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不銹鋼也會帶磁性?

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瀏覽:- 發布日期:2020-04-06 18:07【
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,這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。
不銹鋼的種類繁多,常溫下按組織結構可分為幾類:1.奧氏體型:304、321、316、310等;2.馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等;奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。通常用作裝飾管板的不銹鋼多數是奧氏體型的304材質,一般來講是無磁或弱磁的,但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性。但這不能認為是冒牌或不合格,這是什么原因呢?

上面提到奧氏體是無磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由于冶煉時成分偏析或熱處理不當,會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣,304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。另外,304不銹鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏體轉化,冷加工變形度越大,馬氏體轉化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶,生產Φ76管,無明顯磁感,生產Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。



要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性,可通過高溫固溶處理開恢復穩定奧氏體組織,從而消去磁性。特別要提出的是,因上面原因造成的304不銹鋼的磁性,與其他材質的不銹鋼,如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的,也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。這就告訴我們,如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性,應判別為304或316材質;如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強磁性,因判別為不是304材質.
由于近期鎳價持續高位,304等Ni系不銹鋼生產成本高昂,因此具備優良耐腐蝕性能與極具誘惑力的價格于一身的400系不銹鋼產品的推廣顯得日趨迫切。國內外各大不銹鋼廠為了降低下游客戶的生產成本,提高終端產品的市場競爭力,加大了無鎳或低鎳不銹鋼材料的研發及推廣力度。遺憾的是, 400系不銹鋼與生俱來的磁性讓許多用戶望而卻步。
在現實生活中,大多數人都認為不銹鋼是沒有磁性的,并借助磁鐵來鑒別不銹鋼,這種方法很不科學。首先鋅合金、銅合金一般都可以仿不銹鋼的外觀顏色,也沒有磁性,容易誤認為是不銹鋼;而即使是我們目前最常使用的304鋼種,在經過冷加工后,也會出現不同程度的磁性。所以不能只憑一塊磁鐵來判斷不銹鋼的真偽。
 

那么不銹鋼的磁性究竟是怎么來的?
根據材料物理學的研究,金屬的磁性來源于電子自旋的結構,電子自旋屬于量子機械性能,既可以“向上”,也可以“向下”。在鐵磁性金屬中,電子會自動按照同一方向進行旋轉,而反鐵磁性金屬材料中,一些電子按照規則的模式進行,而相鄰電子則朝著相反方向或反平行自旋,但對于三角形晶格中的電子來說,由于每個三角形中的兩個電子都必須按照相同方向自旋,因此自旋結構已經不存在。
通常來說,奧氏體不銹鋼(以304為代表)是無磁性的,但是也可能帶有弱磁性,而鐵素體(主要有430、409L、439和445NF等)和馬氏體(以410為代表)一般都是帶有磁性的。
不銹鋼里面有一些鋼種(如304等)分類為“無磁性不銹鋼”的是指其磁性指標低于某個值而已,也就是說,一般不銹鋼都或多或少帶有一定的磁性。
此外,上面提到奧氏體是無磁或者弱磁性,而鐵素體和馬氏體是帶磁性的,由于冶煉時成分偏析或熱處理不當,會造成奧氏體304不銹鋼中出現少量的馬氏體或鐵素體組織,這樣304不銹鋼中就會出現弱磁性。另外,304不銹鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏體轉化,冷加工變形越大,馬氏體轉化越多,磁性也會越強。想要完全消除304不銹鋼的磁性,可以通過高溫固溶處理恢復穩定奧氏體組織,從而消除磁性。
因此材料的磁性是由分子排布是否規則及電子自旋的同向性決定的,我們認為是材料的物理性能,而材料的耐腐蝕性能則是由材料的化學成分決定的,是材料的化學性能,與材料是否有磁性無關。
從不銹鋼發展前景來看,400系代替300系可謂大勢所趨。而200系材料由于廢鋼回收面臨著諸多困難,系非環保不銹鋼,如果加大該鋼種的使用,不利于整個不銹鋼行業的可持續發展,所以現在很多有深謀遠慮的大型企業都向200系說不,而將眼光投向了更具有發展潛力的400系不銹鋼。

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