曲軸材料的選擇依據是什么

曲軸材料的選擇依據主要有這些。

首先是性能要求，曲軸工作環境惡劣，對剛度、強度、抗拉強度、疲勞強度、耐磨性等要求高。像高強度合金鋼就適用于大功率、高速和高性能發動機，因其能滿足這類發動機對曲軸高負荷運轉的性能需求。而鋁合金材料密度低、熱膨脹系數小，適用于高速、低載荷發動機，能發揮其優勢滿足相應工況需求。

加工工藝可行性方面，球墨鑄鐵切削性能良好，易于成型，能進行各種處理，通過鑄造方法可獲得理想結構形狀，有利于輕量化設計，隨著鑄造工藝水平提高加工余量減小，在加工上有著很大優勢，這也是其被廣泛應用的原因之一。

成本因素也很關鍵。碳素結構鋼機械性能良好、成本效益高；球墨鑄鐵成本低廉，在滿足性能要求的前提下，能有效控制成本，所以在很多汽油機曲軸和小型柴油機曲軸上通常會采用。而鍛鋼雖然強度和硬度更高，沖擊韌性和延伸率較高，鑄造質量穩定，適合表面強化處理，但成本較高，一般在對性能要求極高的中高速柴油機等應用場景中使用。

質量穩定性也是重要依據。鍛鋼鑄造質量穩定，能保證曲軸產品質量的一致性和可靠性，在一些對質量要求嚴格的發動機中是重要選擇因素。

應用表面強化工藝可能性也影響選材。鍛鋼適合表面強化處理，通過表面強化工藝能進一步提升曲軸的性能，滿足更嚴苛的工作條件。

另外，不同的應用場景對曲軸材料要求不同。汽車發動機曲軸一般用鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鋼；飛機發動機曲軸用鈦合金、鎳基超合金或粉末冶金等。因為不同的發動機工況差異大，像飛機發動機需要材料具備在高溫、高壓、高負荷等極端條件下工作的足夠強度、剛度和耐久性。

總之，曲軸材料選擇要綜合考慮發動機功率、性能需求、成本、加工工藝等多方面因素，選出最適合的材料 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）