刘铭山

摘 要：现阶段我国的工业现代化得到了快速发展，机械工程设计也在这其中有了跨越式的进步。但与此同时，在机械设计材料的选择和应用上出现了过度消耗的问题，很多材料都有不同程度的资源缺乏，甚至出现了供应不了机械设计需要的情况。所以必须要积极开发新资源，还要以可持续发展为理念多选择和应用那些环保型的材料。基于此，文章首先分析了机械设计选材的重要意义和需要注意的事项，然后重点分析了各种机械设计中材料的选择和应用，希望通过文章的分析，能够对相关工作提供参考价值。

关键词：机械设计；材料选择；可持续性发展

机械设计中很重要的部分就是材料的选择和应用，它的优劣将直接作用于机械设计的质量和功能，现阶段正处于资源缺乏之中，所需要使用到的材料就成为了关注的重点。可持续发展已经成为我国的发展国策，所以在机械设计中材料的选择和应用也要遵从此原则，在保证材料质量的前提下，那些经济性、环保型的新型材料是最佳选择。总之，在机械设计达到标准的情况下，以可持续发展为导向，才可称得上是机械设计的科学选材和应用。

1 机械设计选材的重要意义

在经济社会不断发展下，我国用于各项建设的机械化规模日益扩大，机械工程行业在我国的经济发展中所发挥的作用越来越大。其实现了跨越式的发展，使我国各项事业的经济效益获得了持续增长，为我国的经济发展注入了更多的原动力。但是机械行业的大发展也造成了机械材料耗费资源的问题，现阶段我国的机械设计材料存在消耗过度的问题，已经很难满足机械设计加工的生产需要。所以为了能够得到持续的发展，在机械设计材料的选择上要更为经济、环保才行，这也是时代发展的要求。

机械设计材料的选择和应用要更加科学合理，每一种材料资源都要得到最大化的利用，还要对机械设计结构、功能有一个综合的评估，然后运用现有条件，选择科学合理的机械设计材料来满足机械工程的应用要求。

2 材料的选择和应用所需要注意的方面

2.1 注重选材的经济性与适用性

材料的适用性和经济性是最应该优先考虑的。相关设计人员应首先对设计中所能够涉及到的各类工艺进行一个全面的了解和研究，再结合实际设计需求选择性价比最高的经济适用的材料，使材料的使用价值能够得到最大化的发挥，使材料和设计的要求相契合，并在设计中将其功能完全的发挥出来。诸如，在机械铸造工艺中要保证材料良好的吸气性、收缩性、偏折性和流动性；而在锻造工艺中则要求材料必须具备较好的冲压性、可锻性、冷镦性和断后冷却性。每种材料所具备的特性是不同的，这就为机械设计工艺提供了多种选择，在不影响工艺要求的情况下，将工艺需要材料的各种特性掌握到位，科学合理的选择材料才能保证机械工程持续、健康发展的根本。设计材料的适用性得到了最大化满足的同时还要考虑材料的经济性。做到质量合乎标准规范，价格经济实惠。能够循环使用的机械材料，应尽量的循环使用，这样能够减少资源消耗，节约设计成本，提高经济效益。

2.2 注重选材的节能性和环保性

节能环保已经是现阶段时代发展的必然选择了，不断发展的社会经济，使人们的生活水平得到了大幅度提高，但也带来了资源的消耗和短缺，资源的频频告捷，使人们对环境保护重视起来，也随着发展而深入人心。作为环保问题的关键要素，环境破坏与资源消耗成为了人们关注的重点，要想实现可持续发展，控制生产过程中的过度消耗是必不可少的环节。所以材料的节能性和环保性对我国的机械化发展很重要。相关的设计人员要秉承着可持续发展的理念，在满足了设计要求的情况下，选择那些低能耗、低污染的材料，做到科学的设计、合理的选材，减少不可再生资源的利用，使资源利用得到高效的发展。

2.3 选材的可持续性发展

可持续发展是贯穿于整个机械设计选材中的，要从设计本身出发，将材料的潜力最大化的发挥出来，最终应用设计中。

3 机械设计中材料的选择和应用

机械设计中，对于材料的选择和应用不但要满足设计的要求，还要考虑材料的特性、功能和资源供应能否持续上。具体阐述如下。

3.1 实用性机械材料的选择应用

实用性是机械设计中材料选择应该先考虑到的。设计中，材料的应用通常需要根据设计工艺指标进行合理铸造、加工、切削、热处理等。而这些工艺对材料的特性要求比较高，材料必须满足工艺的要求，进而保证零件加工能够符合设计要求。在加工零件时，材料的强度和耐磨性能是必须要考虑到的，并且很多时候外观上的材料在加工后都有一定的特殊要求，这就要求材料能够满足加工的要求。

3.2 载荷类型机械材料的选择应用

机械设计加工时，机械材料会有失效的情况存在，在机械零件被应用到工作中时，也有可能会产生抑制失效问题，之所以会有这样的问题出现，主要是因为设计时所选择的材料在负荷能力上存有偏差，要想达到机械设计的有效应用，材料的选择应用极为关键。选择的材料要具备一定的荷载能力，还要依照设计的要求，价比高、荷载能力强的材料才是设计的首选。

3.3 低消耗机械材料的选择应用

现阶段可持续发展已然成为一项基本国策，并被广泛应用到各项事业的建设中。从机械设计的角度来看，要实现可持续发展，设计时所选择和应用的材料要具备低消耗、无污染的特性。在材料的处理上也要采用低消耗的环保方法。热处理是机械加工中经常会使用到的工艺，它对于材料的使用寿命和性能损坏最为严重，它还能是破坏环境的杀手。尽量减少使用热处理，在冷、热轧状态下材料性能发挥较好的材料是机械设计的理想选择。如若热处理无法避免，可以选择那些处理流程简单易操作的材料，也能够起到减少消耗，降低污染的效果。

3.4 无害机械材料的选择应用

用于机械设计加工的材料很多都带有一定的危险元素，如Ni元素。它们除了会对环境造成污染外，还是伤害人身体的极大的安全隐患。所以在材料的选择上要特别注意材料的检测，防止有害材料夹杂在里面，使用到机械设备中。

3.5 可回收机械材料的选择应用

用金属制成的零件在机械设计中占有不小的比重，但是金属属于稀有物质，产量不多，在过去的机械设计应用中已有很大的消耗，越来越少，这也在一定程度上影响了机械化的持续发展。钢材在机械设计中也是应用极为广泛的，但是其类型比较多，不好回收。可持续发展的原则下，应以那些可回收循环利用的机械加工材料为最佳的材料选择对象。

4 结束语

通过文章的分析使我们充分的了解到在我国的科学大发展大繁荣的背景下，我国的工业机械化程度在不断深化，取得了一个又一个的成就，但我们也应该清楚的看到另有一些问题相伴而生，其中就有机械材料的过量消耗和浪费。这种消耗和浪费不利于机械行业的可持续发展，必须进行有效地抑制，要做到这一点就要科学合理的选择和应用材料。在经过研究和分析设计的要求和材料的自身特性后，科学的选择和应用那些经济性、无污染、安全环保的新型机械加工材料，才能够实现机械行业的可持续发展，也是必然的发展趋势。

参考文献

[1]周玉丰，张帆.机械设计中材料的选择和应用分析[J].河北农机，2014（12）：49.

[2]李冠效，雷长贵.机械设计中的材料的选择和应用解析[J].硅谷，2014（2）：86-87.

[3]刘秀霞.基于机械设计中材料的选择和使用分析[J].中国机械，2015（8）.