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。
生產工藝
冶煉:主要有轉爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電爐煉鋼法等。
脫氧和鑄錠:根據脫氧程度可以產生沸騰鋼、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構,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,因為鎳的原子質量相對較大,在鋼材中替代部分鐵原子后,會使單位體積內的質量增大。
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,碳原子會占據晶格間隙,使晶格發(fā)生畸變,導致單位體積內原子數量減少,從而密度降低。
鍛造與軋制:密度對鋼材的鍛造和軋制性能也有影響。密度較大的鋼材在鍛造和軋制過程中,需要更大的加工力來使其發(fā)生塑性變形。同時,由于其原子間結合緊密,在加熱過程中,需要更高的溫度和更長的時間來達到合適的加工狀態(tài)。