摘  要：在市场经济的发展过程中，社会各行业的发展，都需要使用机械设备。而机械设备的有效应用，是建立在科学设计的基础之上的，只有进行有效的设计，使用符合标准的材料，才能保证机械制造的高品质、高标准。因此，在机械设计工作的开展中，要从新型材料的应用入手，保障机械设计工作的质量，进而确保机械设备的安全使用，促进市场经济的繁荣发展。

关键词：机械设计;新型材料;应用

1机械设计中新型材料的类型

1.1金属材料

在机械设计的过程中，金属材料的使用比较普遍。在机械内部需要进行连接、转轴、受力的功能应用过程中，金属材料发挥出独特的应用效果。金属材料中，被应用在机械设计的过程中，主要有钢、铁两种材料应用。钢铁的强度、韧性较大，在应用的过程中，具有突出的优势。同时，我国钢铁的产量丰富，在部分地区，甚至存在资源过剩的现象，因此具有成本低的应用优势。但是，钢铁材料的应用中，存在高污染、高能耗的现象，需要在原有钢铁材料的应用基础上，开发新型的金属材料应用，保持机械材料与环境之间的平衡关系。

1.2高分子材料

高分子材料作为新型材料的主要代表，在机械设计的过程中，主要应用的有塑料、橡胶、合成纤维等几种类型。这些高分子的材料，需要在石油的应用基础上形成，在具体的应用中，强度没有钢铁材料大，但是也具有一定的应用优势。比如高分子材料的使用，使机械设计的材料来源更加丰富，随着工业生产水平的不断提高，现在也被广泛的应用在机械设计的过程中。高分子材料的应用中，需要注意与环境的关系。比如使用塑料材料的过程中，塑料很难降解处理，在大量的聚集使用中，很容易造成对环境的影响作用。

1.3复合材料

复合材料的使用，在特殊的环境、功能上具有应用的优势。在特种设备的机械设备生产过程中，复合材料的应用更为广泛。在当前的应用中，复合材料普遍具有质量轻、持久耐用、耐热好用的特点。在机械设备的传动轴类的应用中，复合材料的使用，能够更好的提升设备的运转稳定性。在机械设备的应用中，转动轴是比较关键的内部古城，因此复合材料的使用，还具有耐腐蚀、耐摩擦、耐高温的特点，在高速转动的过程中，也能保证转动轴的正常使用。因此，在机械设计的过程中，转动轴的应用主要使用复合材料进行设计使用。另外，使用复合材料，还能减少设备在运转过程中出现的噪音、扰动等问题。

2机械设计材料的选择和应用

2.1无毒无害型材料

在机械设计的领域中，大多材料都有一定的伤害性，例如，常见的Ni、As等化学机械材料会对人体造成一定伤害，不仅如此，这些材料对自然环境的伤害也是相当大的。在进行机械设计的过程中，应着重选择无毒无害型材料，保证在安全无害的环境中进行机械设计操作。

同时，要在机械设计中落实绿色环保的理念，基于此，在机械设计的材料选择和应用中，重点选择绿色环保材料也是关键所在，也是机械设计人员需要关注的重点，通过绿色环保材料的选择，减少机械设计中放射性元素的危害。

2.2碳钢、合金钢材料的选择和应用

在机械设计中应用最广泛的材料是碳素钢及合金钢，碳素钢具有成本低、生产便捷、适用范围广等特点，在机械设计中，碳素钢通常应用于强度需求较低的零件中，由于碳素钢的韧性和强度相较其他材料较低，因此，在机械设计中是存在一定局限性的。

而合金钢材料的应用则弥补了这种遗憾，合金钢是在碳素钢的基础上，通过加入一定比例的合金制成，其强度和韧性都强于碳素钢，将其应用于机械设计中，不仅能够强化机械设计零部件的质量和性能，还能在很大程度上提升产品的耐磨性，是应用价值较高、应用较广泛的一种材料。因此，在机械设计的过程中，设计人员应根据机械产品的具体需求选择碳素钢与合金钢，确保产品设计的最佳性能。

2.3荷载材料的选择和应用

在机械设计中，荷载材料的选择也是相当重要的一项工作，在实际设计工作中，选择的材料会因为荷载水平低的原因，在后期应用中出现抑制失效的问题，导致大部分机械零部件无法发挥正常的作用，造成这个问题的主要原因是机械设计中材料选择荷载过低。

因此，在机械设计前期，材料选择时，要进行荷载水平的评估，选择荷载水平高的材料，并且根据实际设计工程对材料进行后期加工处理，提升材料的荷载水平，保证工程的质量和性能。

2.4功能性材料的选择和应用

在机械设计的过程中，需要对材料的制造进行多道工艺的处理，其中包括热处理工艺、锻造工艺、切割等，在完成材料工艺的处理后，为了确保所应用材料的性能，满足产品的设计需求，需要选择功能性和实用性更强的材料，以保证材料在处理后能够满足机械产品的性能需求。不仅如此，在实际机械产品设计中，实用性功能性材料的选择和应用要根据设计产品不同的部件来决定，结合材料的属性，实现材料在产品设计中的有效利用。

在产品设计的具体规划中，如果是磨损较严重的零部件，需要选择硬度较高、韧性较强的材料，确保零部件的性能。同时，在选择材料性能时，也要注重设计的美观性，从多方面考虑材料的选择和应用。

2.5循环性材料的选择和应用

在机械设计的实际加工中，大部分是选择金属材料，而各个部件所使用的金属材料有所不同，会在很大程度上造成资源的浪费，因此，设计人员要在机械设计的过程中选择循环性材料，在选择合金材料时，尽量少选择元素的种类，这样既能保证合金质量，也能减少成本，促进材料的可再生利用。

3机械设计中新型材料的选择及应用策略

3.1根据材料特性进行选择和设计

在机械设计中会涉及各种零件，不同零件在进行材料选择时也会有不同的要求。为减少零件问题，在选择材料时需要考虑机械设备性能的发挥。因此，设计人员需要认识到材料选择的重要性，针对每种材料的性能进行充分了解，再根据不同材料的不同性能和影响因素等来进行实验。并且使用这些材料来进行检验，例如，耐热实验、减震实验以及抗压实验等，使用不同材料能提升整体的机械性能，实现材料选择和机械设计的有效对接。除此之外，设计人员在选择材料时也要重点考虑材料的价格，减少设计过程中的成本消耗。

3.2加强材料的工艺处理

对材料进行工艺处理，是为了满足在当前机械设计对不同工艺的要求，为了使机械设备发挥预期的效果，在进行材料工艺化处理时，需要对铸造工艺、焊接工艺、粘结工艺等进行处理，提升机械的整体性能。材料的工艺化处理直接关系到机械设备的性能和工艺特色，因此，在进行工艺化处理时需要尽量让整个工艺和设备的特性贴合，这样可以在很大程度上降低机械设计的缺陷发生概率，提升设备的材料选择精确度。

3.3把握不同材料的优势

选择和应用不同材料进行设计制造，具有不同的优势和劣势，设计人员在选择材料时必须把握材料的特性，从而实现材料的正确使用。首先，分析材料的物理性能，确保产出机械的材料质量和性能;其次，研究不同材料在不同环境下的使用情况，根据不同材料在不同环境下的特征进行制造，确保得出最佳方案;最后，材料的化学性能包括材料的腐蚀性、氧化性能等，在进行材料焊接和切割时这些特性都发挥重要作用。

4结束语

总之，在机械设计的过程中，新型材料的应用，要符合环保节能、经济实用、可持续性的原则，并且要按照具体的设计要求选择材料，对新材料的应用优势进行发挥，从加强工艺处理的方法提升等手段中，确保新型材料的有效应用，机械设计的科学合理，提高机械设备的高水平生产制造，提升机械行业的快速发展，促进社会经济事业的更高水平进步。

参考文献

[1]王立才.机械设计中材料的选择和应用[J].湖北农机化，2020（18）：167-168.

[2]华传艳，魏继乐，孙思平，等.机械设计加工中材料选择问题的探讨[J].南方农机，2020，51（08）：164.

作者简介：

张志军，男，河北省秦皇岛市人，研究方向：機械设计