A、把一铜块轧成铜片，形状发生变化，状态没有变化，所以密度不变．此选项正确；

B、把一块冰打成碎冰，形状发生变化，状态没有变化，所以密度不变．此选项正确；

C、把一金属零件从地球移到月球，位置发生变化，状态没有变化，所以密度不变．此选项正确；

D、把一铁球加热，质量不变，体积膨胀增大，所以密度减小．此选项错误．

故选D．