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百科小知識:不銹鋼為什么也帶磁性?
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- 發布時(shi)間:2017-11-15 00:00
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【概要(yao)描述】不銹鋼為什么(me)會帶(dai)磁(ci)?
不銹鋼為什么也會帶磁?人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材,驗證其優劣和真偽,不吸無磁,認為是好的,貨真價實;吸者有磁性,則認為是冒牌假貨。
其實,這是一種極其片(pian)面的(de)、不(bu)切實的(de)錯誤的(de)辨(bian)別方法(fa)。
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)種類繁多,常(chang)溫(wen)下按組織結構可分為(wei)幾類:1.奧(ao)(ao)氏體型(xing):304、321、316、310等(deng);2.馬氏體或(huo)鐵素(su)體型(xing):如430、420、410等(deng);奧(ao)(ao)氏體型(xing)是(shi)(shi)(shi)無(wu)磁或(huo)弱磁性(xing),馬氏體或(huo)鐵素(su)體是(shi)(shi)(shi)有磁性(xing)的(de)。通常(chang)用作(zuo)裝飾管板的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼多數是(shi)(shi)(shi)奧(ao)(ao)氏體型(xing)的(de)304材質,一般來(lai)講是(shi)(shi)(shi)無(wu)磁或(huo)弱磁的(de),但因(yin)冶煉(lian)造成化學成分波動或(huo)加工狀態(tai)不(bu)同也可能出(chu)現(xian)磁性(xing)。但這不(bu)能認為(wei)是(shi)(shi)(shi)冒(mao)牌或(huo)不(bu)合格,這是(shi)(shi)(shi)什么原因(yin)呢?
上(shang)面(mian)提到(dao)奧氏體是無磁或(huo)(huo)弱磁性,而馬(ma)氏體或(huo)(huo)鐵素體是帶(dai)(dai)磁性的(de),由于冶煉(lian)時成分偏(pian)析或(huo)(huo)熱處理不當,會造成奧氏體304不銹(xiu)鋼(gang)中少量馬(ma)氏體或(huo)(huo)鐵素體組織。這樣,304不銹(xiu)鋼(gang)中就會帶(dai)(dai)有微弱的(de)磁性。另外,304不銹(xiu)鋼(gang)經過冷加(jia)工,組織結構也會向馬(ma)氏體轉(zhuan)化,冷加(jia)工變形(xing)(xing)度越(yue)大(da),馬(ma)氏體轉(zhuan)化越(yue)多,鋼(gang)的(de)磁性也越(yue)大(da)。如同一(yi)批號的(de)鋼(gang)帶(dai)(dai),生(sheng)產Φ76管(guan),無明(ming)顯(xian)磁感,生(sheng)產Φ9.5管(guan)。因(yin)泠彎變形(xing)(xing)較大(da)磁感就明(ming)顯(xian)一(yi)些,生(sheng)產方矩形管因(yin)變形(xing)量比圓管大,特別是折角(jiao)部分(fen),變形(xing)更激(ji)烈磁性更明顯。
要(yao)想完全(quan)消除上述原(yuan)因(yin)(yin)造成的(de)(de)(de)(de)(de)304鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing),可通過(guo)高溫(wen)固溶處(chu)理開恢(hui)復穩定奧(ao)氏體組織,從而消去(qu)磁(ci)性(xing)。特別要(yao)提出的(de)(de)(de)(de)(de)是,因(yin)(yin)上面原(yuan)因(yin)(yin)造成的(de)(de)(de)(de)(de)304不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing),與其他材質的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),如430、碳鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)完全(quan)不(bu)(bu)是同一級別的(de)(de)(de)(de)(de),也就是說304鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)性(xing)始終顯示的(de)(de)(de)(de)(de)是弱磁(ci)性(xing)。這就告訴(su)我們,如果不銹鋼帶弱磁(ci)(ci)性(xing)或完全不帶磁(ci)(ci)性(xing),應判別為304或316材(cai)質;如果與碳鋼的磁(ci)(ci)性(xing)一樣,顯示(shi)出強(qiang)磁(ci)(ci)性(xing),因判別為不是304材(cai)質.
由(you)于(yu)近期鎳(nie)價持續(xu)高(gao)位,304等Ni系不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)生(sheng)產(chan)成本高(gao)昂,因此(ci)具(ju)備(bei)優良耐腐蝕性能(neng)與極具(ju)誘惑力(li)的(de)(de)價格于(yu)一(yi)身的(de)(de)400系不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)產(chan)品的(de)(de)推(tui)廣(guang)顯得(de)日(ri)趨迫(po)切。國內外各(ge)大不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)廠為了(le)降低(di)下游客戶(hu)的(de)(de)生(sheng)產(chan)成本,提高(gao)終端產(chan)品的(de)(de)市場競爭(zheng)力(li),加(jia)大了(le)無鎳(nie)或(huo)低(di)鎳(nie)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)材料的(de)(de)研發及(ji)推(tui)廣(guang)力(li)度。遺憾(han)的(de)(de)是, 400系不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)與生(sheng)俱來(lai)的(de)(de)磁(ci)性讓許(xu)多用戶(hu)望而卻步。
在現實生活中,大多數人(ren)都認(ren)為不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)是(shi)沒(mei)有(you)磁(ci)性的,并借助磁(ci)鐵來(lai)鑒別(bie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),這種方法很不(bu)(bu)(bu)科學(xue)。首(shou)先鋅合(he)金、銅合(he)金一般(ban)都可以仿(fang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的外觀顏色,也沒(mei)有(you)磁(ci)性,容易誤(wu)認(ren)為是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang);而(er)即(ji)使是(shi)我們目前最常(chang)使用(yong)的304鋼(gang)種,在經過冷加工后,也會出現不(bu)(bu)(bu)同(tong)程(cheng)度的磁(ci)性。所以不(bu)(bu)(bu)能只憑一塊磁(ci)鐵來(lai)判斷不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的真偽(wei)。
那么(me)不銹鋼(gang)的磁性究竟(jing)是怎么(me)來的?
根據材料物(wu)理學的(de)(de)研(yan)究,金(jin)屬的(de)(de)磁性來源(yuan)于電(dian)子(zi)(zi)自(zi)旋的(de)(de)結構,電(dian)子(zi)(zi)自(zi)旋屬于量子(zi)(zi)機(ji)械性能,既可以“向上(shang)”,也可以“向下”。在鐵(tie)磁性金(jin)屬中(zhong),電(dian)子(zi)(zi)會(hui)自(zi)動按照同一方向進行(xing)旋轉,而反(fan)鐵(tie)磁性金(jin)屬材料中(zhong),一些電(dian)子(zi)(zi)按照規則(ze)的(de)(de)模式進行(xing),而相鄰(lin)電(dian)子(zi)(zi)則(ze)朝著相反(fan)方向或(huo)反(fan)平行(xing)自(zi)旋,但對于三角形晶格中(zhong)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)來說,由于每個三角形中(zhong)的(de)(de)兩(liang)個電(dian)子(zi)(zi)都(dou)必須按照相同方向自(zi)旋,因(yin)此自(zi)旋結構已經不存在。
通常來說(shuo),奧氏體不銹鋼(以(yi)304為(wei)代表)是(shi)(shi)無(wu)磁(ci)性(xing)的,但是(shi)(shi)也可能帶(dai)有弱(ruo)磁(ci)性(xing),而鐵素體(主要有430、409L、439和445NF等)和馬氏體(以(yi)410為(wei)代表)一般都是(shi)(shi)帶(dai)有磁(ci)性(xing)的。
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼里面(mian)有一(yi)些鋼種(如304等)分類為“無磁性不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼”的(de)是指(zhi)其磁性指(zhi)標低于某個(ge)值而已(yi),也就(jiu)是說,一(yi)般(ban)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼都或(huo)多(duo)或(huo)少帶有一(yi)定的(de)磁性。
此外(wai),上(shang)面提到(dao)奧氏體(ti)(ti)是無磁(ci)(ci)或(huo)者弱磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing),而(er)鐵素體(ti)(ti)和馬氏體(ti)(ti)是帶磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)的,由(you)于冶煉時成分(fen)偏析或(huo)熱處理(li)不(bu)當,會(hui)造成奧氏體(ti)(ti)304不(bu)銹鋼(gang)(gang)中出現(xian)少量(liang)的馬氏體(ti)(ti)或(huo)鐵素體(ti)(ti)組(zu)織(zhi),這樣304不(bu)銹鋼(gang)(gang)中就會(hui)出現(xian)弱磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)。另外(wai),304不(bu)銹鋼(gang)(gang)經(jing)過冷(leng)加(jia)工,組(zu)織(zhi)結構也會(hui)向(xiang)馬氏體(ti)(ti)轉化,冷(leng)加(jia)工變形越(yue)大,馬氏體(ti)(ti)轉化越(yue)多,磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)也會(hui)越(yue)強(qiang)。想要完全消除304不(bu)銹鋼(gang)(gang)的磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing),可以通過高溫(wen)固溶處理(li)恢(hui)復穩定奧氏體(ti)(ti)組(zu)織(zhi),從(cong)而(er)消除磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)(xing)。
因此材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)磁性是(shi)由分子排布是(shi)否(fou)規則及電子自(zi)旋的(de)(de)(de)同向性決(jue)(jue)定的(de)(de)(de),我(wo)們認為是(shi)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)物理性能,而材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)耐腐蝕性能則是(shi)由材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)化學成分決(jue)(jue)定的(de)(de)(de),是(shi)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)化學性能,與(yu)材料(liao)(liao)是(shi)否(fou)有磁性無關。
從不(bu)銹(xiu)鋼(gang)發(fa)展前景來看,400系(xi)代替300系(xi)可(ke)謂(wei)大勢(shi)所趨。而200系(xi)材(cai)料由于廢(fei)鋼(gang)回(hui)收面(mian)臨(lin)著(zhu)諸多困難(nan),系(xi)非(fei)環保不(bu)銹(xiu)鋼(gang),如果加大該(gai)鋼(gang)種的(de)使用,不(bu)利于整個不(bu)銹(xiu)鋼(gang)行(xing)業的(de)可(ke)持續發(fa)展,所以現(xian)在很多有深謀遠慮的(de)大型企業都向200系(xi)說不(bu),而將眼光投向了更具有發(fa)展潛力的(de)400系(xi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
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