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       直讀光譜儀作為金屬冶金工業(yè)中不可或缺的分析檢測儀器，為檢測鑄件產(chǎn)品元素提供保障。汽車燃油發(fā)動機中，連桿作為一項重要零件，材質不同，其效用也不同。

       碳素調質鋼和合金調質鋼是連桿用鋼的傳統(tǒng)鋼種，通常小功率的發(fā)動機采用碳素調質鋼，大功率的發(fā)動機采用合金調質鋼。

       碳素鋼調質硬度一般在229~269HBS，合金鋼可達到300HBS，但最高不超過330HBS。碳素鋼抗拉強度可達到800MPa以上，沖擊韌度在60J/cm2以上；合金調質鋼抗拉強度可達到900MPa以上，沖擊韌度在80J/cm2以上。調質鋼連桿用于要求連桿有較高強度和韌性的大功率柴油機。

       非調質鋼是在中碳鋼基礎上添加釩、鈦、鈮等微合金元素，通過控制軋制或控制鍛造過程的冷卻速度，使其在基體組織中彌散析出碳、氮的化合物使其得到強化。非調質鋼省略了鍛后的熱處理。按其強韌性可以分4類，其中基本型和高強度型適用于發(fā)動機連桿。

       我國研究的非調質鋼主要是釩系、錳釩系、錳釩氮系。每個系列都開發(fā)了添加易切削元素的鋼種。用于發(fā)動機連桿的鋼種有35MnVS、35MnVN、40MnV、48MnV等，其強度都在900MPa以下。疲勞試驗表明，非調質鋼連桿的疲勞強度與相同級別調質鋼相當。

       隨發(fā)動機輕量化的要求，連桿的設計應力提高，C70S6系列的鋼種的應用會越來越多。德國在該鋼種的基礎上開發(fā)了強度級別更高的鋼種。

直讀光譜儀的應用

發(fā)動機連桿的不同材質

       英國、瑞士、德國合作，選用成分為Fe-1.5Cr-0.5C的合金粉末試制發(fā)動機連桿，并通過零件拉壓疲勞性能試驗及發(fā)動機臺架試驗。德國還采用成分為Fe-（0.35-0.45）C-（0.3-0.4）Mn-（0.1-0.25）Cr-（0.2-0.3）Ni粉末冶金連桿，用在Porsche 928發(fā)動機上。

       粉末冶金連桿的強度、韌性通過鍛造提高粉坯的密度和添加合金元素，使粉末鍛造連桿具有足夠的淬透性以達到鍛鋼連桿的水平。日本生產(chǎn)的Fe-0.5C-2.0Cu-0.09S及Pe-0.55C?2.0Cu-0.2S粉末燒結鍛造連桿的密度達到7.82z/cm3（理論密度的99.8%），試驗證明，達到了鍛鋼連桿的疲勞性能，可節(jié)約材料40%，降低成本10%，節(jié)約能源50%。

       鈦合金連桿

       金屬鈦的密度為4.5g/cm3，僅為鋼鐵材料的58%。鈦的抗拉強度較低，僅有250-300MPa，生產(chǎn)中要添加合金元素來強化基體，通常是添加鋁和礬。從試驗結果看，屈服強度在850MPa以下的鈦合金，疲勞強度與屈服強度呈正比；但屈服強度在850MPa以上的鈦合金，疲勞強度與屈服強度成為極限狀態(tài)。鈦合金通常要添加易切削元素硫和稀土，但屈服強度在850MPa以上時添加會降低高負荷下合金的疲勞性能。日本采用Ti-3A1-2V的鈦合金生產(chǎn)連桿，其抗拉強度可達800MPa、屈服強度可達600MPa，相當于45調質鋼的強度水平。

       鈦合金連桿比鋼制連桿的質量可減輕30%，使連桿往復慣性力大幅度降低。鈦合金連桿的發(fā)動機轉速比鋼制連桿發(fā)動機提高700r/min，使輸出功率大幅度提高，還可顯著降低發(fā)動機噪聲，有利環(huán)保。