下，選擇化工機械材料時，更要將節能考慮在內。另外，化工行業在施工作業中，會出現污染的情況，針對這種情況，也要優先考慮環保問題，將眼光放的長遠一些。不能只看眼前的經濟利益，還要將整個行業的未來考慮在內，做到并做好節約資源和原材料，不要出現浪費情況。
3結語
通過加強化工機械設計中的材料選擇及應用研究，能夠大大提升化工機械設計的質量和綜合水平，對于促進化工機械在生產過程中的應用具有重要意義。因此在未來的發展過程中，應當加強材料的選擇研究，并將材料應用到對應的機械設計中，滿足機械設計需求，保證機械設計的科學性與環保性。
作者：韓艷敏 單位：焦作市絡德化工機械有限公司
參考文獻：
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