Magnetiske egenskaper for rustfritt stål

Den magnetiske oppførselen til rustfritt stål varierer betydelig, alt fra paramagnetisk (ikke-magnetisk) i helt austenittiske kvaliteter til hard eller permanent magnetisk oppførsel i de herdede martensittiske karakterene. Rustfritt stål har ikke funnet utbredt bruk utelukkende som magnetiske materialer, siden deres magnetiske evne nesten alltid er dårligere enn konvensjonelle magnetiske materialer. Imidlertid er det omstendigheter og anvendelser der magnetisk eller ikke-magnetisk oppførsel kan påvirke fabrikasjonen og bruken av disse legeringene betydelig.

Austenittisk (ikke-magnetisk) rustfritt stål

Alt austenittisk rustfritt stål er paramagnetisk ( ikke-magnetisk) i helt austenittisk tilstand som forekommer i godt glødede legeringer. DC-magnetiske permeabiliteter varierer fra 1,003 til 1,005 når de måles ved magnetiseringskrefter på 200 oersteds (16k A / m). Permeabiliteten øker med kaldt arbeid på grunn av deformasjonsindusert martensitt, en ferromagnetisk fase. For visse karakterer slik som typene 302 og 304, kan økningen i magnetisk permeabilitet være merkbar, noe som resulterer i at disse karakterene er svakt ferromagnetiske i kraftig kaldbearbeidet tilstand. Følsomheten til en bestemt grad for å bli ferromagnetisk når den er kaldt bearbeidet, avhenger av austenittens stabilitet, som igjen avhenger av kjemisk sammensetning og homogenitet. Dette er beskrevet i artikkelen «Stabilitet av Austenitt i rustfritt stål» av CB Post og WS Eberly, publisert i «Transactions of the American Society for Metals», bind 39, (1947), side 868 til 890.
Effekten av kaldt arbeid på magnetisk permeabilitet er illustrert for flere austenittiske rustfrie stål i figur 1. Forholdet mellom endelig strekkfasthet og magnetisk permeabilitet er vist i figur 2. Økningen i permeabilitet korrelerer godt med økningen i strekkfasthet eller arbeidsherdende oppførsel, som er et annet mål på austenittstabilitet. Den forskjellige ytelsen mellom karakterene gjenspeiler deres sammensetning. Spesielt øker nikkel austenittstabilitet, og reduserer derved arbeidsherdingshastigheten og økningshastigheten for magnetisk permeabilitet. Følgelig har de høyere nikkelkarakterene, slik som Carpenter Stainless No. 10 (Type 384), lavere magnetiske permeabiliteter enn de lavere nikkelkarakterene som Project 70 + ® Type 304 / 304L når kaldt bearbeidet i tilsvarende mengder. Legeringene med høyt mangan og høyt nitrogeninnhold, som Carpenter 18Cr-2Ni-12Mn, er også kjent for å opprettholde lav permeabilitet etter kraftig deformasjon. som silisium-jernlegeringer. Derfor er deres ikke-magnetiske oppførsel mer bekymringsfull. Visse bruksområder som hus og komponenter til magnetisk deteksjonsutstyr som brukes for sikkerhets-, måle- og kontrollformål, krever at stålet ikke er magnetisk. Det er fordi tilstedeværelsen av til og med svakt ferromagnetiske deler kan påvirke ytelsen negativt. Med mindre de austenittiske rustfrie ståldelene brukes i glødet tilstand og ikke blir utsatt for deformasjon under bruk, vil en høyere nikkelgrad være et forsiktig valg forutsatt at det gir passende korrosjonsmotstand og styrke.
For en gitt karakter, magnetisk permeabilitet kan variere betydelig avhengig av kjemien og graden av kaldt arbeid av stålet. Ofte kan en spesiell del av en «ustabil» karakter som Type 304 prestere tilfredsstillende. Hvis den magnetiske permeabiliteten til et austenittisk rustfritt stål er av spesiell bekymring, kan den måles på relativt enkle måter som beskrevet i ASTM Standard Method A342.

Ferritiske rustfrie stål

Ferritiske rustfrie stål er ferromagnetiske og har blitt brukt som myke magnetiske komponenter som magnetkjerner og polstykker. Selv om deres magnetiske egenskaper generelt ikke er like gode som konvensjonelle myke magnetiske legeringer, blir de vellykket brukt til magnetiske komponenter som må tåle etsende miljø. Som sådan tilbyr de et kostnadseffektivt alternativ til belagte jern- og silisium-jernkomponenter. I tillegg har den relativt høye elektriske motstanden til ferritiske rustfrie stål resultert i overlegen vekselstrømytelse.

Myke magnetiske egenskaper, dvs. høy magnetisk permeabilitet, lav tvangskraft (Hc) og lav restinduksjon (Br), avhenger sterkt av legeringskjemi, spesielt urenheter som karbon , svovel og ikke-metalliske inneslutninger, og belastninger på grunn av kaldt arbeid. Magnetisk permeabilitet avtar og tvangskraften øker. Det vil si at oppførselen er mindre magnetisk myk, med økende mengder urenheter og stress. Som et resultat gir godt glødede legeringer med høy renhet optimal magnetisk ytelse.Carpenter produserer to kvaliteter av ferritisk rustfritt stål, Carpenter Stainless Type 430F Solenoid Quality og Carpenter Stainless Type 430FR Solenoid Quality, for vurdering i myke magnetiske legeringsapplikasjoner. Disse to klassene smeltes og bearbeides for konsistente magnetiske egenskaper, samtidig som de gir korrosjonsbestandighet som den for Type 430F. bruk. Glødte ferritiske rustfrie stål utviser myk magnetisk oppførsel, noe som betyr at de ikke har evnen til å tiltrekke seg andre magnetiske gjenstander når de fjernes fra et eksternt påført magnetfelt. Kaldbearbeiding øker imidlertid tvangskraften (Hc) til disse stålene som endrer oppførselen fra en myk magnet til en svak permanentmagnet. Hvis deler av kaldbearbeidet ferritisk rustfritt stål utsettes for et sterkt magnetfelt som forekommer ved inspeksjon av magnetiske partikler, kan delene permanent magnetiseres og derfor kunne tiltrekke seg andre ferromagnetiske gjenstander. Bortsett fra muligens å forårsake håndteringsproblemer, vil delene være i stand til å tiltrekke seg biter av jern eller stål som vil, hvis ikke fjernet, forringe korrosjonsbestandighet. Det er derfor klokt å avmagnetisere slike deler elektrisk eller termisk hvis de har blitt utsatt for et sterkt magnetfelt under fabrikasjonen. Magnetiske egenskaper til noen ferritiske rustfrie stål er oppført i tabell 1.

Martensittisk og nedbørsherdbart rustfritt stål

Alt martensittisk og mest nedbørsherdbart rustfritt stål er ferromagnetisk. På grunn av påkjenningene indusert av herdetransformasjonen, viser disse karakterene permanente magnetiske egenskaper hvis de magnetiseres i herdet tilstand. For en gitt karakter har tvangskraften en tendens til å øke med økende hardhet, noe som gjør disse legeringene vanskeligere å demagnetisere. Selv om de ikke brukes som permanente magneter i nevneverdig grad, gjelder de tidligere nevnte potensielle vanskeligheter med herdet ferritisk rustfritt stål også for disse stålene. Magnetiske egenskaper til noen martensittiske stål er også vist i tabell 1.

Over data bestemt på runde bjelker 0,375 «(9,53 mm) til 0,625» (15,88 mm) per ASTM

Et 341-Fahy permeameter.

A — fullstendig glødet

H – varmebehandlet for maksimal hardhet

Write a Comment

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *