根据曲轴工作在发动机过程中承受弯曲、扭转、剪切、拉压等交变应力，要求具有较高的抗拉强度、疲劳强度、表面硬度、耐磨性及高淬透性，心部要具有一定的韧度，高温下保持良好的蠕变强度。

曲轴毛坯的成形方法主要有铸造和模锻两种。国内常见曲轴毛坯材料主要有球墨铸铁和碳素结构钢两大类。碳素结构钢主要有调质钢和非调质钢。

由于汽油机曲轴功率较小，曲轴毛坯一般采用球墨铸铁铸造而成。常用材料有：QT600-2、QT700-2、QT800-2、QT900-6、等温淬火球铁（ADI球铁）等。例如，球墨铸铁QT700-02是一种高强度球墨铸铁，并具有一定的塑性，其内部晶体组织是珠光体基体（≥75％～80％）+球状石墨。表现为铸造性能好，具有较小的缺口敏感性、较好的减振性及耐磨性。若在球墨铸铁中加入微量铜等合金元素，能够起到细化组织、稳定珠光体和提高基体强度的作用，使曲轴可直接进行机械加工，省去了毛坯正火或退火的热处理工序。球墨铸铁曲轴应用广泛，能满足一般功率发动机的工作要求。

模锻曲轴一般选用调质钢或非调质钢。调质钢常用材料有45、40Cr或42CrMo；非调质钢常用材料有48MnV、C38N2、38MnS6。模锻毛坯的金属纤维分布合理，有利于提高曲轴强度。调质钢曲轴一般在锻造后需要采用调质（或正火）热处理来进一步提高力学性能并改善其表面加工性能，主要用于柴油机功率较大的曲轴上。(www.daowen.com)

近年来在大功率发动机制造中，较广泛地应用微合金非调质钢。它可以通过钢中添加微量V、Nb、Ti等合金元素来细化晶粒，提高钢的强度，从而直接取消了调质（或正火）热处理而简化了制造工艺、节时节能并能改善切削加工性能，提高刀具寿命，降低加工成本。微合金非调质钢的应用相对调质碳钢可以降低生产成本7％～11％，相对调质合金钢可降低成本11％～19％。在中重型发动机上常用的曲轴材料为微合金非调质钢。例如，东风公司生产的4H发动机曲轴使用材料为微合金非调质钢48MnV，DCi11发动机曲轴材料为微合金非调质钢C38N2。

国外汽车发动机应用微合金非调质钢锻造曲轴已十分广泛。目前，国内已经国产化的典型非调质微合金钢主要有49MnVS3、48MnV、50MnV等。其应用中存在的主要问题是加工工艺性比较差，材料价格相对较高。