发动机曲轴的材质有哪些

发动机曲轴的材质主要包括铸铁、球墨铸铁、合金钢、钛合金、镍基超合金和粉末冶金等。

在汽车发动机中，曲轴通常采用铸铁、球墨铸铁或合金钢作为主要材料。铸铁虽然具有较高的抗压能力且成本相对较低，但其抗拉强度和韧性较差。相比之下，球墨铸铁通过在铸铁中添加球状石墨颗粒，显著提高了抗拉强度和韧性。

合金钢则是通过加入合金元素，如钼、铬等，使其具备更好的耐磨性、抗腐蚀性和红硬性等性能。此外，飞机发动机曲轴由于需要更高强度和更低重量，通常采用钛合金、镍基超合金或粉末冶金等材料。

车用发动机曲轴材质还包括中碳钢和中碳合金钢。球墨铸铁具有良好的切削性能，能够获得理想的结构形状，同时可以进行各种热处理和表面强化处理。其成本只有调质钢曲轴的1/3左右，因此在国内外得到了广泛应用。例如，美国车用发动机曲轴采用球墨铸铁的比例为90%，英国为85%，日本为60%，国内中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁，而功率在160kW以上的发动机曲轴则多采用锻钢曲轴。

另外，还有非调质钢，如东风汽车公司研制的50MnV等。为了进一步提高球墨铸铁的强度和韧性，可以通过细化晶粒和显微组织、降低有害杂质含量、球化或钝化分散弱相、生成或引入韧性好的不连续组织等方法来解决。例如，奥氏体等温淬火球铁通过特定处理获得混合组织，显著提高了性能，在国外已进入实际应用阶段，而我国则处于试验研究阶段。