鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工制成的一定形狀、尺寸和性能的材料。
分類:按斷面形狀可分為型材、板材、管材和金屬制品四大類;按品質(zhì)可分為碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼;按成形方法可分為鍛鋼、鑄鋼、熱軋鋼、冷拉鋼;按金相組織可分為退火狀態(tài)、正火狀態(tài)和無相變或部分發(fā)生相變的鋼;按用途可分為工程用鋼、滲碳鋼、碳素工具鋼、特殊性能鋼等。
性能特點(diǎn)
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。
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(jì)性,需要在保證車身強(qiáng)度的前提下,盡量減輕車身重量。因此,常采用高強(qiáng)度低合金鋼(HSLA)或先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(AHSS),這些鋼材密度與普通鋼材相近,但強(qiáng)度更高,可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jī)零部件:如活塞、連桿等,需要鋼材具有高的強(qiáng)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(jī)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(jī)的性能和效率。
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(yùn)行。