机械设计中的质料的选择和应用的剖析

随着工业生长的高速前进，人们对机械设计质料的选择和应用的要求也越来越高，做好机械设计的质料的选择十分重要，这也成为了机械设计行业的难点和重点，在包管机械正常的刚度强度下，节约质料，环保节能，提高机械的经济性，适用性成为了本行业研究的重点。本文简述了关于机械设计的质料选择和应用的重要意义，对机械设计质料的特点和选择进行了剖析。

一、机械设计中的质料的选择和应用的剖析

随着经济的高速生长，情况、资源等诸多问题也慢慢随之浮出水面，在大宗开发之后一些机械设计中重要的资源已经变得越来越少，尽管我国地大物博，但人口众多导致了人均占有量居世界末尾，同时一些竞争引发了资源的不稳定性，使得机械制造的质料本钱增高，进一步压缩了应用空间，因此我们应该在机械设计的质料选择方面做更多的研究，以便于减轻机械制造的担负，增加机械效率，提高机械寿命，同时也做到节能减排，�；で榭�，为可连续生长做出孝敬。

二、机械设计常用的质料

1、金属质料

在种种工程质料中，以金属质料(尤其是钢铁)使用最广。据统计，在机械制造产品中，钢铁质料占90%以上。钢铁之所以被大宗接纳，除了由于它们具有较好的力学性能(如强度、塑性、韧性)外，还因为价格相对自制和容易获得，并且能满足多种性能和用途的要求。在种种钢材中，由于合金钢的性能优良，因此经常用来制造种种零件。

除钢铁以外的金属质料均为有色金属。在有色金属中，铝同及各合金的应用最多。其中有的质量最小，有的导热性和导电性能好等优点，通�；箍梢杂糜诩跄澳透蟮某『�。

2、高分子质料

高分子质料通常包括三大类，即塑料、橡胶及合成纤维。高分子质料有许多优点，如原料富厚，可以从石油天然气和煤中提取，或地区是所需的能耗低;密度小，平均只有钢的1/6;在适当的温度规模内有很好的弹性;耐腐化性好等。例如，有“塑料王”之称的聚四氟乙烯有很强的耐腐化性，其化学稳定性也极强，在极低的温度下不会变脆，在滚水中也不会变软。因此，聚四氟乙烯在化工设备和冷冻设备中有广泛应用，可是高分子质料也有明显缺点，如：容易老化，其中不少质料阻燃性差，总体上讲，耐热性差。

3、陶瓷质料

作为工程结构陶瓷质料，有以氮化硅，碳化硅为主要身分的高温结构陶瓷，有以氧化铝为主要身分的刀具结构陶瓷。陶瓷质料的主要特点是：硬度高、耐磨、耐腐化、熔点高、刚度大以及密度比钢铁低等，。陶瓷质料常被称为：“像钢一样强，像金刚石一样硬，像铝一样轻”的质料。目前，陶器质料已应用于密封件、转动轴承和切削刀具等结构中，可是陶瓷质料的主要缺乏是比较脆，断裂韧度低，价格腾贵加工工艺性能差。

4、复合质料

复合质料是由两种或两种以上具有明显差别的物理和力学性能的质料复合而成，差别的质料可划分作为质料的基内幕和增强相。增强相起着提高基本想的强度和刚度的作用，而基内幕起着使增强相定型的作用，从而获得简单质料难以抵达的优良性能。

三、机械设计质料的选择原则

(一)载荷应力巨细和性质

这方面的因素主要是从强度看法来考虑，用在充分了解质料的力学性能的前提下来进行选择。脆性质料原则上只适用于只在静载荷下事情的零件。在几多有些攻击的情况下，应以塑性质料作为主要使用的质料，。金属质料的性能一般可通过热处理加以提高和改善，因此，要充分利用热处理手段来发挥质料的潜力。关于最常用的调质钢，由于其回火温度的差别，可获得力学性能差别的毛坯。

(二)机械的事情情况

事情温度对证料选择的影响，一方面要考虑相互配合的两零件的质料的线膨胀系数不可相差过大，以免在温度变革时爆发过大的应力，或者是配合松动;另一方面也要考虑质料的力学性能随温度而改变的情况�；翟谑虑橹杏锌赡鼙⒛ニ鹬�，要提高其外貌硬度，以增强耐磨性。因此，应选择合适于进行外貌处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等品种。

(三)零件的庞洪水平及质料加工可能性

结构庞大的零件宜选用铸造毛坯，或用板材冲压出元件后再经焊接而成。结构简单的零件可用铸造法制取毛坯。

(四)机械的经济性

1、质料自己的相对价格。当用价格低廉的质料能满足使用要求时，就不应该选择价格高的质料。这关于大批量制造的零件尤为重要

2、质料的加工用度。例如制造某些箱体类零件，虽然铸铁比钢板廉价，但在批量小时，选用钢板焊接比较有利，因此可以省掉铸铁的生产用度。

3、质料的利用率。例如接纳无切削或者少切削毛坯(如精铸，模锻，冷拉毛坯等)，可以提高质料的利用率。

4、接纳组合结构。例如火车车轮是一般质料的轮芯外部热套上一个硬度而耐磨损的轮毂

5、节约稀有质料例如铝青铜取代锡青铜制造轴瓦，用锰硼系合金钢取代镍系合金钢

6、质料的供应状况。关于小批量的零件应尽量减少同一部机械上使用的质料品种和规格

结语：机械设计质料选择在工程上的应用十分重要，我们要从质料的种类和质料的应用原则两方面进行对对证料的选择，才华越发环保，高效的完成设计。

来源：机械圈

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