张兆峰

青岛华拓科技有限公司

化工机械设计中材料的选择探讨

张兆峰

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随着社会生产力的发展，化学工业的生产进入到一个全面发展时期。材料的选择和使用是属于其基本内容之一，会对机械行业的整体发展产生重要影响。石油化工设备的设计中，其材料的选择会对设备质量造成极大的影响。因此，在化工机械设计过程中，选择优质且合适的材料至关重要。基于此，文章就化工机械设计中材料的选择进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好的促进化工机械设计水平的提升。

化工机械设计；材料选择；措施

1.机械设计选材的重要性

机械行业在我国发展速度逐渐提升，大规模的生产使得原材料的消耗量也在不断加大，原材料的选用对机械生产质量、机械性能、机械使用寿命的影响非常大。原材料作为机械的主体，在机械设计环节中，就需要针对选材方面做好相应的计划与方案。而在如今资源损耗量越来越大的环境中，可使用资源已经呈逐渐减少的状态发展，机械生产又是有着大量资源消耗的特点，原材料供不应求的局面直接制约了机械事业发展。如何才能够保证选材适当，首先要对机械产品生产后的使用性能、用途、范围等进行综合考虑，并结合实际需要进行机械原理设计，其中新型材料的选用就是考虑内容之一。

2.机械设计中材料的选择和应用

2.1 实用性机械材料的选择

应用实用性材料是促进机械生产后可被全面投入使用以及是使用价值高的关键，因此在材料选择过程中，对材料的实用性应加强考虑。机械生产过程中，每一个加工环节都会涉及到材料的使用，而对材料的选择则需要根据工艺要求以及生产需要进行材料特征、材料性质等方面的考虑，要保证材料特性能够与铸造、焊接等工艺要求相符，确保每一种零件加工都能与设计要求完全相符，同时机械产品生产对外观的要求也比较严格，因此，零件加工前就要对加工材料的强度、硬度、耐磨等性能综合考虑，并结合外观加工需要，选择合适的材料。

2.2 载荷类型机械材料的选择应用

材料失效情况在机械设计加工中是比较常见的现象，而这种情况的发生也会对机械企业造成一定的经济损失。材料失效会导致机械生产过程中断，也会导致机械生产后的使用过程中机械结构无法正常运行，根据对材料失效的原因研究发现，绝大部分失效的材料其负荷能力都非常低，不符合材料应用要求，因此在机械设计中材料的选择与应用要对材料的荷载能力采用相关的实验手段进行测算，材料荷载能力保证与设计要求、使用要求完全吻合的情况下，才可投入使用。

2.3 低消耗机械材料的选择应用

我国可持续性发展战略应用在各行各业，对于机械设计来讲，可持续性发展就必须保证设计选材和应用的低消耗、无污染特性。在机械设计中，对材料的加工处理也需要注意低消耗和环保方式和方法。在机械加工处理工种，热处理是目前对机械材料使用寿命和性能损坏影响最大的加工工艺，而且这种加工工艺还会对环境造成重大污染。所以尽量规避热处理加工工艺，在机械设计中可选择冷、热轧状态下材料性能发挥较好的材料。如果无法避免热处理加工，则选用处理流程简便的材料，这样就可以降低消耗和减小污染。

2.4 合金钢与碳素钢

目前，在机械设计中，碳素钢是属于常用的材料之一。该材料在加工方面，其工艺高，最主要的是价格亲民，但在运用角度上，对机械设计还是有局限性的。其强度弱、韧性不理想，使得无法在中等形状或大于中等形状相关零件中投入使用。而相关研究人员为了更好地对该缺点进行弥补、处理，则就在其中加入了一些合金元素，成为“合金钢”，这在某种程度上对材料的强度和韧性进行提升，产生了渗透性的效果，还在材料的耐磨性方面有了一定加强。通常状况下，为了对零件淬火、后有破裂纹的现象进行预防，需对合金钢给予适宜选取。因为这可以降低资源浪费度，还可以让零部件在某种状况下具有一定保障。

3.在化工机械的设计过程中材料选择的注意事项

3.1 经济性与实用性相结合，合理应用机械材料

针对化工机械设计材料的运用，首先要遵循经济性与实用性相结合的原则，为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一，需要充分考虑到两个方面的内容。

一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准，机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类，如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等，不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的，比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征，因此，在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。

二是需要强调材料应用中的经济性，在化工机械设计过程中，在保障各项材料符合工艺要求的前提之下，科学合理地对材料加工成本进行有效的控制，从而为后续工作的顺利开展奠定基础。

3.2 环保性与节能性相结合，减少机械材料的损耗

针对化工机械设计材料的运用，需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则，从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展，不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾，如果一味地追求经济效益，势必会给社会的发展带来不利的结果，因此，对于化工机械设计材料的选择，不仅要考虑到对环境的保护，也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中，做到环保性与节能性的统一，有利于促进我国生态环境社会的发展和建设，也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说，在机械设计铸件的环节中，就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题，在环保观念下尽可能地合理使用材料，在最大程度上节约原材料和成本，减少不必要的能源消耗，从而做好化工机械设计工作。

综上，化工生产中其设备是保证整个生产的基本要素。而设备的质量对生产安全、生产效益等多个方面都具有一定的影响。因此，在机械设计中，对材料的选择与应用都需要认真考虑，以实用性强、载荷性强、低消耗、无害、可回收的机械材料为主选材料，更好的实现材料节约利用、有价值应用。

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