性能特點
力學(xué)性能:具有較高的抗拉強(qiáng)度、彈性模量,能承受較大的外力而不發(fā)生破壞,還具備良好的塑性、沖擊韌性,在受力時可發(fā)生一定程度的變形而不斷裂。
加工性能:可進(jìn)行冷彎、熱彎等彎曲加工,以及焊接、切削等加工。不同種類的鋼材加工性能有所差異,如低碳鋼焊接性能好,而高碳鋼焊接難度較大。
物理化學(xué)性能:部分鋼材具有特殊的物理化學(xué)性能,如不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,耐熱鋼能在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定性能。
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(jìn)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)熱性:密度與鋼材的導(dǎo)熱性有一定關(guān)聯(lián)。一般密度較大的鋼材,其導(dǎo)熱性能相對較好。這是因為密度大的鋼材原子排列緊密,熱傳導(dǎo)過程中原子的振動傳遞更有效,能夠更快地傳遞熱量。例如,在一些需要良好導(dǎo)熱性能的場合,如熱交換器、散熱器等,會選用密度較大、導(dǎo)熱性好的鋼材。
航空航天
飛機(jī)結(jié)構(gòu)件:由于對飛行器的重量要求極為嚴(yán)格,同時又要保證結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,通常會選用密度低但強(qiáng)度高的鋁合金、鈦合金以及一些高性能的碳纖維復(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)部件:對于航空發(fā)動機(jī)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(xué)性能,確保發(fā)動機(jī)的可靠運行。