机械设计中新型材料的选择及应用
王坚
【摘? 要】当前，经济飞速发展，我国机械设计领域呈现良好的发展趋势。机械设计中新型材料的选择关系到机械设备的质量和使用性能。基于此，论文主要对机械设计中新型材料的选择和应用进行分析和探讨，提出新型材料的选择和应用策略，以期为机械材料的选择研究提供帮助。
【Abstract】At present， the economy is developing rapidly， China's mechanical design field presents a good development trend. The selection of new materials in mechanical design is related to the quality and use performance of mechanical equipment. Based on this， this paper mainly analyzes and discusses the selection and application of new materials in mechanical design， and puts forward the selection and application strategies of new materials， so as to provide help for the research of mechanical materials selection.
【关键词】机械设计;新型材料;选择
【Keywords】mechanical design; new materials; selection
【中图分类号】TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）05-0187-02
1 引言
众所周知，先进的机械设备能够在施工过程中发挥良好功效。因此，在进行机械设备的设计过程中，需要保证设备材料的质量，确保机械的结构与实际的需求相吻合。在进行设计制造的过程中，也要考虑机械设备的整体性、安全性以及环保性。合理设计机械产品，对于机械产业的发展具有重要意义。
2 机械设计中材料选择的重要性
机械设计制造过程中，材料的选择直接关系到整体机械制造的质量，因此，科学合理地选择材料对于完善机械产品的功能具有重要作用。目前，为加强对环境资源的保护，减少对环境的影响，实现可持续发展，在选择材料时需要在保证材料性能的基础上提升材料的环保性能。当前，机械设备的社会需求量在逐渐增大，这是因为经济和社会的发展对于新兴设备的需求在逐渐提升。因此，在机械设备设计和制造过程中使用环保、经济和科学的材料，有利于不断提升机械产品的性能和质量，促进我国机械制造产业的发展。
3 机械设计中材料选择的原则
当前，机械设计中材料的选择需要遵循一定原则，基于此，才能保证机械设计制造的产品的质量和性能达到标准要求。下文详细分析当前机械设计材料的选择和应用原则。
3.1 经济性原则
机械设计中材料的选择和应用，必须遵循经济性原则。因为材料的成本直关系到机械设计的整体成本。因此，机械设计人员需要针对机械产品的整体特性来进行产品设计、制造和装配。对于机械设计材料的选择来说，设计人员需要尽量提升自己的专业能力，尽量挖掘材料的应用价值，让设计出来的产品能够符合机械产品的功能要求[1]。
3.2 节能环保原则
当前，随着经济的发展以及环保理念的深入，我国对于环保予以了高度关注。同时，人们对于环保和节能也给予了更多关注。而与此同时，人们也更注重环保和节能型机械产品的引进，作为机械设计人员，需要考虑材料的环保性能，减少对环境的影响以及材料的浪费。使用节能材料来制造出对环境污染最小的机械设备。通过这种方式，生产出来的产品才能够符合环保节能的应用理念，实现可持续发展。
3.3 新型材料优先原则
當前，科技的发展衍生出了很多新型材料，越来越多的新型材料出现在市场上，与传统的材料相比在性能和价格上有更高的优势。因此，设计人员需要摸清市场规律，发现市场中的新型材料，着重考虑对新型材料的选择，提升机械产品的性价比。在选择材料时需要应用先进的科学技术，实现机械工程智能化。在智能化系统中应用高科技，将会很大程度上推动机械信息化和智能化发展。智能机械制造需要紧紧跟随高新科技的发展，因为先进的科学技术，可以对机械进行远程监控、检测、数据处理以及安全控制等。机械的智能化依赖于科学技术的智能化，在机械工程建设中广泛使用智能化科学技术，可以推动工程建设行业的整体进步。
4 机械设计中的新型材料
当前，机械设计中需要选择各种材料，新型材料作为性价比较高的材料，在机械设计材料选择中被认为是关键所在。下文详细分析各种类型新型材料。
4.1 实用型材料
机械设计的重点在于生产出满足机械行业需要的机械产品，因此，在设计机械时需要注重材料的使用性能。当前，很多材料的规格出现差异，部分零件侧重材料硬度，部分注重美观。而设计者在选择材料之前，必须对机械设计制造的要求进行详细掌握。因为不同规格、不同特色的材料本身在机械中能够发挥的作用是完全不同的，因此，在选择材料时需要综合考虑材料的特性、机械的特性、零件的特性等。
4.2 碳素钢、合金钢材料
当前，机械设计领域常见的材料中，碳素钢和合金钢性价比很高，在机械设计行业中经常使用。这一材料在韧性和强度上面并不是很理想。因此，在新型材料设计中，在碳素钢的基础上增加了一定比例的合金，构建了全新的机械材料。这种新型材料显著提升了机械材料的质量，耐磨性等也有了很大提升，对于延长机械的使用寿命具有一定功效。
4.3 无毒无害材料
基于环保理念，机械设计领域逐渐使用更多无毒无害材料。但是大部分材料都具有一定毒害性，很多化学类材料不仅会对人体产生伤害，还会对环境造成破坏。因此，机械设计者在进行设计时需要慎重选择材料，确保机械的生产是安全稳定且没有污染的。
4.4 荷载材料
在进行机械设备设计时，需要考虑机械设计的承重。荷载材料就是提升机械承重能力的关键所在。很多设计人员在选择材料时不能让材料真正达到具体的工艺要求，因此，很多材料在实际生产环节中对机械设备的安全使用造成了风险，缩短了机械设备的使用寿命。因此，在选择材料的过程中，设计者需要根据机械设备的实际生产要求，确定荷载性能的指标数值，防范荷载性能不足造成的机械设备风险。
4.5 低耗能材料
材料自身的耗能决定了机械整体的耗能。机械设计者需要从环保的角度展开机械材料的选择。为推动机械领域的可持续发展，当前在机械加工、制造和生产等各个环节都要进行控制。目前，金属材料作为最常见的机械材料，在市场上具有很大的采购量。而金属材料在生产的过程中一定会经过热处理，这样就为环境造成很大的负面影响。因此，设计人员可以使用一些冷处理材料，选择可回收处理的材料，将机械设备的各个零部件按照材料分类放置在一起，防止不同回收指标的材料混合在一起，因此，优化了材料回收流程，提升了机械材料质量。
5 机械设计中新型材料的选择及应用策略
机械设计中材料的选择直接关系到机械设备的经济性、环保性等，优化对材料的选择和运用，对于提升机械设备的质量具有关键意义。
5.1 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。
5.2 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[2]。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。
5.3 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，確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。
6 结语
综上所述，机械设计中材料的选择和处理，直接关系到机械设备的质量。为促进当前机械制造业的进步和发展，提升我国的经济发展水平，在机械设计过程中，机械设计人员需要按照设计要求和具体问题进行具体设计，对材料工艺进行有效处理，把握不同材料的优势，正确选择和应用材料，提升机械设计制造的质量。
【参考文献】
【1】王伟.浅析化工机械设计中材料的选择和应用[J].城市建设理论研究：电子版，2016（6）：5808.
【2】李军，刘龙龙，杨超.机械设计中材料的选择和应用分析[J].山东工业技术，2017（14）：42.
