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、預應力混凝土等方面。
微觀組織
晶體結(jié)構(gòu):鋼材的晶體結(jié)構(gòu)有多種,如面心立方結(jié)構(gòu)、體心立方結(jié)構(gòu)等。不同晶體結(jié)構(gòu)的原子堆積方式不同,導致其密度也有所差異。一般來說,面心立方結(jié)構(gòu)的鋼材密度相對較高,因為這種結(jié)構(gòu)的原子堆積更為緊密。
缺陷和孔隙:鋼材內(nèi)部的缺陷和孔隙會使實際密度降低。例如,在鋼材的生產(chǎn)過程中,如果出現(xiàn)氣孔、縮孔等缺陷,會使單位體積內(nèi)鋼材的有效質(zhì)量減少,從而導致密度下降。
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(lǐng)域,通常不會選用鋼材。
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。