З'яўляецца магнітам з нержавеючай сталі?

1. Уводзіны

Нержавеючая сталь з'яўляецца шырока выкарыстоўваным матэрыялам у розных галінах прамысловасці, пачынаючы ад будаўніцтва і аўтамабілебудавання і заканчваючы медыцынскімі прыборамі і бытавой тэхнікай.

Яго аддаюць перавагу за ўстойлівасць да карозіі, моц, і эстэтычны выгляд.

Аднак, пры працы з нержавеючай сталлю часта ўзнікае адзін агульны пытанне: З'яўляецца магнітам з нержавеючай сталі?

Адказ больш складаны, чым простае так ці не. Некаторыя віды нержавеючай сталі з'яўляюцца магнітнымі, а іншыя - не.

У гэтым блогу мы глыбей пазнаёмімся з магнітнымі ўласцівасцямі розных гатункаў нержавеючай сталі, растлумачыць, што выклікае гэтыя змены, і дапаможа вам практычныя спосабы вызначыць, ці з'яўляецца ваша нержавеючая сталь магнітнай.

2. Што вызначае магнетызм у металах?

Магнетызм у металах у першую чаргу вызначаецца размяшчэннем электронаў і наяўнасцю ферамагнітных матэрыялаў, такіх як жалеза, нік, і кобальт.

У гэтых матэрыялах, няспараныя электроны выраўноўваюцца такім чынам, што ствараецца моцнае магнітнае поле.

З нержавеючай сталі, сплаў жалеза, хром, і іншыя элементы, можа праяўляць як магнітныя, так і немагнітныя ўласцівасці ў залежнасці ад сваёй крышталічнай структуры і складу.

• Размяшчэнне электронаў: У ферамагн, няпарныя электроны выраўноўваюцца паралельна адзін аднаму, ствараючы чысты магнітны момант.
• Ферамагнітныя матэрыялы: Жалеза, нік, і кобальт з'яўляюцца прыкладамі ферамагнітных матэрыялаў, якія вельмі магнітныя.
• Крышталічная структура: Тып крышталічнай структуры (e.g., гранецэнтрычны куб, целацэнтрычны куб) ўплывае на магнітныя ўласцівасці матэрыялу.

З нержавеючай сталі, наяўнасць жалеза можа зрабіць яго магнітным. Аднак, агульная крышталічная структура матэрыялу - гэта тое, што ў першую чаргу вызначае яго магнітныя паводзіны.

Напрыклад, размяшчэнне атамаў у нержавеючай сталі можа альбо ўзмацняць, альбо прыгнятаць магнетызм. Вось чаму некаторыя віды нержавеючай сталі з'яўляюцца магнітнымі, а іншыя - не.

3. Віды нержавеючай сталі і іх магнітныя ўласцівасці

Аўстэнітная нержавеючая сталь (e.g., 304, 316):

Аўстэнітная нержавеючая сталь - найбольш часта выкарыстоўваная нержавеючая сталь, асабліва ў харчовай прамысловасці, медыцынскае абсталяванне, і архітэктурных збудаванняў.

Ён мае гранецэнтрычны куб (FCC) крышталічная структура, якая перашкаджае выраўноўванню яго электронаў, стварэнне немагнітны у яго адпал (неапрацаваны) стан.

Наяўнасць нікеля ў аўстэнітнай нержавеючай сталі стабілізуе гэтую структуру, далейшае зніжэнне яго магнітных уласцівасцяў.

Аднак, аустенитная нержавеючая сталь можа стаць магнітнай пры халоднай апрацоўцы, напрыклад, згінанне або качэнне.

Падчас гэтага працэсу, частка яго структуры FCC ператвараецца ў целацэнтрычную кубічную (БКК) або мартенситной структуры, які ўводзіць магнетызм.

Напрыклад, у той час як клас 304 нержавеючая сталь немагнітная ў сваёй першапачатковай форме, халоднай апрацоўкай 304 можа праяўляць лёгкі магнетызм.

Ферытная нержавеючая сталь (e.g., 430, 409):

Ферытная нержавеючая сталь, які змяшчае мала або зусім не змяшчае нікеля, мае целацэнтрычны куб (БКК) крышталічная структура.

Гэтая структура дазваляе электронам лягчэй выраўноўвацца, выраб ферытнай нержавеючай сталі магнітныя пры любых умовах.

Ферытныя маркі звычайна выкарыстоўваюцца ў аўтамабільных выхлапных сістэмах і кухоннай тэхніцы дзякуючы іх каразійнай устойлівасці і магнітным уласцівасцям.

Мартэнсітная нержавеючая сталь (e.g., 410, 420):

Мартэнсітная нержавеючая сталь таксама мае структуру BCC і вельмі магнітная. Ён змяшчае больш высокі ўзровень вугляроду, што спрыяе яго трываласці і цвёрдасці.

Гэтыя гатункі звычайна выкарыстоўваюцца ў такіх галінах, як сталовыя прыборы, хірургічныя інструменты, і прамысл, дзе патрабуецца і сіла, і магнітныя паводзіны.

Дуплекс з нержавеючай сталі:

Дуплексная нержавеючая сталь - гэта гібрыд аустенитной і ферритной структуры, надаючы яму сумесь сілы, Каразія супраціву, і ўмеранае магнітнае паводзіны.

Дзякуючы ўтрыманню ферытаў, дуплекс з нержавеючай сталі паўмагнітныя, што робіць яго прыдатным для такіх галін, як нафта і газ, хімічная апрацоўка, і марскія асяроддзя.

4. Чаму некаторыя маркі нержавеючай сталі немагнітныя

На немагнітныя паводзіны аўстэнітнай нержавеючай сталі ўплывае даданне легіруючых элементаў, такіх як нікель, якія стабілізуюць структуру FCC.

Атамы нікеля спрыяюць адукацыі аустенитной фазы, які з'яўляецца немагнітным.

Дадаткова, высокае ўтрыманне хрому ў нержавеючай сталі ўтварае пасіўны пласт, які яшчэ больш павышае яе каразійную ўстойлівасць і немагнітнасць.

• Адпаленая дзяржава: У отожженном стане, аустенитные нержавеючыя сталі, напрыклад, як 304 і 316, цалкам немагнітныя з магнітнай пранікальнасцю, блізкай да 1.003.
• Халодная праца дзяржава: Халодная апрацоўка можа ўнесці некаторыя магнітныя ўласцівасці, але эфект звычайна мінімальны і часовы. Адпал халоднага апрацаванага матэрыялу можа вярнуць яго ў немагнітны стан.

5. Ці можа нержавеючая сталь стаць магнітнай?

Так, некаторыя тыпы нержавеючай сталі могуць стаць магнітнымі ў пэўных умовах.

Напрыклад, аустенитная нержавеючая сталь можа праяўляць некаторыя магнітныя ўласцівасці пры халоднай апрацоўцы або дэфармацыі.

Падчас халоднай працы, а FCC структура можа трансфармавацца ў а BCT мартенситная фаза, які злёгку магнітны.

Аднак, гэта пераўтварэнне зварачальна, і матэрыял можна вярнуць у немагнітны стан з дапамогай тэрмічнай апрацоўкі.

• Пераўтварэнне ў мартэнсіт: Халодная апрацоўка 304 нержавеючая сталь можа прывесці да адукацыі да 10-20% мартэнсіт, павышэнне яго магнітнай пранікальнасці.
• Зварачальнасць: Тэрмічная апрацоўка, напрыклад, адпалу, можа вярнуць матэрыял у немагнітны стан шляхам растварэння мартэнсіту і аднаўлення аўстэнітнай структуры.

6. Тэставанне нержавеючай сталі на магнетызм

Магнітны тэст:

• Як выканаць: Прыкладзеце моцны магніт да паверхні дэталі з нержавеючай сталі.
• Чаго чакаць:

• • Аўстэнітная нержавеючая сталь (304, 316): Магніт не будзе прыліпаць або будзе праяўляць вельмі слабое прыцягненне.
  • Ферытная і мартенситная нержавеючая сталь (430, 410): Магніт будзе моцна прыліпаць.
  • Дуплекс з нержавеючай сталі: Магніт можа праяўляць умеранае прыцягненне.

Прафесійныя метады тэсціравання:

• XRF (Рэнтгенаўская флуарэсцэнцыя): Тэст XRF можа вызначыць дакладны хімічны склад нержавеючай сталі, у тым ліку працэнт хрому, нік, і іншыя элементы.
  Гэты метад з'яўляецца вельмі дакладным і можа адрозніваць розныя маркі нержавеючай сталі.
• Тэставанне віхравым токам: Тэставанне віхравым токам выкарыстоўвае электрамагнітную індукцыю для выяўлення змяненняў у магнітным полі, забяспечваючы больш дакладную ацэнку магнітных уласцівасцяў матэрыялу.
  Гэта асабліва карысна для неразбуральнага кантролю ў прамысловых умовах.

7. Прымяненне магнітнай і немагнітнай нержавеючай сталі

Немагнітная нержавеючая сталь:

• Медыцынскія прылады: Выкарыстоўваецца ў імплантатах і хірургічных інструментах, дзе неабходна пазбягаць магнітных перашкод. Напрыклад, 316L нержавеючая сталь звычайна выкарыстоўваецца ў артапедычных імплантатах.
• Абсталяванне для харчовай прамысловасці: Пераважны для харчовых прымянення для прадухілення забруджвання і забеспячэння гігіены. 304 нержавеючая сталь шырока выкарыстоўваецца ў машынах харчовай прамысловасці.
• Архітэктурныя збудаванні: Выкарыстоўваецца ў будаўнічых фасадах, поручні, і іншыя дэкаратыўныя элементы, дзе важныя эстэтычнасць і ўстойлівасць да карозіі.
  Бурдж-Халіфа ў Дубаі, напрыклад, выкарыстоўвае 316 з нержавеючай сталі для вонкавага ашалёўкі.

Магнітная нержавеючая сталь:

• Аўтамабільны часткі: У выхлапных сістэмах выкарыстоўваюцца ферритные і мартенситные нержавеючыя сталі, глушыцелі, і іншыя кампаненты, дзе карысныя магнітныя ўласцівасці і каразійная стойкасць.
  409 нержавеючая сталь - папулярны выбар для аўтамабільных выхлапных сістэм.
• Кухонная тэхніка: Выкарыстоўваецца ў халадзільніках, посудамыйныя машыны, і іншыя бытавыя прыборы, для якіх магнітныя ўласцівасці не выклікаюць клопату.
  430 нержавеючая сталь звычайна сустракаецца ў кухонных ракавінах і посудзе.
• Прамысловае абсталяванне: Выкарыстоўваецца ў машынах і абсталяванні, дзе магнітныя ўласцівасці могуць павысіць прадукцыйнасць, напрыклад, у магнітных сепаратарах і датчыках.
  410 нержавеючая сталь часта выкарыстоўваецца ў прамысловых клапанах і помпах.

8. Чаму важна ведаць магнітныя ўласцівасці нержавеючай сталі

Разуменне таго, ці з'яўляецца пэўная марка нержавеючай сталі магнітнай, можа істотна паўплываць на выбар матэрыялу для прамысловага і камерцыйнага прымянення.

У высокатэхналагічных галінах, такіх як электроніка і медыцынскае абсталяванне, наяўнасць або адсутнасць магнетызму можа істотна паўплываць на прадукцыйнасць і бяспеку канчатковага прадукту.

Напрыклад, у медыцынскай візуалізацыі, немагнітныя матэрыялы вельмі важныя, каб пазбегнуць перашкод з апаратамі МРТ.

Веданне магнітных паводзін нержавеючай сталі таксама дапамагае вытворцам вызначыць, як матэрыял будзе працаваць падчас апрацоўкі, вінжаванне, і іншыя працэсы.

Магнітная нержавеючая сталь можа мець іншыя характарыстыкі рэзкі і патрабаванні да зваркі ў параўнанні з немагнітнымі разнавіднасцямі, што можа паўплываць на эфектыўнасць вытворчасці.

9. Conclusion

У рэзюмэ, магнітныя ўласцівасці нержавеючай сталі залежаць ад яе тыпу, склад, і як гэта было апрацавана.

Аўстэнітная нержавеючая сталь, напрыклад, як 304 і 316, як правіла, немагнітны, у той час як ферытных і мартенситных нержавеючай сталі (e.g., 430, 410) з'яўляюцца магнітнымі.

Халодная апрацоўка можа ўнесці магнетызм у раней немагнітную нержавеючую сталь шляхам пераўтварэння часткі яе структуры ў мартэнсіт, але гэта звычайна мінімальна і зварачальна.

Веданне канкрэтнага тыпу нержавеючай сталі і яе магнітных уласцівасцей важна для выбару патрэбнага матэрыялу для вашага прымянення.

Для крытычных прыкладанняў, настойліва рэкамендуецца кансультацыя са спецыялістамі або выкарыстанне прафесійных метадаў тэсціравання для забеспячэння лепшай прадукцыйнасці і бяспекі.

FAQ

Q: Уся нержавеючая сталь немагнітная?

А: Ніякі, толькі аўстэнітныя нержавеючыя сталі (e.g., 304, 316) як правіла, немагнітныя. Ферытныя, мартенситный, і дуплексная нержавеючая сталь можа быць магнітнай.

Q: Чаму мая частка з нержавеючай сталі становіцца магнітнай пасля зваркі?

А: Зварка можа выклікаць лакальнае награванне і астуджэнне, што можа прывесці да адукацыі невялікай колькасці мартенсита ў зоне тэрмічнага ўздзеяння, робячы вобласць злёгку магнітнай.

Q: Чаму некаторыя прыборы з нержавеючай сталі ўтрымліваюць магніты?

А: Некаторыя прыборы з нержавеючай сталі зроблены з ферытнай нержавеючай сталі, які з'яўляецца магнітным, дазваляючы магнітам прыліпаць.