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年第期先进材料技术

20214

关于机械设计与制造中材料选择的讨论

刘洋华

（中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077）

摘要：现代工业的蓬勃发展离不开机械的进步。机械设计过程中需要选择原材料，对原材料进行科学合理的选择是机械

设计最基本的一步。本文从不同角度分析了机械制造业材料选择需要考虑的基本因素和几类基本材料的优缺点。

关键词：机械设计；材料选择；讨论

我国是一个工业大国，近50年来重工业和轻工业获得就缺乏发展的动力，因此在机械设计和制造中，绝对不能忽

了长足的进步，工业逐渐成为了我们综合国力和人民幸福生视原材料的成本问题。在使用能满足使用性能要求的条件

活的的重要基石。在工业领域中，具有不同功能的仪器设备，下，应该使用性价比高的材料，采用科学的生产加工方式，

尤其是尖端制造业所需要的大型集成式的是衡量一个国家做到既保证良好性能，又能最大程度上节约成本，以提高经

工业发展水平和科技应用水平的标尺。而机械设计水平是仪济效益和市场竞争力。此外，企业还应当关注新材料的发

器设备制造业举足轻重的环节，因为机械设计的水平的高展，因为新材料与传统材料相比，往往具有高效、性能优异、

低，往往决定了机械设备生产的质量和效率，从而总体影响高性价比的特点，积极选用新材料和新工艺进行机械设计生

一个国家整体工业的发展速度和水平。产，不仅能获取更高的利润，也是未来制造业发展的大趋势。

1机械设计中如何选择制造原材料1.3从需求出发

对于机械设计来说，首先应该考虑的就是如何选择制在机械设计和制造过程中，最关键的是要在进行机械

造原材料，一般来说应该满足以下几点：对于不同类型和使设计与加工前对机械各部件的性能要求有透彻的了解，并且

用场合的机械设备，应该根据其参数要求进行材料的选择；对不同材料的性质和市场应用情况等进行调研，从而能够根

关注所选用材料的性价比和环保性；对于具有特殊性能的新据使用的参数条件和工作环境对制造材料进行选择，保证其

型材料要进行深入研究并推广使用。材料选择之所以在机械合格的工作质量和寿命。

制造中占据如此重要的地位，是因为原材料决定了机械各个2常见的机械设计材料

部件能否满足其最基本和最关键的特性，如安全性能和使用2.1金属材料

性能。此外，选择合适的材料可以延长机械的使用寿命、提金属材料是机械设计中使用最多的材料，在机械制造

高机械的可靠程度、保障机械能够满足生产和生活的需要，业中，因为金属材料具有高强度、变形率低、高模量等特点，

提高经济效益。特别适合用于制造机械内部的转轴、螺丝、传动装置等受应

1.1节能减排力和扭矩大、且运动频繁的零件。而在金属材料中，使用范

对于机械加工，由于相当一部分机器的构造复杂且精围最为广泛、用量最大的是铁和钢，其原因是因为其具有高

密，因此在制造的过程中需要消耗大量的能量。因此选择强度和高韧性，且我国钢铁产量从60年代起逐年递增，现

加工原料的一个重要要求就是在机械加工过程中，要优先已居于世界第一位，因此钢和铁等金属材料的价格较低，属

选择易于加工，材料利用率高以及废料容易回收的的材料，于性价比极高而又货源充足的材料。但是钢铁材料也存在其

这样不仅能够降低生产成型过程中的材料和能源消耗，也能固有的问题，首先就是容易氧化生锈，造成性能下降和功能

够降低生产成本，提高利润率。失效，因此在选择材料时，应该根据工作环境的条件选择合

机械加工业不仅需要大量的能源，还伴随着废水、废液、适的金属材料并做好保护措施。其次，生产钢铁材料需要消