Page 16 - 机械技术运用及理论研究

4 机械技术 运用及理论研究 Research on the Application and Theory of Mechanical Technology

能，物理性能和化学性能得到提高等的需求。另一方面，要注意选择的材料在机
械生产和加工过程中必须具有很强的可操作性、经济性和工人在工作过程中的安
全性。在整个机械设计中材料的选择和应用的过程中，有具体的几个方面的要求，
以下就是相关工作人员需要特别注意的：第一，机械设计中的材料载荷类型的选

择。通过大量的调查研究，其结果表明，在机械设计的工作过程中，过多的零部
件之所以失效其根本原因就是机械设计中材料的外载荷性能所影响的。然而，机
械零部件所具有的各种各样的应用性能却能很好地抑制这种零部件失效的问题。
这就体现出了机械设计中选择材料的外载荷性能和零部件能很好地抑制失效问题

之间的矛盾所在。因此，在机械设计中材料的选择过程中，要尤其注意所选零部
件材料载荷能力的大小和应力能力的大小。具体地说，可以把机械设计中材料载
荷性能的选择分为以下两点：当材料外载荷的作用力使机械材料的零部件发生弯
曲和扭转的现象时，其最大的应力就几乎全部集中于所用机械材料的表层之中了。

这就充分表明机械材料表层的性能可以在抑制机械材料在零部件失效问题上发挥
巨大的作用。如果在机械设计中选择的材料需要达到这种程度的载荷作用时，就
可以选择采用中碳钢调质或者是低碳钢渗碳的处理方法对其进行机械的加工和制
造。第二，在机械的制造过程中，有些零部件只需要单一的承受拉伸、剪切或者

压缩应力，这是机械材料的外载荷作用力沿着机械的整个零部件横截面均匀分布
的，这就是说，相关工作人员在机械设计的工程之中，要应用各个部分性能可以
均匀分布的零部件材料，从而使机械的加工和生产的各个环节工作效率得以提高，
保障机械制造的顺利进行。第三，机械设计中碳素钢与合金钢材料的选择。在目

前的机械材料选择的市场中，因为碳素钢本身的加工性能好、操作性能强和成本
价格优越等方面的优势，使碳素钢得到了广泛的应用。但是相关工作人员要注意
一些问题，这种碳素钢有一些缺陷，如碳素钢的强度低、韧性低；中等形状以上
的材料的零部件没办法对其进行热处理加工淬透作业等。这些方面的缺陷使碳素

钢在机械设计中材料的选择中受到了很大的限制。但是经过不断的研究，发现只
要在碳素钢中加入一定比例的合金元素就可以形成合金钢。形成的合金钢的强度
与韧性方面都有了一定的提高，在一定程度上，还使零部件增加了一些特殊的性
能，如耐腐蚀；耐高温和耐磨损等。但是大部分的人认为，虽然新形成的合金钢

在各个方面都要比碳素钢的性能要好，但是在机械设计中只有在材料外载荷作用
力较大或者零件的有效截面尺寸较大而且还需要进行淬透的情况下才可以选择应