加工工藝
熱處理:通過不同的熱處理工藝,如淬火、回火、退火等,可以改變鋼材的微觀組織和性能,進而影響密度。例如,淬火處理會使鋼材的組織變得更加致密,密度略有增加;而退火處理則可能使鋼材的組織發(fā)生回復和再結(jié)晶,密度可能會稍有降低。
冷加工:冷加工如冷拉、冷拔等會使鋼材的晶格發(fā)生畸變,位錯密度增加,導致鋼材的密度略有下降。但這種變化通常較小,一般在千分之幾的范圍內(nèi)。
導電性:鋼材的密度對其導電性也有影響。通常密度較高的鋼材,其導電性相對較好。這是因為密度大的鋼材內(nèi)部原子排列規(guī)整,電子在其中移動的阻力較小,有利于電流的傳導。不過,鋼材的導電性一般不如純金屬如銅、鋁等,在一些對導電性要求的領域,通常不會選用鋼材。
普通建筑:對于一般的多層建筑和小型建筑結(jié)構,對鋼材的強度要求相對較低,可選用普通碳素結(jié)構鋼,如 Q235 鋼,其密度也約為 7.85 克 / 立方厘米。這種鋼材價格相對較低,加工性能好,能滿足普通建筑的結(jié)構需求。
航空航天
飛機結(jié)構件:由于對飛行器的重量要求極為嚴格,同時又要保證結(jié)構具有足夠的強度和剛度,通常會選用密度低但強度高的鋁合金、鈦合金以及一些高性能的碳纖維復合材料等。在必須使用鋼材的部位,如起落架等關鍵部件,則會選用高強度、低密度的特種鋼材,如一些含鉻、鎳、鉬等合金元素的超高強度鋼,以在滿足結(jié)構性能要求的同時,盡可能降低飛行器的重量。
航空發(fā)動機部件:對于航空發(fā)動機的高溫部件,如渦輪葉片、燃燒室等,需要鋼材具有良好的耐高溫、抗氧化和抗熱疲勞性能。會選用鎳基高溫合金等高性能材料,這些材料密度相對較高,但在高溫環(huán)境下能保持優(yōu)異的力學性能,確保發(fā)動機的可靠運行。