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机械工程材料应用与前景探讨张倩倩

发表时间：2020/11/17 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张倩倩

[导读] 摘要：改革开放后我国的经济实力与科学技术水平得以迅速发展，取得举世瞩目的成绩。

        身份证号：13062219851016xxxx
        摘要：改革开放后我国的经济实力与科学技术水平得以迅速发展，取得举世瞩目的成绩。在这些成绩的取得过程中，作为国家工业发展的基础的机械工程，在对国家经济的推进过程中功不可没，并伴随着中国经济的发展而逐渐成长起来。在歌颂国家经济与科技快速发展的时候，我们还必须警醒的认识，在我国快速发展的背后，也存在着一定问题，如环境问题，能源浪费问题等等。有资料显示时下我国已是世界上第一大能源消耗国家，能源的过度浪费必然会钳制我国经济的可持续发展，因此，需要国家在发展经济的同时也注意到节俭问题。
        关键词：机械工程；材料；应用；前景
        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。
        2机械工程材料选应用的现状分析
        2.1从构件失效抗力角度分析
        机械工程材料的失效抗力主要是指构成材料本身是否具有备抗磨损、抗变形等能力，在构件的观察参量过程中，将构件材料中的失效情况在使用之前及时寻找出来。通常情况下，构件材料在失效抗力的研究分析过程中，需要考虑到材料的力学性能，还要考虑到构建的模型在实际的工作运行状况中体现出的各种特性。很多研究学者在对热作磨具钢进行失效分析中，通过测试才能获知材料寿命，进而对模具的寿命进行分析，最终得知模具设计选择时的标准条件。其中主要的具体步骤为：一是针对构成零件的机械材料进行确定，然后结合模具的使用条件，来判断模具的类型以及具体的抗力要求。
        2.2从经济适用性角度分析
        在国防机械工程中，对于材料的选择应当首要关注材料的适用性和经济性。比如，在国防机械铸造工艺中，就要保证材料的吸气性、收缩性、偏析性以及流动性是否良好。在锻造工艺中，就必须保障材料具有很好的冲压性、可锻性以及断后冷却性。在焊接工艺中，就要保障材料的适用性以及敏感性是否符合要求。机械加工材料由于特性不同，机械工程工艺所提供的材料在选择上也有所不同，既要保障满足工艺的需求，还要追求更好的工艺需求材料，针对不同的特性选择最优、最合理的材料，才是国防机械工程材料发展的正确方向。除了要注重国防机械工程材料的适用性，还要根据工程管理预算合理考虑设计材料是否满足经济性能。既要做到材料选择时的质量符合实际的要求，还要保障材料的价格经济实惠。然而对于可循坏利用的机械材料，就要促使其在整个国防机械工程制造过程中能够循环利用，这样才能最大限度地降低资源的消耗程度，减少机械工程的成本费用，最终提升整体的经济效益。

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        2.3从环保、节能角度分析
        我国制定的可持续发展战略目标就是生態、节能和环保，因此各行各业都要严格贯彻落实这一发展战略目标。一般情况下，在国防机械工程的材料使用过程中，很多原材料都是不可再生能源，一旦出现消耗过度的情况，最终就会对整个机械工程制造行业带来很大的安全发展隐患。因此，在材料的选过程中还要做好环保和节能，促使各项需求都能够满足实际要求。
        3机械工程材料的应用领域
        3.1钢材料及其应用
        现阶段工业仍旧是我国经济发展的支柱行业，而钢铁材料就是国防机械材料使用最多的一种。钢铁工业发展至今，不仅产品结构在发生着变化，发展速度也在快速增长，产业集中度也得到了进一步提升。其中最主要的应用领域为：电力系统、汽车工业、铁路与桥梁、船舶与海上钻井平台、兵器工业、石油开采机械以及输油管道、建筑行业等。
        3.2镁、镁合金及其应用
        镁材料具有优良的物理性能和机械加工性能，还具有非常丰富的蕴藏量，因此也被工业认为最有发展的轻量化材料，更是二十一世纪的绿色金属材料。其中汽车、摩托车等一些交通类产品都应用了镁合金，镁材料也成为了实际应用中最轻和便捷的金属材料，在汽车的减重和性能改善中发挥着巨大的价值，因此也逐渐受到了更多人们的重视，现阶段世界很多汽车公司已经将镁合金制造零件作为汽车行业发展的主要方向。此外，镁合金在电子信息和仪器仪表行业是应用发展最快的，在薄壁、微型、抗摔的基础之上，还有电磁屏蔽、散热和环保等优势，镁合金就成为厂家的最佳选择，镁合金的外壳也可以促使产品更加豪华和美观。近几年来，电子信息行业应用镁合金的消耗量也在急剧增加，逐渐成为了拉动全球镁消耗的重要动力需求。
        3.3铝、铝合金及其应用
        铝质材料的密度较小，导热性能良好，便于成型，价格比较廉价，这些都是铝合金的优点，因此也被大量应用在航空航天、交通运输以及建材等行业。比如在航空航天领域的应用中，铝合金就具有密度低、强度高、刚度比高、低温性能良好、耐腐蚀性、超高强的塑成型性能等优势，也是应用在航空航天行业中的最佳理想型结构材料。在航天领域中，铝合金已经取代了很多具有常规刚强度的铝含金，在发展中也具有非常大的优势，具有很好的发展前景。
        4国防机械工程材料的发展前景
        4.1实用性机械材料的发展
        在国防机械工程的制造过程中，首先就需要考虑材料的实用性。材料的应用需要根据设计的工艺指标来进行铸造、加工、热处理等。然而这些工艺对材料的特征要求比较严格，不同的工艺就必须满足不同的工艺要求特性，在保证生产需求的前提下，还要选择合理的加工材料。
        4.2低能耗国防机械材料的发展
        我国的发展战略目标是可持续发展，在各行各业的应用中也必须遵循。在材料的选择和应用上就需要满足能源消耗程度低、无污染等特性。在处理加工中，对于国防机械材料使用寿命最影响的就是热处理工艺，还会对生态环境造成严重的污染。因此就要尽量避免热加工处理，尽可能的降低消耗和污染。
        5结语
        综上所述，科学技术在飞速发展，同时也推动了我国社会经济的建设和发展。随着我国工业机械化建设进入了一个新的发展领域，也面临着材料浪费和环境污染等问题。只有在各行业发展的同时，解决材料浪费和环境污染问题，才能促进各行各业的可持续发展。
        参考文献
        [1]郭爱军，鲍崇高，谷丽东，等.机械工程材料应用及前景探索[J].煤矿机械，2017，（12）：19-21.
        [2]张瑞.机械工程材料应用及前景探索[J].工程机械，2017，（4）：58-63.
        [3]章崇任.机械工程材料应用及前景探索[J].建设机械技术与管理，2017，（1）：144-146.