1选题背景和意义连杆作为传递力的主要部件广泛用于各类机动车上，是各类柴油机和汽油机的重要部件，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞鞘与活塞连接，其作用是使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动。连杆要承受内燃机的冲击力、压缩力和连杆往复运动的惯性力、拉伸力。这就要求连杆要具有很高的韧性、强度和疲劳性能。 68712

   为了保证连杆的疲劳强度，要求连杆的材料要具有良好的综合力学性能及工艺性能。以往连杆材料几乎普遍采用碳素调质钢和合金调质钢，20世纪70年代由于石油危机，为节省能源，欧美和日本开始大量应用非调质钢，并取得很大的进展。随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。

   在满足性能指标的前提下，连杆的材料和制造技术关联很大，非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。近年来，采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术可以大幅度地减少机械加工工序，由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件，以满足工艺的需要。 

   随着国内对于汽车的排量以及相关油耗的要求不断提升，小排量、大功率、高转矩已经成为整个汽车发动机行业发展的主要趋势之一，现阶段汽车的最高爆发压力已经达到20兆帕，由于不断增强对于汽车发动机的设计的要求，使得人们关心汽车发动机连杆材料的整体质量，且国内外对发动机连杆零件加工工艺的研究工作也在不断地推进。如何制定一套合理的加工工艺是我这次设计的主要内容。

2调研报告

2.1材料

  现阶段国内外汽车发动机连杆材料主要使用的原料有三大类，分别为：调质钢、非调质钢和金属基复合型材料。

   1.发动机调质钢连杆材料

   调质钢实现阶段最为传统的发动机连杆材料，也是现阶段国内生产汽车发动机连杆最主要采用的材料之一。其主要的缺点是整个生产工艺消耗时间较长，能量消耗较高，材料整体的氧化脱碳较为严重。调质钢另一方面的工作为强化，也就是对调质钢的表面进行喷丸强化和热化处理。采用调质钢的主要优势为该种类型钢材能够提供较强的韧性且质量容易得到保证。但是考虑到其生产工艺的复杂性，能耗较大及钢材生产成本较为昂贵，该种材料会随着新型材料的不断出现而逐步被取代。

  2.发动机连杆非调质钢材料

  所谓的非调质钢材料是在中碳钢的内部加入一定量的的钛、钒等相关的微量合金元素，在具体的生产过程中通过实现对于锻造过程及轧制过程冷却速度的有效控制，使其在内部气体中析散出一定量的氮碳化合物，最终得到强度强化的目的。在进行非调质钢材的生产过程中，由于其主要的添加物为微量合金元素，因此其总体的生产成本较低，是一种价位较低的节能型钢材，这也是现阶段非调质性钢材逐渐取代调制型钢材的主要原因之一。国外在进行发动机连杆的生产过程中主要采用的材料为非调质性钢材。我国于20世纪80年代开始了非调质性钢材的研究工作并取得一些关键性的进展，但是其整体的技术水平与世界汽车生产大国相比还有着较大的差距。

  3.金属基复合型发动机连杆材料

  在进行连杆的设计过程中，如果能够降低连杆整体的重量，这就能在很大程度上降低发动机的惯性力及振动幅度。所以，现阶段人们在生产发动机连杆的过程当中开始广泛使用一些轻质的材料，来实现发动机整体质量的降低，现在较为常用的是用镁、铝等相关的轻型金属作为连杆的基体性材料，再用陶瓷纤维、不锈钢纤维或者晶须作为相关的强化型材料，将轻质金属和纤维通过相关的方式进行结合，制成金属基复合材料。现阶段，国内外都已经开展了金属基复合型材料在汽车连杆生产过程中的应用工作。