机械工程材料选用研究

机械工程材料选用研究

梁仿军

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摘要：机械设备市场的发展为社会经济发展起到确保作用。机械自动化中材料的有效选用拥有非常重要作用。材料的选择关乎着日后工程建造的成功程度，对工程造价也是有重大意义，正确选材要了解其工艺性能与经济适用范围，及其安全系数。文章内容从选材的价值、标准、流程、方式等层面，联系实际，步步深入地进行了探讨。希望可以对有关工作起到一定的启示意义。

关键字：机械结构设计；材料；性能；选材

1选材的价值

现代化工业生产过程对机械结构设计领域提出了新的要求。机械结构设计中，材料的挑选是很重要的。有效选用机械自动化材料对充分运用工程项目材料自身的性能发展潜力，确保材料具有较好的制作工艺性能，获得理想的应用性能，提高产品零件的品质，节约工程项目材料，降低成本等多个方面起到深远影响。下边对如何有效选用机械自动化材料问题谈一谈我自己的观点，指出来与各位同仁商议。

2选材的基本原则

我们都知道，选材的一般原则：由工作性质选择使用性能的需求，这也是材料选用的最基本立足点。其次要了解材料加工工艺性能。第三是要了解材料的经济性。争取使各类投入的总数做到最低点。最后保证：“材料的应用性能充足、加工工艺性能优良、供货上可以确保、经济性应有效”。

2.1选材的一般使用原则

材料的使用原则取决于用所选材料生产制造出来的机械零件能不能确保其应用性能。材料的应用性能就是指机械零件在正常运转前提下材料需具备的性能。包含结构力学性能和物理、有机化学性能等。零件的应用性能是确保其工作中可以信赖、坚固耐用的前提条件。是选材时考虑到的最重要的重要依据。不一样零件所需要材料的应用性能是不一样的，有的要求强度大，有的要求硬度大，有的要求耐磨性能高，有些无严格性能规定，仅需确保一定方式的外貌就可以。在大多数情况下应先考虑到零件的应用性能，对一般机械零件而言，则要了解其结构力学性能。

2.2选材的工艺性能标准

工艺性能原则指所选用的材料能不能确保顺利的生产制造成零件。比如一些材料单从零件的使用要求来说是绝对适宜的，但并不能生产制造或加工制造非常困难，成本较高，这都归属于工艺性能不太好。因而，材料加工工艺性能的好与坏，在确定零件加工的难易度、生产率、产品成本等多个方面起到十分重要的作用，是选材时要同时考虑的另一个重要要素。

2.3选材的经济性标准

经济性原则指所选用的材料制作成零件后能不能保证价格低廉，价格低。从选材的经济性标准考虑到，应尽量选用有货、质优价廉、生产加工便捷、总成本费用低的材料。一般来讲在符合零件应用性能前提下，尽可能优先选择选用便宜的材料，可用碳钢的，无需碳素钢；可用高合金钢的无需铁素体不锈钢；可用钢就无需稀有金属。除此之外，考虑到经济性可以从长久见解考虑，不可以仅看个人利益。一些临时看上去成本强的材料，因其坚固耐用、维护保养保养费少，从整体见解来说，经济收益还是好的。而总体来看，其经济性依然是合理的。还需留意，在选用高分子材料材料时，除考虑到以上三项标准外，还应当主要选择在适用范围下，周边环境（如环境温度、水、氧、光、油等）并对性能产生的影响。

3选材的流程

机械自动化材料的挑选是一项十分重要又繁杂琐碎的工作。其基本步骤如下。

（1）剖析零件对自己所选材料性能标准及失灵说明，包含剖析零件的工作性质，零件的抗压强度、弯曲刚度、稳定性计算等。（2）对可选择的材料进行分类，现代工程材料分成金属材料材料、瓷器材料、高分子材料材料和复合型材料四大类。把自己的工程项目材料都作为选择点，依据材料的性能规定进行分类。（3）对可选择的材料作出评价。（4）最好材料的决策。（5）零件所选材料具体认证。

4选材的办法

4.1全面分析性能指标值，全方位考虑到选材标准

机械自动化在实践中，大部分零件要在多种多样地应力环境下相关工作的，而每个零件的承受力状况又因为零件的工作性质不一样且不一样。因而，在选材时要依据零件最重要的性能规定，做为选材的主要依据。充分考虑零件的抗压强度、弯曲刚度、损坏、温度与耐蚀性等这几项指标值。

4.2联系实际典型性零件，对比剖析选材方式

机械设备制造中零件的种类较多，性能规定不一，而达到这种零件性能标准的材料也很多。每一种材料都有自己的特性，较为看起来，金属材料材料具有优良的综合性结构力学性能，因而常普遍使用。下边根据对几类典型性零件的浅谈来进一步表明有效选材的办法。

（1）数控车床传动齿轮。做为数控车床传动齿轮，关键规定疲劳极限，特别是弯折疲劳极限，规定有较高的耐磨性能，充足的断裂韧性，以及良好的切削加工性。如果使用低碳钢感应淬火到低温回火，能够符合要求；选用低碳环保鋼经渗氮后热处理到低温回火，也能满足性能规定。自然若选用38CrMoAl经渗氮处理，制做数控车床传动齿轮，通常都足以满足使用要求。较为以上三种选材和制作工艺方法，考虑到其经济性。选用高频率感应淬火加工工艺是价格最低，次之选用渗碳工艺，而渗氮处理加工工艺是最贵。

（2）轴类零件。轴类零件在机械自动化中运用也挺普遍。针对轴材料需要满足弯曲刚度、抗压强度、耐磨性能及耐蚀性等方面使用要求，轴材料最经常使用的是碳钢和碳素钢。而碳钢比碳素钢价格便宜，对应力敏感度比较低，同时也可以根据热处理工艺提高耐磨性和抗疲劳性，具有很高的综合性结构力学性能。碳素钢比碳钢具有更高的结构力学性能和切削性能好，但是价格偏贵，对应力较比较敏感。通过比较，一般轴材料选用45钢，并不重要或承受力比较小的轴，选用Q235、Q255等碳素结构钢。针对传送大动力，同时要求重量较轻、规格小耐磨性能高或一些特殊环境下所使用的轴，可选用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢。

（3）人体类零件。人体类零件是设备的基础件，设备上很多零部件全是装到人体里的，有些构件仍在人体的滑轨上健身运动。因而人体是整机设备的安装和优化标准，设备各部位的彼此装配精度，以及一些零部件的健身运动精密度，都与人体自身的精密度有直接的关系。各种各样人体零件因为功能差异，构造样子通常差别较大，但在结构上依然存在一些共同的特点，

5结语

总的来说，在机械自动化材料的选用环节中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作思路，使零件坚固耐用，并且规定选材有良好的生产加工工艺性能和经济性。以提升零件的品质，控制成本，降低耗费，充分体现机械自动化材料的有效选用。

　　参考文献

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