生產(chǎn)工藝
冶煉:主要有轉(zhuǎn)爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電爐煉鋼法等。
脫氧和鑄錠:根據(jù)脫氧程度可以產(chǎn)生沸騰鋼、鋼、半鋼等。
熱加工:通過軋制、鍛造、擠壓等方式,將鋼錠或鋼坯加工成各種形狀和尺寸的鋼材。
化學(xué)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(dǎo)致單位體積內(nèi)原子數(shù)量減少,從而密度降低。
機械制造
承受高負荷的零件:如發(fā)動機曲軸、大型齒輪等,需要鋼材具有高的強度、硬度和耐磨性??蛇x用密度較高的合金結(jié)構(gòu)鋼,如 40Cr、35CrMo 等,通過合適的熱處理工藝,能獲得良好的綜合力學(xué)性能,以適應(yīng)高負荷的工作條件。
要求精度的零件:像機床導(dǎo)軌、精密絲杠等,除了需要一定的強度外,還要求鋼材具有良好的尺寸穩(wěn)定性和較低的熱膨脹系數(shù)。此時可考慮選用密度適中、性能穩(wěn)定的鋼材,如一些經(jīng)過特殊處理的合金工具鋼,以保證零件在長期使用過程中的精度。
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。