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世界经济的飞速增长,同时也导致了资源、能源、生态环境以及经济可持续发展等方面的巨 大矛盾。钢铁作为传统材料，属于能耗、物耗高和污染重的行业，生产成本与环境的代价都较高。随着制造业技术的发展，在精密机械或仪器的零部件中、在精密加 工、特种加工和微细加工技术中钢铁金属材料较难满足部分部件产品性能要求，有必要在自然界中寻找一种比金属更稳定、更耐磨、能长时期保持高精度的原材料代 替钢铁，同时价廉、环保、出产丰富易于加工。当前绿色产品的生产是企业生存和竞争的根本。绿色材料是绿色产品生产的基础。材料的环境协调性是绿色材料的主 要属性。如... 展开 世界经济的飞速增长,同时也导致 了资源、能源、生态环境以及经济可持续发展等方面的巨大矛盾。钢铁作为传统材料，属于能耗、物耗高和污染重的行业，生产成本与环境的代价都较高。随着制造 业技术的发展，在精密机械或仪器的零部件中、在精密加工、特种加工和微细加工技术中钢铁金属材料较难满足部分部件产品性能要求，有必要在自然界中寻找一种 比金属更稳定、更耐磨、能长时期保持高精度的原材料代替钢铁，同时价廉、环保、出产丰富易于加工。当前绿色产品的生产是企业生存和竞争的根本。绿色材料是 绿色产品生产的基础。材料的环境协调性是绿色材料的主要属性。如何评价材料的环境协调性和进行绿色材料的选择是当前环境科学的一个研究重点。
通过建立钢铁和花岗石材料生产的生命周期环境评价体系，对钢铁和花岗石生产的目标范围进行界定，明确钢铁和花岗石的生产工艺流程和产污点，明确污染物 的种类和排放量，利用物料平衡计算环境负荷，通过清单分析和分类，对吨钢和每立方花岗石材料生产过程的环境负荷、能耗与资源消耗等方面进行计算对比分析； 运用运筹学矩阵分析理论，建立简式材料生命周期评价矩阵，以半定量的方式从花岗石和钢铁材料的全生命周期过程进行环境属性评价，确定花岗石的环境协调性优 于钢铁材料。
针对传统设计中材料选择存在的问题，给出了机械产品材料选择的四个原则、方法和步骤,基于材料选择的使用性、环境性、工艺性和加 工工艺性的四个基本原则，借助AHP等相关数学知识，建立材料选择的模型框架，提出材料选择多属性三级决策的新思路，并对多属性三级决策法的流程和步骤给 予详细描述。通过该材料选择法从材料角度计算出花岗石在部分机械产品中可替代钢铁。并以花岗石作为数控车床部分另部件材料为例从资源的可持续性利用、环境 影响、材料的机械性能和生产成本方面进行探讨。
通过对花岗石构件的设计分析，提出花岗石作为机械产品部件的加工工艺性要点，为拓宽自然资源材料花岗石在机械制造业中的应用提供借鉴参考。