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(duì)剛度、強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、耐磨性等要求高。像高強(qiáng)度合金鋼就適用于大功率、高速和高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，因其能滿足這類發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)曲軸高負(fù)荷運(yùn)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(dòng)機(jī)，能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)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(jìn)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(jì)，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(shì)，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(jī)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(jī)曲軸和小型柴油機(jī)曲軸上通常會(huì)采用。而鍛鋼雖然強(qiáng)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(qiáng)化處理，但成本較高，一般在對(duì)性能要求極高的中高速柴油機(jī)等應(yīng)用場(chǎng)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(duì)質(zhì)量要求嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)中是重要選擇因素。

應(yīng)用表面強(qiáng)化工藝可能性也影響選材。鍛鋼適合表面強(qiáng)化處理，通過表面強(qiáng)化工藝能進(jìn)一步提升曲軸的性能，滿足更嚴(yán)苛的工作條件。

另外，不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)曲軸材料要求不同。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一般用鑄鐵、球墨鑄鐵或合金鋼；飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用鈦合金、鎳基超合金或粉末冶金等。因?yàn)椴煌陌l(fā)動(dòng)機(jī)工況差異大，像飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)需要材料具備在高溫、高壓、高負(fù)荷等極端條件下工作的足夠強(qiáng)度、剛度和耐久性。

總之，曲軸材料選擇要綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)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)）