过程装备设计中材料的选择运用分析

0 引言

深化工业化的真正内涵体现在装备产业更深入的发展，整个过程装备产业从初级向深层发展，在以往阶段这种发展只是追求数量的粗放增长，但是随着其理论的不断研究发展，这种发展开始逐渐重视以技术创新为核心的产业升级。目前，我国装备行业竞争力较强的子行业中比较重要的就是材料了，过程装备与控制工程设计的各方面知识比较多，比如科学与机械工程、化工工艺与理论等。从整体上看，我国装备制造业具有产业集中度低、研发强度低的特点，从这些方面来看，还需要进一步的加强[1]。从材料选择应用能力来看，从原料到产品都需要经过多种复杂的工艺过程，在开展装备设计的过程中，材料的选择工作极其重要。

1 过程装备设计中材料的优选的重要意义

目前，科技日益发达，信息化时代到来，国民经济快速发展，在这一时期内，工业化进程继续加快，在为我国机械制造业的发展创造更有利的条件。但是另外一方面，机械制造业发展的过程中，出现了许多问题。目前，在机械工业中，各种机械材料的应用迅速发展，甚至部分材料都有短缺。为了有效地避免问题的恶化，在现代机械设计中，必须充分考虑到工业发展造成的材料消耗量的增加。如果想让这些材料得到合理选择和使用，只有充分发挥它们的作用，才有可能做到这一点。工艺过程装备的设计应注意材料的选择，从任意一角度来说，都需要综合考虑材料的使用性能，材料的工艺特点，材料的经济性。选择材料作为容器设计的关键要素是完成设备设计过程的第一步，材料的选择包括材料强度、硬度、稳定性等，通过综合考虑多种因素，通过材料的最优选择，可以满足设备需求的运行质量。目前，中国机械设计应用过程中的一些重要材料显示，情况比较矛盾，因此，在迅速发展的工业体系和社会经济背景下，基本原料的质量很高，这是和迅速的经济发展是相互矛盾的[2]。优选材料对于促进工艺设备机械设计的可持续发展十分重要，也有助于提高社会效益。

2 在过程装备设计中材料选择和应用的原则

在选择材料时，必须充分了解材料的使用情况，以确保选择的效果。只有充分研究和合理利用材料的特性，才能充分发挥其作用。过程装备设计必须考虑到材料的所有方面，这主要取决于各部分的功能需求，在此基础之上才做出选择。例如，许多设备对材料强度有较高的要求，这些表面往往是摩擦的，如果组件在高温下工作，则材料必须耐高温，对表面硬度有更高的要求。

使用材料的机械性能根据零件的工作条件和损伤类型确定，零件的使用寿命延长。权衡各种材料的机械性能，测量流动极限和强度极限及其他数值参数，材料应具有高度疲劳度，材料淬透性分析机械性能是通常在金属材料中使用的一系列指标。在机械制造中，机械零件一般在正常温度、大气压力和不高强度腐蚀的环境中使用，而在使用过程中机器的每一个零件都将承担不同的负荷。金属材料的使用质量由机械性能决定，机械性能也是零件结构和材料选择的重要基础。在各种情况下，根据额外载荷的性质，金属材料的机械性能也各不相同。额外载荷包括拉伸、压缩、扭转、冲击和循环载荷。在材料优化过程中，材料的机械性能应符合弹性、刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性等要求，还包括疲劳强度，抗断裂强度和粘度，根据设备不同的使用需要[3]，机械性能最优化符合材料的要求。

3 在过程装备设计中材料选择和应用的要点

首先，材料经济性方面。应尽可能将节约性和协调性统一一致地考虑应用。在目前的设备操作过程中，对材料的选择的成本效益和适用性给予了极大的关注，工程师应认真对待材料制造技术，将其作为材料选择的标准。各种机械材料，其技术要求相差很大，对铸造、焊接和切割有不同的工艺要求。因此，在选择材料的过程中，为了更充分地利用其特性，必须仔细审查其使用情况。在保证零件使用性能的基础上，对材料进行合理控制并保证材料的经济性。有效结合环境保护和节能的特点。由于我们的可持续发展战略为生产过程中的能源节约和环境保护提出了新的要求。在实际生产过程中，企业必须认真考虑保护环境和节能材料。在过程装备设计中，通常使用许多不可再生的能源，如果这些材料消耗得太快，这将对我国的可持续发展产生严重影响。因此，在实际执行材料选择过程中，应尽可能遵循节能和环保原则，更合理的材料选择，以确保材料的环境性能。

文章来源：《冶金与材料》 网址: http://www.yjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0708/930.html