导电性:钢材的密度对其导电性也有影响。通常密度较高的钢材,其导电性相对较好。这是因为密度大的钢材内部原子排列规整,电子在其中移动的阻力较小,有利于电流的传导。不过,钢材的导电性一般不如纯金属如铜、铝等,在一些对导电性要求的领域,通常不会选用钢材。
高层与大跨度建筑:需要钢材具有较高的强度和较好的韧性,以承受巨大的重力和风力等荷载。此时可选择中高密度的钢材,如 Q345、Q420 等低合金高强度钢,其密度一般在 7.85 克 / 立方厘米左右,能在保证结构的同时,尽量减少钢材用量,降低结构自重。
机械制造
承受高负荷的零件:如发动机曲轴、大型齿轮等,需要钢材具有高的强度、硬度和耐磨性。可选用密度较高的合金结构钢,如 40Cr、35CrMo 等,通过合适的热处理工艺,能获得良好的综合力学性能,以适应高负荷的工作条件。
要求精度的零件:像机床导轨、精密丝杠等,除了需要一定的强度外,还要求钢材具有良好的尺寸稳定性和较低的热膨胀系数。此时可考虑选用密度适中、性能稳定的钢材,如一些经过特殊处理的合金工具钢,以保证零件在长期使用过程中的精度。
航空航天
飞机结构件:由于对飞行器的重量要求极为严格,同时又要保证结构具有足够的强度和刚度,通常会选用密度低但强度高的铝合金、钛合金以及一些高性能的碳纤维复合材料等。在必须使用钢材的部位,如起落架等关键部件,则会选用高强度、低密度的特种钢材,如一些含铬、镍、钼等合金元素的超高强度钢,以在满足结构性能要求的同时,尽可能降低飞行器的重量。
航空发动机部件:对于航空发动机的高温部件,如涡轮叶片、燃烧室等,需要钢材具有良好的耐高温、抗氧化和抗热疲劳性能。会选用镍基高温合金等高性能材料,这些材料密度相对较高,但在高温环境下能保持优异的力学性能,确保发动机的可靠运行。