化工机械设计中的材料选择及应用研究

邓晶想

鹤壁职业技术学院

化工机械设计中的材料选择及应用研究

邓晶想

鹤壁职业技术学院

社会经济正在以迅雷不及掩耳之势突飞猛进，机械设计的发展远不能仅仅停留在原地，尤其是其中对材料的选择与应用，这对于机械行业来说至关重要。从前，机械设计注重的是材料是否耐磨、是否抗压、腐蚀性如何等等。但是，随着经济发展要求的变化，机械设计材料选择在环保性、经济性等方面也有了一定要求。

化工机械；设计；材料；选择

1 材料的选择

1.1 载荷型

机械设计过程中，通常在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面:一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时，其中应力大多集中在材料表层，这就表明，材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上，如果机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工。通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，由于外载荷力作用到零件的横截面，使横截面的应力比较均衡，所以这就需要在机械材料的设计中，选择一些性能分布均匀的材料，保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。

1.2 碳素钢与合金钢型

在机械设计过程中，碳素钢是一种比较常用的材料，因为碳素钢的价格比较经济，加工的工艺性稳定因而被广泛运用。但是碳素的韧性和强度比较差，中等以上形状的材料不能被完全淬透，这在一定程度上影响了对碳素钢的使用。因此，可以在碳素钢中加入合金，进而形成一种新的材料，即合金钢。机械设计中合金钢的淬透性、韧性、强度得到了很大的提高，并且由于合金的加入也提高了合金钢的耐磨性。然而只有在零件的横截面较大、材料外载荷应力较大以及需要对材料进行淬透的情况下才能够使用合金钢，而其他情况一般应当选择碳素钢。

1.3 可回收和循环利用型

在机械制造领域内，金属材料的种类非常多，钢材就有100多种。导致在机械设计中，很难对材料进行分类，进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中，可以选择一些单一的合金系制作零部件，以有效提高对合金的回收和循环利用效率。

2 机械设计在材料选择与应用方面应该重视的问题

2.1 立足科学发展观

机械设计在材料的选择与应用方面首先应该立足科学发展观。机械设计一方面要让机械设备发挥最大使用功效，另一方面还要节约材料和能源，让资源得到合理配置。只有科学地选择材料和应用材料才能使机械材料与环境、社会、经济协和发展，从而创造一个可持续发展的社会。

2.2 注重环保性与节能性

机械设计在选择材料的时候一定要考虑材料是否环保、是否节能。虽然我国经济发展速度很快，但是其中存在的问题却非常突出，例如资源消耗，能源浪费，环境污染，不可再生资源枯竭等等，这一系列负面影响对我国经济长久发展极为不利。因此，机械设计未来发展方向一定要是节能环保的，再也不能以损害人类生存环境为代价。

2.3 重视实用性与经济性

机械设计材料选择与应用的另一考虑因素就是实用、经济。要想选择最实用、最经济的材料一定要对材料的特性、工艺充分了解。首先，考虑选择材料的实用性，机械设计中要涉及到各种复杂的工艺，例如焊接、铸造、切割等，而不同的工艺在材料性质方面具有不同的要求，如果其中一种材料需要进行多次加工和处理，那么，其他的工艺对此材料也必要达到要求，否则，整个机械设计的质量都会受到影响。其次，考虑选择材料的经济性，主要指的是进行机械设计的时候要注重原材料的成本，以及材料加工的成本。因此，对于机械设计来说，选择材料的时候一定要选择经济实用的，从综合的角度出发，进行科学合理的选择。

3 材料的应用

3.1 使经济性和实用性相结合材料

在实际应用的过程中一定要注意必须结合材料所适用的制作工艺，因为不同的制作工艺对材料的要求是不同的。另外，还要在满足制作工艺的要求下对成本加以控制。根据企业自身的经济能力，对成本进行控制，为企业节省一部分开支。既经济又实用，这是材料应用发挥最大效果的情况。所以，怎样将经济性和实际性二者进行很好的结合，是机械设计材料选择应该考虑的问题。

3.2 参照零件的制作工艺

不同的制作工艺，对材料的要求是不同的。比如热处理工艺，操作时要考虑材料是否容易淬透。零件是组成机械的最小单位。在制作零件时，不仅要考虑零件成本的高低，还要确保零件的工作性能。零件一旦没有良好的性能，就可能造成其他意外效果的发生，影响整个设备的工作效果。所以选材时，一定要着重于零件的性能，其次还得控制成本的高低。

3.3 做好防腐保护

化工设备在工作环境中与空气和空气中的水汽会发生化学反应，这导致化工设备极其容易出现腐化，这在日常生活中是经常发生的，并对整个设备都会造成很大危害。而且一旦发生腐蚀，设备的外观和内部性能都会发生变化，严重时还会影响化工工作的完成度。这就要求在具体使用材料的时候，要选择防腐性能好的材料。最好是尽量用金属性质的材料。并根据设备的具体情况，在设备外层涂抹一层防锈漆，隔绝空气和水汽，保护材料和设备不发生腐化。在设计中，尽可能不给水汽淤积在设备上的机会。在保证设备具有好的防腐性能的同时，还要注意设备的运行是否稳定，确保运作的连续性，避免腐蚀情况影响整个工作的开展。在实际工作中，要及时检查、及时发现腐化现象，并且及时处理。腐化发生时，一定要彻底将腐化物清理出去。

4 结束语

综上所述，工业发展离不开化工机械设备，保证其正常运行是工程项目的正常生产和运作的前提与关键。而化工机械设备又离不开化工机械的设计，作为机械设计最关键的内容之一，材料选择的质量的好坏将直接关系到整个机械设计工作质量的好坏，因此要倍加注意，以保证机械设备的正常运行。

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