黄 斌

身份证号码：421022198010167415

化工机械设计中的材料选择及应用研究

黄 斌

身份证号码：421022198010167415

化工生产过程中，化工机械的性能直接决定了生产的产量结果。而化工机械设备的材料，决定了化工机械设备的性能。因此，在化工机械设计过程中，适当选择材料并科学应用具有重要意义。而且在国家大力倡导节能减排的形势下，要在选择材料时，将节能和环保结合起来，做到资源节省、绿色环保。本文通过对化工机械设计中的材料选择及应用进行分析，以期提升化工机械设计水平，从而为以后的具体工作提供具体的参考。

化工机械；设计材料；选择；应用

1、化工机械设计中的材料的选择和应用的重要意义

随着工业化进程的加快，用于机械设计的许多材料成了稀缺资源，机械设计中的材料的越来越大的需求同原材料的稀缺成为日益突出的矛盾，社会发展各种需求同机械设计争发展空间、争资源的现象日益凸显，由于为满足人们日益增长的物质文化需要和消费水平提高的需要，机械设计的材料的选择和应用空间进一步被压缩，在这样的条件下，机械设计中的材料的选择和应用应该坚持经济性、适用性、绿色环保和可持续发展，充分利用有限的资源，做好机械设计材料的选择和应用，进而进一步做好机械设计工作，为机械行业的可持续发展做出应有的贡献

2、化工机械设计常用的材料

2.1 金属

金属材料是在众多工程材料中使用的最广泛的一种，据有关报道统计，所有机械产品中金属材料占比达到92%以上。这与金属材料本身的性质关系较大。金属材料：硬度高，外力承受阈值较大，不易变形；强度高，在结构中能承受较大的内力，相应稳定性和持久性都会增加；类多样，多样化的金属材料单质和合金能够适用于各种不同工况不同条件下的性能要求，尤其是合金；价格便宜。

2.2 陶瓷

陶瓷材料的主要成分事氮化硅和碳化硅。这种材料的优点包括硬度高、耐腐蚀性好、密度教低、有较好的抗压性。主要缺点是易断裂，价格贵。目前对陶瓷材料应用比较多的是密封零件的制作。

2.3 高分子

在机械设计中多用的高分子材料主要是指塑料和合成纤维。这种材料的特点有：来源丰富，甚至可以从天然气中提取；密度小，适用于需要轻型材料的设计要求；能源消耗低；延展性较好，可塑性强。

2.4 复合材料

所谓复合材料，是指通过物理和化学手段将两种以上不同材料组构成一种新材料，分为金属和非金属两种。金属材料包括各种合金，金属丝。非金属材料有橡胶，陶瓷、新型树脂、玻璃纤维、碳化纤维等。复合材料往往可以满足不同的工艺要求。

3、材料的应用

3.1 使经济性和实用性相结合材料

在实际应用的过程中一定要注意必须结合材料所适用的制作工艺，因为不同的制作工艺对材料的要求是不同的。另外，还要在满足制作工艺的要求下对成本加以控制。根据企业自身的经济能力，对成本进行控制，为企业节省一部分开支。既经济又实用，这是材料应用发挥最大效果的情况。所以，怎样将经济性和实际性二者进行很好的结合，是机械设计材料选择应该考虑的问题。

3.2 参照零件的制作工艺

不同的制作工艺，对材料的要求是不同的。比如热处理工艺，操作时要考虑材料是否容易淬透。零件是组成机械的最小单位。在制作零件时，不仅要考虑零件成本的高低，还要确保零件的工作性能。零件一旦没有良好的性能，就可能造成其他意外效果的发生，影响整个设备的工作效果。所以选材时，一定要着重于零件的性能，其次还得控制成本的高低。

3.3 做好防腐保护

化工设备，在工作环境中与空气和空气中的水汽会发生化学反应，这导致化工设备极其容易出现腐化，这在日常生活中是经常发生的，并对整个设备都会造成很大危害。而且一旦发生腐蚀，设备的外观和内部性能都会发生变化，严重时还会影响化工工作的完成度。这就要求在具体使用材料的时候，要选择防腐性能好的材料。最好是尽量用金属性质的材料。并根据设备的具体情况，在设备外层涂抹一层防锈漆，隔绝空气和水汽，保护材料和设备不发生腐化。在设计中，尽可能不给水汽淤积在设备上的机会。在保证设备具有好的防腐性能的同时，还要注意设备的运行是否稳定，确保运作的连续性，避免腐蚀情况影响整个工作的开展。在实际工作中，要及时检查、及时发现腐化现象，并且及时处理。腐化发生时，一定要彻底将腐化物清理出去。

3.4 强调节能性和环保性

毫无疑问，经济的发展肯定是需要付出一定的代价的，我国经济发展也不例外。经济的发展，往往造成各类资源的不断挖掘和不断开采，带来一些不可逆的后果。目前，资源和能源的使用量和浪费情况越来越多。不可再生资源和稀缺能源难再生成。而化工机械设计材料中，常常用到的就是稀缺性材料。在这种情况下，选择化工机械材料时，更要将节能考虑在内。另外，化工行业在施工作业中，会出现污染的情况，针对这种情况，也要优先考虑环保问题，将眼光放的长远一些。不能只看眼前的经济利益，还要将整个行业的未来考虑在内，做到并做好节约资源和原材料，不要出现浪费情况。

3.5 材料的选择应考虑零件使用要求

一般而言，机械零件失效的最常见原因就是外载荷的施加，因此，材料选择过程中必须考虑材料的载荷性能与成品零件将承受的载荷特征的匹配度，并以此作为选择的标准之一。一般来讲，天然适用多项要求的材料较少，材料选择过程可以综合考虑加工手段使用提高材料性能的前提，比如对金属材料进行热处理等。

4、结束语

综上所述，在化工机械设计中，材料应用的工作具有着不可替代的重要地位。本文指出，在进行化工机械设计过程中，关注的是合理性的要求，要确保材料选择的科学性，而在应用过程作为材料选择工作的体现和拓展，工作的重心则在于经济性和环保性，要考虑材料应用工作的成本和是否环保。如何在确保零件实用性的前提下，实现材料应用的环保化、经济化，达到两者的协调统一，是当前机械设计行业必须面对和解决的课题，也是行业蓬勃发展的必然要求。

[1]任浪浪.机械设计中的材料的选择及使用[J].科技展望，2017，06：46+48.

[2]张娟娟，唐慧敏.机械设计中的材料选择及应用[J].科技展望，2017，03：113.