機(jī)械工程材料的應(yīng)用及發(fā)展前景的展望

機(jī)械工程材料的應(yīng)用及發(fā)展前景的展望摘要：機(jī)械工程材料是機(jī)械工程設(shè)計(jì)與質(zhì)量的重要前提。因此必須做好機(jī)械工程材料的選用工作，并重視機(jī)械工程材料的研發(fā)，從而促進(jìn)機(jī)械工程的取得更大的成績(jī)，為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；材料應(yīng)用；發(fā)展前景、，-、?前言機(jī)械工程材料影響著機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、仿制、維修等方面，可見其是機(jī)械工程中不可或缺的重要組成部分，也是節(jié)約機(jī)械所用成本的關(guān)鍵所在，因此如何在保證既經(jīng)濟(jì)又有質(zhì)量保證的前提下處理好多種工程材料的選擇與應(yīng)用是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。機(jī)械工程材料選擇選擇應(yīng)用的現(xiàn)狀分析從構(gòu)件失效抗力角度分析材料失效抗力主要指構(gòu)建自身是否具備抗磨損、抗變形等能力，通過(guò)對(duì)構(gòu)件參量進(jìn)行表征以避免構(gòu)件材料在使用前便出現(xiàn)失效的狀況。以往失效抗力在研究過(guò)程中既需考慮到材料力學(xué)性能，也需構(gòu)建相應(yīng)的模型確定其在實(shí)際工況中的特性。如許多學(xué)者關(guān)于熱作模具鋼的失效分析過(guò)程中，通過(guò)測(cè)試材料壽命并分析模具壽命，得出模具設(shè)計(jì)選材的標(biāo)準(zhǔn)，其具體選材步驟主要體現(xiàn)在：（1）對(duì)用于零件成形的機(jī)械材料進(jìn)行確定并結(jié)合模具使用條件，以此判斷選擇哪種模具以及具體抗力要求；（2）通過(guò)對(duì)模具時(shí)效形式的分析對(duì)抗力指標(biāo)進(jìn)行確定，選擇滿足指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的鋼種；（3）對(duì)滿足抗力指標(biāo)要求且符合模具類型的鋼種確定的基礎(chǔ)上，判斷是否與首相抗力指標(biāo)以及其他指標(biāo)相吻合；（4）進(jìn)行選材過(guò)程中還需考慮到材料的來(lái)源、經(jīng)濟(jì)性以及是否便于生產(chǎn)管理等因素。這種選材方式的研究很大程度上為熱模具的選材奠定理論基礎(chǔ)。從經(jīng)濟(jì)適用性角度考慮在機(jī)械工程對(duì)于材料的選擇應(yīng)用首先需要關(guān)注的就是材料的適用性和經(jīng)濟(jì)性。比如，在機(jī)械鑄造工藝中需要保正材料具備良好的吸氣性、收縮性、偏折性和流動(dòng)性；而在鍛造工藝中則要求材料必須具備較好的沖壓性、可鍛性、冷鐓性和斷后冷卻性；焊接工藝對(duì)材料的適用性和敏感性要求較高。機(jī)械加工材料的不同特性為機(jī)械工程工藝提供了不同的材料選擇，在保證滿足工藝需求的前提下，把握好工藝需求材料的各種特性，合理化選擇材料才是機(jī)械工程發(fā)展的正確方向。在注重了機(jī)械工程材料的適用性后，還需要根據(jù)工程預(yù)算合理考慮設(shè)計(jì)材料的經(jīng)濟(jì)性。既要做到選材的質(zhì)量要求達(dá)標(biāo)，也要保證經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的材料價(jià)格選擇。而對(duì)于可循環(huán)利用的機(jī)械材料，在整個(gè)機(jī)械工程中應(yīng)當(dāng)循環(huán)利用，降低資源消耗，減少機(jī)械工程成本，提高整體的經(jīng)濟(jì)效益。從環(huán)保、節(jié)能角度考慮國(guó)家制定的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略就是要求生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能，任何企業(yè)都必須認(rèn)真貫徹黨的戰(zhàn)略方案。一般來(lái)說(shuō)，在機(jī)械工程的使用材料中，很多原材料都是不可再生能源，如果過(guò)度消耗，最終勢(shì)必會(huì)給機(jī)械工程行業(yè)帶來(lái)極大的隱患。因此，我們?cè)诓牧线x擇與應(yīng)用工作中要做到環(huán)保和節(jié)能，盡可能的使得環(huán)保要求和使用需求都能滿足。機(jī)械工程材料的應(yīng)用鋼鐵材料及其應(yīng)用當(dāng)前工業(yè)仍然是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體行業(yè)，而鋼鐵材料也一直是使用較多的重要的機(jī)械材料。鋼鐵工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在變化、增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)集中度進(jìn)一步提高等趨勢(shì)主要應(yīng)用領(lǐng)域：為電力系統(tǒng)、汽車工業(yè)、鐵路與橋梁、船舶與海上鉆井平臺(tái)、兵器工業(yè)、石油開采機(jī)械及輸油管道、化工壓力容器、建筑鋼筋和構(gòu)架等。鎂、鎂合金及其應(yīng)用鎂具有優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，此外其還具有豐富的蘊(yùn)藏量，因而被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化材料，其也是21世紀(jì)的綠色金屬材料。汽車、摩托車等交通類產(chǎn)品用鎂合金，鎂作為實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料在汽車的減重和性能改善中的重要作用受到人們的重視，世界各大汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為重要發(fā)展方向。另外，鎂合金應(yīng)用發(fā)展最快的是電子信息和儀器儀表行業(yè)，在薄壁、微型、抗摔撞的要求之下，加上電磁屏蔽、散熱和環(huán)保方面的考慮，鎂合金成了廠家的最佳選擇，鎂合金外殼可使產(chǎn)品更豪華、美觀。近幾年電子信息行業(yè)鎂合金的消耗量急劇增加，成為拉動(dòng)全球鎂消耗量增加的另一重要因素。鋁、鋁合金及其應(yīng)用密度小、導(dǎo)熱性好、易于成形、價(jià)格低廉等都是鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，因而其被廣泛的應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材等部門。例如，在航空航天領(lǐng)域，鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的低溫性能、良好的耐腐蝕性能和卓越的超塑成型性能，被認(rèn)為是航空航天工業(yè)中的理想結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域，鋁鋰合金己在許多航天構(gòu)件上取代了常規(guī)高強(qiáng)鋁含金，鋁鋰合金作為儲(chǔ)箱、儀器艙等結(jié)構(gòu)材料具有較大優(yōu)勢(shì)國(guó)外預(yù)測(cè)，含抗鋁一鎂合金及其它系列的鋁合金有可能成為下一代飛機(jī)的重要結(jié)構(gòu)材料。TiAi基合金的板材除了有望直接用作結(jié)構(gòu)材料外，還可以用作超塑性成型的預(yù)成型材料，并用于制作近凈成型航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件及超高速飛行器的翼、殼體等又如，在汽車領(lǐng)域，汽車用鋁合金材料的3/-4為鑄造鋁合金，主要是發(fā)動(dòng)機(jī)部件，傳動(dòng)系部件，底盤行走系零部件變形鋁合金主要用于熱交換器系統(tǒng)，車身系部件鋁基復(fù)合材料在某些范圍內(nèi)替代鋁合金、鋼和陶瓷等傳統(tǒng)的汽車材料，用于汽車關(guān)鍵零件，特別是高速運(yùn)動(dòng)零件，對(duì)減少質(zhì)量、減少運(yùn)動(dòng)慣性、降低油耗、改善排放和提高汽車綜合性能等具有非常積極的作用，在汽車領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。稀有金屬材料及其應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械工程中稀有金屬也有著廣泛的用途。例如，在電子工業(yè)領(lǐng)域，高純度稀有金屬鍺是最王要的半導(dǎo)體材料之一，此外鈮、鎢、鋁、鈦等也都是電了工業(yè)的重要材料；稀有金屬鉭用以制造比容大、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電容器，成為航空及航天設(shè)備中的重要電子元件。又如，在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域，稀土金屬及稀有高熔點(diǎn)金屬都是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼的重要添加劑，少量稀土或釩加入到鋼中，能大大提高強(qiáng)度和耐沖擊性能，大量用于煉制各種低合金鋼。鎢用于煉制高速切削用鋼，稀有高熔點(diǎn)金屬的碳化物都具有很高的熔點(diǎn)、硬度和耐磨性能，因此廣泛用于制作硬質(zhì)合金。機(jī)械工程中材料的發(fā)展前景實(shí)用性機(jī)械材料的發(fā)展在機(jī)械工程中對(duì)于材料的選用需要首先考慮機(jī)械材料的實(shí)用性。在機(jī)械工程中，材料的應(yīng)用通常需要根據(jù)設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)進(jìn)行合理鑄造、加工、切削、熱處理等。而這些工藝對(duì)材料特征的要求比較嚴(yán)格，針對(duì)不同工藝，必須選擇滿足工藝要求的特性材料，在保證生產(chǎn)需求的前提下，確保零件加工符合設(shè)計(jì)需求。零件的加工需要考慮材料的強(qiáng)度和耐磨性能，同時(shí)對(duì)于材料加工后的外觀上很可能存在特殊要求，這就需要更具不同的零件需求特征，選擇合理的加工材料，滿足加工需求。載荷類型機(jī)械材料的發(fā)展機(jī)械工程加工過(guò)程中，機(jī)械材料可能會(huì)出現(xiàn)失效現(xiàn)象，而在機(jī)械零件被應(yīng)用到機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，也可能出現(xiàn)抑制失效問(wèn)題，這些情況都是由于設(shè)計(jì)選擇的材料在負(fù)荷能力上存在差異導(dǎo)致的。為了有效保證機(jī)械設(shè)計(jì)正常應(yīng)用，這就需要嚴(yán)格掌控機(jī)械工程材料的選擇應(yīng)用。選材時(shí)必須重點(diǎn)估算材料的荷載能力，結(jié)合設(shè)計(jì)需求，合理選擇性價(jià)比高的綜合荷載能力強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)材料。低消耗機(jī)械材料的發(fā)展我國(guó)可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)用在各行各業(yè)，對(duì)于機(jī)械工程來(lái)講，可持續(xù)性發(fā)展就必須保證設(shè)計(jì)選材和應(yīng)用的低消耗、無(wú)污染特性。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)材料的加工處理也需要注意低消耗和環(huán)保方式和方法。在機(jī)械加工處理工種，熱處理是目前對(duì)機(jī)械材料使用壽命和性能損壞影響最大的加工工藝，而且這種加工工藝還會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大污染。所以盡量規(guī)避熱處理加工工藝，在機(jī)械工程中可選擇冷、熱軋狀態(tài)下材料性能發(fā)揮較好的材料。如果無(wú)法避免熱處理加工，則選用處理流程簡(jiǎn)便的材料，這樣就可以降低消耗和減小污染。無(wú)害機(jī)械材料的發(fā)展在機(jī)械工程加工中，很多材料可能回帶來(lái)一定的危險(xiǎn)元素，比如：Ni元素。這類元素不僅污染環(huán)境，還會(huì)對(duì)人體造成永久性傷害。所以需要在選擇機(jī)械材料時(shí)，注意對(duì)材料的檢測(cè)，避免有害材料混入其中，被應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備里。3.5可回收機(jī)械材料的發(fā)展機(jī)械工程中相當(dāng)一部分零件都是金屬制成，而金屬的產(chǎn)量有限，隨著機(jī)械化建設(shè)的消耗，已經(jīng)越來(lái)越稀薄，這也使機(jī)械化發(fā)展受到限制。鋼材的應(yīng)用在機(jī)械工程中比較常見，而鋼材類型眾多，對(duì)于回收工作帶來(lái)一定的困難。不同類型金屬元素混合，導(dǎo)致回收工作中浪費(fèi)材料。所以，在保證機(jī)械工程行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，必須保證選取可回收循環(huán)利用的機(jī)械加工材料。結(jié)語(yǔ)科技的進(jìn)步推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)工業(yè)機(jī)械化建設(shè)也不斷取得新突破，而伴隨著機(jī)械化建設(shè)發(fā)展