常見品種及用途
型材:包括工字鋼、角鋼、槽鋼、H 型鋼等,廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、機械制造、橋梁建設(shè)等領(lǐng)域4。
建筑材料 工字鋼
板材:有冷軋板卷、熱軋板卷、中厚板等。冷軋板表面質(zhì)量好、精度高,用于汽車制造、家電生產(chǎn)等;熱軋板用于一般結(jié)構(gòu)件和機械零件;中厚板用于造船、鍋爐制造等4。
管材:如無縫鋼管、焊接鋼管,常用于流體輸送、石油化工、機械加工等行業(yè),其中無縫鋼管承壓能力強,焊接鋼管成本較低。
金屬制品:包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等,用于吊裝、牽引、預(yù)應(yīng)力混凝土等方面。
化學成分
合金元素:鋼材中添加的合金元素如鉻、鎳、鉬、鎢等,會改變鋼材的原子排列方式和晶體結(jié)構(gòu),進而影響密度。例如,鎳元素的加入會使鋼材的密度略有增加,因為鎳的原子質(zhì)量相對較大,在鋼材中替代部分鐵原子后,會使單位體積內(nèi)的質(zhì)量增大。
碳含量:碳是鋼材中重要的元素之一,隨著碳含量的增加,鋼材的密度會有所降低。這是因為碳的原子半徑比鐵小,在鋼鐵晶格中,碳原子會占據(jù)晶格間隙,使晶格發(fā)生畸變,導致單位體積內(nèi)原子數(shù)量減少,從而密度降低。
汽車制造
車身結(jié)構(gòu)件:為了提高汽車的性和燃油經(jīng)濟性,需要在保證車身強度的前提下,盡量減輕車身重量。因此,常采用高強度低合金鋼(HSLA)或先進高強度鋼(AHSS),這些鋼材密度與普通鋼材相近,但強度更高,可通過優(yōu)化設(shè)計和制造工藝,在不增加過多重量的情況下,提高車身的抗碰撞性能。
發(fā)動機零部件:如活塞、連桿等,需要鋼材具有高的強度、耐熱性和耐磨性。一般會選用密度合適的鋁合金鋼或特殊的耐熱鋼,以滿足發(fā)動機在高溫、高壓下的工作要求,同時減輕零部件重量,提高發(fā)動機的性能和效率。
航空航天
飛機結(jié)構(gòu)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(gòu)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(guān)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(gòu)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。