Στην πρωταρχική του, ανόπτηση,316 ανοξείδωτο ατσάλιδεν είναι-μαγνητικό. Ωστόσο, μπορεί να γίνει ασθενώς μαγνητικό μετά από μηχανική επεξεργασία ή συγκόλληση.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 είναι τεχνικά ταξινομημένος ως μη-μαγνητικό υλικό λόγω της ωστενιτικής κρυσταλλικής δομής του, αλλά μπορεί να εμφανίσει μαγνητικές ιδιότητες μέσω του "επαγόμενου από παραμόρφωση-μαρτενσιτικού μετασχηματισμού" κατά τη διάρκεια της ψυχρής επεξεργασίας ή του σχηματισμού δέλτα-φερρίτη κατά τη συγκόλληση.
Βασικά στοιχεία του μαγνητισμού στα μέταλλα
Για να κατανοήσουμε γιατί ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 συμπεριφέρεται όπως κάνει, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τον μαγνητισμό στα μέταλλα. Ο μαγνητισμός προκύπτει από την ευθυγράμμιση των σπιν ηλεκτρονίων και των τροχιακών κινήσεων μέσα στα άτομα. Σε σιδηρομαγνητικά υλικά όπως ο σίδηρος ή ο ανθρακούχο χάλυβας, οι μαγνητικές περιοχές-όπου ευθυγραμμίζονται οι περιστροφές-επιτρέπουν στο υλικό να έλκεται έντονα από τους μαγνήτες και να διατηρεί τον μαγνητισμό.
Αντίθετα, τα παραμαγνητικά υλικά έχουν ασύζευκτα ηλεκτρόνια που ευθυγραμμίζονται ασθενώς με ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, αλλά δεν διατηρούν τον μαγνητισμό όταν αφαιρεθεί το πεδίο. Τα διαμαγνητικά υλικά, όπως ο χαλκός, απωθούν ασθενώς τα μαγνητικά πεδία. Οι ανοξείδωτοι χάλυβες εμπίπτουν σε διαφορετικές κατηγορίες με βάση τα στοιχεία κραματοποίησης και τη μικροδομή τους: οι φερριτικές και μαρτενσιτικές ποιότητες είναι μαγνητικές, ενώ οι ποιότητες ωστενιτικών, συμπεριλαμβανομένου του 316, είναι γενικά μη-μαγνητικές ή παραμαγνητικές.
Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316, γνωστός και ως AISI 316 ή UNS S31600, είναι ωστενιτικής ποιότητας. Η σύνθεσή του περιλαμβάνει 16-18% χρώμιο, 10-14% νικέλιο, 2-3% μολυβδαίνιο και χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα. Η υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο σταθεροποιεί τη φάση ωστενίτη, η οποία έχει κρυσταλλική δομή κυβικής (FCC) με επίκεντρο την όψη. Σε αυτό το πλέγμα FCC, η ατομική διάταξη εμποδίζει το σχηματισμό μεγάλων μαγνητικών περιοχών, καθιστώντας το υλικό μη μαγνητικό σε θερμοκρασία δωματίου.
Γιατί ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 δεν είναι-μαγνητικός στην τυπική του μορφή;
Στην ανοπτημένη του κατάσταση-όπου ο χάλυβας θερμαίνεται σε υψηλές θερμοκρασίες και μετά ψύχεται αργά-η μικροδομή του 316 είναι πλήρως ωστενιτική. Η ανόπτηση ανακουφίζει από τις εσωτερικές πιέσεις και προάγει τη σταθερή φάση FCC. Σε αυτό το σημείο, το 316 δεν παρουσιάζει σιδηρομαγνητική συμπεριφορά. Δεν θα κολλήσει σε μαγνήτη και η μαγνητική του διαπερατότητα είναι πολύ χαμηλή, συνήθως γύρω στο 1,005-1,02, κοντά σε αυτή του αέρα.
Αυτή η μη{0}}μη μαγνητική ιδιότητα αποτελεί βασικό πλεονέκτημα. Σε εφαρμογές όπου πρέπει να αποφεύγονται οι μαγνητικές παρεμβολές, όπως μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας, ηλεκτρονικά περιβλήματα ή εξοπλισμός επεξεργασίας τροφίμων, το 316 υπερτερεί των μαγνητικών χάλυβων. Η προσθήκη μολυβδαινίου ενισχύει την αντοχή στη διάβρωση σε περιβάλλοντα χλωρίου, καθιστώντας το ιδανικό για θαλάσσια υλικά ή δεξαμενές χημικών, χωρίς να διακυβεύεται η μη-μαγνητική του φύση.
Το εργοστάσιό μας παράγει ανοξείδωτο χάλυβα 316 με ακριβείς διαδικασίες ανόπτησης για να διασφαλίσει σταθερή μη-μαγνητική απόδοση, υποστηριζόμενη από αυστηρές δοκιμές.
Εδώ αξίζει να σημειωθεί ο παραμαγνητισμός. Ακόμη και οι μη-μαγνητικοί ωστενιτικοί χάλυβες όπως ο 316 είναι ελαφρώς παραμαγνητικοί, που σημαίνει ότι μπορούν να έλκονται ασθενώς από πολύ ισχυρούς μαγνήτες, όπως από σπάνιες-γαίες. Αυτό οφείλεται στην τυχαία ευθυγράμμιση των σπιν ηλεκτρονίων που προσανατολίζονται προσωρινά σε ένα μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, αυτό το αποτέλεσμα είναι αμελητέα στην καθημερινή χρήση και δεν κάνει το υλικό "μαγνητικό" με την κοινή λογική.
Γιατί το 316 Steel μπορεί να είναι ακόμα μαγνητικό?
Εάν η θεωρία λέει ότι δεν είναι-μαγνητικό, γιατί βλέπουμε συχνά 316 μπουλόνια ή κατεργασμένα εξαρτήματα που δείχνουν μαγνητική έλξη; Υπάρχουν τρεις κύριοι βιομηχανικοί λόγοι:
1. Εν ψυχρώ επεξεργασία (στέλεχος-Μαρτενσίτης που προκαλείται)
Αυτή είναι η πιο κοινή αιτία. Όταν ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 υποβάλλεται σε μηχανική καταπόνηση σε θερμοκρασία δωματίου-όπως ψυχρή έλαση, βαθιά έλξη, τράβηγμα σύρματος ή κάμψη-το κρυσταλλικό πλέγμα παραμορφώνεται φυσικά.
Εάν η παραμόρφωση είναι αρκετά σοβαρή, ένα μέρος του ωστενίτη μετατρέπεται σε μαρτενσίτη. Σε αντίθεση με τον ωστενίτη, ο μαρτενσίτης είναι μαγνητικός. Επομένως, ένα φύλλο 316 μπορεί να μην είναι-μαγνητικό στο κέντρο, αλλά οι άκρες όπου κόπηκε ή οι γωνίες όπου λυγίστηκε μπορεί να εμφανίζουν μαγνητική απόκριση.
2. Η διαδικασία συγκόλλησης (δέλτα φερρίτης)
Όταν συγκολλούμε ανοξείδωτο χάλυβα 316, τα μέταλλα πλήρωσης και το βασικό μέταλλο λιώνουν και στερεοποιούνται. Για να αποφευχθεί η «θερμή ρωγμή» κατά την ψύξη, τα αναλώσιμα συγκόλλησης έχουν σχεδιαστεί σκόπιμα για να παράγουν μια μικρή ποσότητα φερρίτη δέλτα (συνήθως 3–8%) στη δεξαμενή συγκόλλησης.
Ο δέλτα φερρίτης είναι μια μαγνητική φάση. Κατά συνέπεια, μια εντελώς μη-μη μαγνητική πλάκα 316 θα εμφανίζει σχεδόν πάντα ένα μαγνητικό "καυτό σημείο" στη ραφή συγκόλλησης. Αυτό δεν είναι σημάδι κακής ποιότητας. είναι σημάδι μιας δομικά σταθερής συγκόλλησης.
3. Χύτευση εναντίον Επεξεργασμένων Προϊόντων
Ο χυτός ανοξείδωτος χάλυβας 316 (συχνά χαρακτηρίζεται ως CF8M) έχει συχνά ελαφρώς διαφορετική μικροδομή από τον σφυρήλατο 316 (φύλλα/ράβδοι). Τα χυτά περιέχουν συχνά ένα μικρό ποσοστό φερρίτη για τη βελτίωση της ικανότητας χύτευσης και την αποφυγή ρωγμών, που συχνά οδηγεί σε ανιχνεύσιμη μαγνητική έλξη που απουσιάζει σε σφυρηλατημένες ή έλασης εκδόσεις του ίδιου κράματος.
Σύναψη
Για να συνοψίσουμε, ενώ ο ανοξείδωτος χάλυβας 316 είναι εγγενώς μη-μαγνητικός, δεν είναι "αντίμαγνη-." Ο μαγνητισμός στο 316 είναι ένας δείκτης του ιστορικού επεξεργασίας του υλικού, όχι της χημικής του καθαρότητας. Μια μαγνητική απόκριση συνήθως υποδεικνύει ότι το υλικό έχει ενισχυθεί μέσω ψυχρής εργασίας ή σταθεροποιήθηκε μέσω συγκεκριμένων τεχνικών συγκόλλησης.
