过程装备设计中材料的选择和应用探析

前言

材料是装备的重要组成部分，发挥的作用也非常突出，是保证生产品质的关键。在开展装备设计的过程中，需要认真做好材料的选择工作，保证材料的性能满足实际设计要求，材料的价格也应该在合理的区间，避免由于材料失效导致各种问题的发生。

1 合理选择材料的意义

当前科学技术越来越发达，国民经济高速增长，工业化的进程持续得到推挤，为我国机械行业的发展，创造出了更好的条件，但这个过程中也出现了不少的问题。从目前的情况来看，在机械行业高速发展的今天，对各种机械材料的应用越来越多，甚至部分材料出现了短缺的现象[1]。为了有效避免问题变得更加严重，在现代机械设计的过程中，应该充分考虑行业发展带来材料消耗速度的增加。随着材料技术的不断发展，各种材料越来越多，所发挥的作用也越来越大，只有合理对这些材料进行选择和使用，才能将材料的作用充分发挥出来。

2 在过程装备设计中材料的选择和应用

在开展选材的过程中，为了保证选择的效果，就应该对材料的使用性有足够的认识。只有充分掌握材料的特性，并合理对这些特性进行利用，才能将其作用充分发挥出来。在机械设计的过程中，需要对材料的各个方面进行考虑，根据不同部位功能性要求，来进行选择。例如，很多设备对材料的强度有着比较高的要求，那些经常摩擦的表面其对材料的表面硬度有较高的要求，如果部件运行温度比较高，就需要材料具有较强的耐高温能力。在对材料实际选择的过程中，需要搞清楚不同部位的功能，然后开展针对性的选材，尽可能在保证材料使用成本的前提下，使用节能、环保材料。

认真做好碳素钢和合金钢的选择。随着机械设计行业的高速发展，对各种碳素钢的使用越来越普遍。碳素钢的性能非常突出，材料的价格也相对比较便宜，但其使用范围还相对比较窄，这限制了其在机械设计领域的进一步应用。为了有效解决这个问题，研究人员做了大量的实验工作，通过在碳素钢中加入一定比例的合金元素，进一步提升了材料的强度和韧性，还改善了其耐腐蚀性和淬透性。通过对合金钢材料合理进行选择，可以有效避免淬火裂纹现象的发生，减少工件的热处理变形。通过零件不同的使用要求和条件，可以合理对添加材料进行选择，通过添加合适的元素，来满足材料功能方面的需求。

材料的安全性。在很多材料当中，往往包含许多对人体有害的物质，如一些放射性物质，如果员工长期接触这些材料，就会对自身健康造成严重的影响。例如，铝和镍元素对人体的伤害就比较大，如果这些元素进入到水体当中，还会对土壤造成较为严重的污染。因此，在实际选材的过程中，应该引起我们足够的重视，尽量不去选择那些危害性较强的材料，最大程度保证人员的生命安全。

合理选择载荷类型的材料。在很多材料实际使用过程中，其承受载荷的能力不是很强，这需要在过程装备设计中引起足够的重视，避免对这些材料进行使用，否则很容易导致材料失效情况的发生。此外，不合理对材料进行使用，还容易导致机械零件失灵的现象，虽然设备可以运行，但承载能力不能得到保证。为了有效避免这些情况的发生，在实际选材的过程中，需要对材料的性能进行全面的分析，保证其在实际使用过程中，可以充分发挥自身的作用。

增加对低耗材料的使用。当前工业高速发展，对各种材料的消耗量持续增加，这对机械行业的可持续发展，造成了严重的阻碍，在实际选材的过程中，应该尽量选择节能环保型的材料，最大程度保证材料的使用性能和寿命，避免出现严重的环境污染问题。在开展机械设计的过程中，应该合理对热处理方法进行应用，将材料的性能充分发挥出来。当前热处理技术发展也非常迅速，各种环保型热处理技术相继出现，在保证材料热处理质量的同时，还能保证热处理过程的环保性，我们应该积极对这些热处理方法进行应用。

3 机械设计中材料应用工作中需要注意的地方

经济性和适用性应该尽量统一起来。在当前过程装备实际过程中，非常强调材料选择的经济性和适用性，工程技术人员应该认真对材料的制造工艺作为选材的参照标准。不同的机械材料，其技术要求差别很大，在开展铸造、焊接、切削方面有着不同的工艺要求。因此，在实际选材的过程中，为了更加充分发挥其性能，就应该对其使用性能认真研究。在保证零件使用性能基础上，对材料进行合理控制，最大程度保证材料的经济性。

文章来源：《材料热处理学报》 网址: http://www.clrclxbzz.cn/qikandaodu/2021/0627/685.html