连杆热处理工艺的优化设计

1.连杆的热处理工艺分析

（1）连杆的失效分析

1）在高应力区（杆身中间、小头与杆身的过渡区、大头与杆身的过渡区）易产生疲劳裂纹，进一步拓展后断裂。

2）常因原材料缺陷、锻造折叠及隐藏的淬火裂纹等导致连杆断裂。

（2）连杆主要性能要求 为了适应连杆工作时能够承受交变的拉-压应力和弯曲应力需要，在GB／T 23340—2009《内燃机 连杆 技术条件》中规定，连杆热处理后抗拉强度R_m≥735MPa；屈服强度≥539MPa；冲击韧度α_k≥58.8J／cm²。连杆调质后应进行强化喷丸处理，使其表面呈压应力状态，以增强表面抗疲劳性能。

（3）连杆选材要点 制造连杆的材料，目前有两大类：钢质材料（调质钢和非调质钢）；铸铁材料（球墨铸铁和可锻铸铁）等。

球墨铸铁和可锻铸铁因其可加工性优良，在交变载荷作用下的疲劳极限与一般碳钢相近，且成本较低，则在少数机型中得到应用。

用非调质钢制造连杆，与调质钢相比具有简化工艺、提高材料利用率、改善连杆质量、节约能耗和降低成本等优点。改革开放以来，我国在非调质钢研制和应用方面取得了一定成果，并逐渐在连杆和曲轴等零件上推广应用。(www.xing528.com)

（4）连杆的热处理方法 连杆的热处理一般为调质处理和喷丸强化。非调质钢制连杆可通过控制锻后冷却速度来获得预期的组织和性能。

2.典型连杆的热处理工艺设计

以轿车和小型拖拉机连杆为例，对其进行热处理工艺设计。

（1）材料选择 轿车和小型拖拉机连杆常用45、40Cr和45Mn2钢制造。

（2）热处理工艺设计 连杆的调质处理既是其预备热处理，也是其最终热处理。目前有些企业用锻后余热淬火回火代替调质，取得较好效果，既简化工艺、节能，又改善可加工性，还提高力学性能。表4-3所示为轿车和小型拖拉机连杆的调质处理工艺。调质质量全面合格后转入喷丸强化。

表4-3 轿车和小型拖拉机连杆的调质处理工艺