机械工程材料应用及前景探索

机械工程材料应用及前景探索

王计军

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摘要：机械工程材料主要是指用于制造各类机械零件、构件的材料和机械制造过程中所应用的工艺材料。近年来，随着科学技术的高速发展，国防机械工程材料也开始应用在各行各业中，并且取得了非常显著的成绩。 　　关键词：机械工程；材料 　　机械的设计、制造、维修等过程中，国防机械工程材料都会对其产生一定的影响，而国防机械材料又是机械工程中最为重要、不可或缺的组成部分，只有在节能环保、经济实用的前提之下，才能促使其高速发展。

　1机械设计中的材料选择 　　1.1功能性材料 　　在选择机械材料时，要注意制造部件的不同，对于功能性质的要求也有所不同，为此在选择机械材料之前要详细掌握材料的不特性，从而保证在选择材料时能够满足部件的应用需求。例如部分机械零件需要在机械制造中安装到需要较大支撑力的部位，而部分机械零件则需要安装在具有较强耐磨要求的位置。有的零件则是需要具备良好的外观条件，主要的作用就是美化作用。由此我们可以看出在选择安装零件时，需要对设计整体结构有一个大致的了解，同时掌握不同部位的不同功能要求，随后在根据个性化的设计需求来选择高性能的机械材料。 　　1.2合金钢与碳素钢材料 　　在进行机械设计时，所使用的最为普遍的金属材料就是碳素钢材料。碳素钢这种材料的加工过程十分简单，同时所需要的施工成本也比较低，但是实际应用范围却有所限制。碳素钢的硬度和韧度都比较差，因此不适合大尺寸零件的加工过程。而在这总情况下，合金钢应运而生，相关研究人员通过将合金元素添加到碳素钢的制造之中，从而产生合金钢，有效提高了碳素钢自身的硬度和韧性，这一过程就如同对碳素钢进行了淬透作用。除此之外，合金钢在碳素钢的基础上还使机械材料的耐磨性得到了一定的提升。在特殊的实践操作下，将碳素钢转变为具有良好使用性能的合金钢，不但有效提高了材料的使用性能，还减少了资源的浪费现象，有助于机械制造行业的绿色发展。 　　1.3载荷类型材料 　　在機械产品的实际运行过程中，经常会发生一些意外问题，例如机械的内部零件突然无法正常运转，而产生这种问题的主要原因就是没有合理选择机械材料，导致材料的负载能力较差。除此之外，在机械的实际运行过程中，机器经常会发生突然停运的事件，而出现这种问题的原因就是材料荷載力的影响。因此为了机械在运转过程中有效避免上述问题发生，促进机械的顺利运转，需要对机械材料进行深入研究，在了解机械材料不同使用性能的基础上计算好机械零件自身的负荷能力，从而为机械的正常运转提供基础的保障。 　　1.4低消耗材料 　　为了促进机械制造产业的可持续发展，在选择和使用相关机械材料过程中应该在最大程度上使用环保节能型材料。比如部分产品在进行生产制造的过程中需要选择具有较强防腐能力的机械材料来应对环境较为恶劣的施工情况，其中有的机械制造厂家会选择塑料质量或是不锈钢等材料，而有的生产厂家则会利用喷涂方式来实现提高机械制造的防腐效果，然而在对机械表面进行喷涂施工时，所产生的污染较大，会对自然环境造成严重的不良影响，从而不利于机械制造整体操作环节的可持续发展。由此相关设计者要认识到喷涂方式的不良影响，从而尽量避免使用喷涂方式来进行防腐性操作，要通过提高机械材料的自身性质来实现防腐的目的。 　　2节约机械工程材料的途径 　　2.1节约工程施工材料以减少浪费 　　各个部门和各个阶层的的工作人员要严抓材料使用情况，结合工程实施情况进行适量的材料发放，例如每日需要的油耗和施工用的钉子、螺丝、等常用材料进行日工程量的四配，减少发放数量，增加发放次数。同时要进行施工材料的分类放置和区别管理，如钢筋与水泥、模板等材料要进行单独仓库的放置，防止出现混乱。这些都可以在施工中减少材料浪费的发生。 　　2.2对材料浪费要加大管理力度 　　从管理的角度来说，需要相关的工程技术人员把握好施工材料的使用量，严格执行施工方案，将可能出现的反攻现象杜绝，抓好工序质量。管理力度要上来，施工进度要合理安排，尽量避免间接成本的产生。对参与施工的劳动力进行合理分工，保证人员各司其职，降低做无用功.的可能性，提高生产效率。要求材料员对材料的节约工作和采购工作进行加强，保证材料的质量符合标准，材料的使用流程正确。对施工中的技术性和安全性问题加强管理，减少材料的多余使用。核算人员要严格掌握施工成本的波动情况，协调好工程各方面工作并对成本的动态变化进行核算。 　　2.3逐步淘汰旧材料，提高新材料应用比例，改善用材结构 　　为了能在机械工程方面做到节约，首要的便是逐步淘汰旧材料，提高新材料应用比例，在工作过程中需要加速国家相对较新的高强度低合金钢、冷成形钢、等高效钢的使用，在现实的工作过程中还需要鼓励厂商多使用切削钢、新型模具钢等新材料。并且注意在一些相关的机械工作中开发更为新式的材料，逐步淘汰一些老旧材料，提高材料的使用效率减少浪费，并需要研制一些新型材料的替代品，以及材料的可再生利用，减少对传统材料和能源的依赖。在机械制造的过程中需要应用先进的生产技术，提高材料的使用效率为了更好的在机械工程中节材，需要在机械制造的过程中需要应用先进的生产技术，提高材料的使用效率。众所周知采用先进的生产技术不但能够提高生产效率，而且还能增加所生产机械的精度，使得在机械工程的生产与制造过程中铸、锻件的优质比例不断提高；现实的工作过程中还需注意，为了提高机械工程的使用年限，应注意意对材料的表面进行适当处理。通过这些先进生产技术的应用，来不断提高材料的使用效率，减少浪费，实现机械工程中节材目的。 　　2.4对机械材料热处理技术进行必要的提高 　　机械工程材料转化率是否高效依赖于技术水平的高低。在机械材料生产中，技术核心为热处理技术，它关系到材料生产的转化率问题，工序上分为淬火和固火工序。淬火是将钢材进行强化的重要工序，要在生产中提高钢材生产率就要对升温和保温阶段加大精度掌握，采用双介质淬火和分级淬火，以减少热应力和相变应力。这样对较为复杂形祆的材料可以降低变形或开裂的发生。对高精度要求的小部件材料或高合金钢较大截面零件可使用等温淬火，使钢材的内应力最大程度上降低，达到无变形水平。钢材经过淬火，需要通过回火技术来消除钢材内应力，达到符合要求的水平。淬火后的钢材需要进行回火才能正常使用，消除钢材中不稳定组织如马氏体和残余奥氏体的存在，回火能够带来高强度，可以保证零部件的精度、硬度和韧性。 　　3结束语 　　当前，随着科学技术的不断发展与进步，计算机技术与其它学科也已经被越来越多地引入到了材料领域的选择上，比如：数理统计、可靠性分析以及价值分析等，人们逐渐开发出了一些带有规律的选材方法。尤其是参照了相关指标之后，更加具有了相应的实用价值，使得材料的选择工作更加科学化与合理化。此外，伴随着网络技术和云计算技术的飞速发展，选材工作已经变得更加的方便快捷。相信，随着材料技术和信息技术的进一步发展，必将有越来越地新技术被广泛地应用到材料的优化选择上，未来机械材料的选择将变得更加方便快捷、精确可靠，从而在工程建设中发挥出越来越重要的作用。 　　参考文献： 　　[1]李淑镜.浅谈机械工程中材料节约的途径中国科技博览[J].2013（3）. 　　[2]黎加强.机械工程材料浪费现状及节约对策分析[J].科技创新与应用，2013（11）.