曲軸材料的選擇依據(jù)是什么
曲軸材料的選擇依據(jù)主要有這些。
首先是性能要求,曲軸工作環(huán)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(fā)動機,因其能滿足這類發(fā)動機對曲軸高負荷運轉(zhuǎn)的性能需求。而鋁合金材料密度低、熱膨脹系數(shù)小,適用于高速、低載荷發(fā)動機,能發(fā)揮其優(yōu)勢滿足相應(yīng)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(jié)構(gòu)形狀,有利于輕量化設(shè)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(yōu)勢,這也是其被廣泛應(yīng)用的原因之一。
成本因素也很關(guān)鍵。碳素結(jié)構(gòu)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(zhì)量穩(wěn)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(yīng)用場景中使用。
質(zhì)量穩(wěn)定性也是重要依據(jù)。鍛鋼鑄造質(zhì)量穩(wěn)定,能保證曲軸產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性,在一些對質(zhì)量要求嚴格的發(fā)動機中是重要選擇因素。
應(yīng)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(yīng)用場景對曲軸材料要求不同。汽車發(fā)動機曲軸一般用鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鋼;飛機發(fā)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(fā)動機工況差異大,像飛機發(fā)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(fā)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(lián)網(wǎng))
>>點擊查看今日優(yōu)惠<<