孙宝利

摘 要：在我国社会不断发展的过程中，机械行业为我国的经济进步以及城市建设等方面提供的帮助是非常巨大的，随着人们生活水平的不断提高，社会对于机械设计的要求也在不断的提升。在机械设计的过程中，材料的选择将会对机械产品的质量产生非常巨大的影响，本文从金属材料的发展入手，对机械设计过程中，对金属材料选择与应用需要遵循的基本原则进行了详细的介绍，并对机械设计中金属材料应用的经济性以及环保性进行了简述。

关键词：金属材料;机械设计;选择与应用

随着我国经济的不断发展，我国的机械制造业发展的速度也在不断的提升，在这个过程中，我国的各行各业对于机械设计的要求也在不断提高。因此，在机械设计的过程中，如何更好的对机械设计中的材料进行选择，对于我国机械行业的快速发展，乃至我国的国家发展都具有非常重要的意义。

1 金属材料发展的简述

在我国机械行业的发展过程中，金属材料是最重要的原材料之一。通常情况下，无论是由金属元素构成，还是主要元素为金属元素的特殊材料都被统称为金属材料，例如目前在机械行业中应用非常广泛的各类纯金属、合金以及金属间化合物等等都属于金属材料的范畴。而是包含了许多人们借由科技开发得到的高性能材料，例如有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等材料，都在机械设计中得到了非常广泛的应用，并取得了良好的效果。

2 机械设计中选择金属材料的基本原则

2.1 重视经济环保性能

随着我国经济的不断发展，环境问题受到了越来越多行业的关注，现如今，经济环保已经成为了所有行业发展的共同方向。在这样的情况下，机械设计选择金属材料的过程中，既要保证材料的环保性能，同时也要兼顾材料的经济性。在选择材料的时候，根据材料的用途不同，充分的考虑从材料需要满足的各項要求，再结合材料的供应情况、加工难易程度以及转化率等多个方面，综合对材料的经济环保性能进行考量。

2.2 选择荷载力的大小和性质

在进行机械设计的过程中，荷载力的大小和性质都会对机械设计的质量产生非常大的影响，只有选择荷载力的大小以及性质都满足设计需求的金属材料，才可以保证机械在制作以及使用的过程中保持稳定的状态。

2.3 规范零件的尺寸与质量

机械的良好运转需要机械中繁多的零件进行充分的配合，在这样的情况下，机械制造的过程中容错率是非常低的，一但在制造的过程中任何一个零件出现的问题，都会使得机械无法正常的进行工作。因此在进行机械设计的过程中，一但选择材料不当，尤其是金属材料的质量或尺寸不合格，不但会造成资源的浪费，同时也会造成机械无法正常工作，这样的情况对于企业的影响是非常大的，设计人员一定需要格外重视。

2.4 了解金属材料的工作环境

在进行机械设计的过程中，同一机械设备的不同部件所处的工作环境是不同的，在这样的情况下，不同部件的金属材料需要设计人员根据其所处工作环境的不同来针对性的进行选择。例如在温度不同的情况下，金属可能会随温度的变化而发生体积上的变化，就需要设计人员根据金属热胀冷缩的系数来选择材料的种类。除此之外，机械工作过程中环境的湿度也同样会对金属材料产生硬顶的影响，一但金属材料由于环境因素产生了腐蚀，同样会对机械设备的运行产生非常大的影响，这一点也是需要设计人员重点注意的。

2.5 保证金属材料可循环使用性

在进行机械设计的过程中，设计人员经常为了满足机械的使用要求而需要使用复数数量的金属进行混合，以此来形成合金。在这样的情况下，一但机械使用寿命结束，机械中的各种合金零件的回收是非常困难的，这在很大程度上造成了资源的浪费。为了更好的避免成本的浪费，设计人员在进行设计的过程中，应该在满足设计需求的前提下，尽量选择组成元素较少的合金进行使用，更好的为企业降低成本。

3 机械设计中金属材料应用的适用性与经济性

在进行机械设计的过程中，设计人员应该优先选择碳素钢以及相关的合金钢材料，最大程度的发挥碳素钢加工性能强、性价比高的优势。但需要注意的是，碳素钢的强度较其他金属材料而言是较低的，并且韧性也存在一定的不足，因此在针对一些需要金属材料强度或者韧性较高的机械设计，设计人员可以在碳素钢之中添加一些其他成分，通过这样的方式来有效的改善其性质。

4 机械设计中材料应用的环保性与节能性

4.1 选择加工过程中污染小、能耗低的材料

随着我国对于环境问题和能源问题的重视程度不断提升，可持续发展的理念已经成为了我国各行各业发展的基本理念之一。在这样的情况下，选择金属材料以及对其加工的过程中，应该尽量选择产生肥料和废气较少的加工模式，并且不断对加工程序进行改良，以此来在提升企业经济效益的基础上，提升企业的环保性。

4.2 选择可再生、可回收材料

另一个应用金属材料的过程中需要注意的就是应该尽量选择可以再生或者易于回收的金属材料。在这样的思路下，企业不但可以有效的降低在经济上的开支，同时也可以更好的节约资源，为我国的经济长久稳定的发展提供保障。

4.3 选用危害性小或无危害性新型材料

除了上述两个方面之外，对金属材料进行应用的过程中，企业还有一个需要重视的问题，就是在选择材料的时候应该尽量选择无害型材料或者危害较低的新型材料，通过这样的方式来改变传统金属材料对人体危害较高的情况。

参考文献：

[1]王熙婷.机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J].中国新技术新产品，2018（02）：42-43.