ในสถานะแรกที่ได้รับการอบอ่อนสแตนเลส 316ไม่ใช่-แม่เหล็ก; อย่างไรก็ตาม อาจกลายเป็นแม่เหล็กอ่อนได้หลังจากกระบวนการทางกลหรือการเชื่อม
สแตนเลส 316 ได้รับการจำแนกทางเทคนิคว่าเป็นวัสดุที่ไม่ใช่-แม่เหล็กเนื่องจากมีโครงสร้างผลึกออสเทนนิติก แต่สามารถแสดงคุณสมบัติทางแม่เหล็กได้ผ่าน "การเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติกที่เกิดจากความเครียด-" ในระหว่างการทำงานเย็นหรือการก่อตัวของเดลต้า-เฟอร์ไรต์ระหว่างการเชื่อม
พื้นฐานของแม่เหล็กในโลหะ
เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดเหล็กสแตนเลส 316 จึงมีพฤติกรรมเช่นนั้น เราต้องเข้าใจแม่เหล็กในโลหะก่อน แม่เหล็กเกิดจากการจัดเรียงตัวของการหมุนของอิเล็กตรอนและการเคลื่อนที่ของวงโคจรภายในอะตอม ในวัสดุที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก เช่น เหล็กหรือเหล็กกล้าคาร์บอน โดเมนแม่เหล็ก-บริเวณที่สปินเรียงตัวกัน-ทำให้วัสดุถูกดึงดูดอย่างแรงจากแม่เหล็กและคงความเป็นแม่เหล็กเอาไว้
ในทางตรงกันข้าม วัสดุพาราแมกเนติกมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ซึ่งจัดเรียงอย่างอ่อนกับสนามแม่เหล็กภายนอก แต่จะไม่คงความเป็นแม่เหล็กไว้เมื่อสนามแม่เหล็กถูกลบออกไป วัสดุไดอะแมกเนติก เช่น ทองแดง จะขับไล่สนามแม่เหล็กได้เล็กน้อย เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ตามองค์ประกอบอัลลอยด์และโครงสร้างจุลภาค เกรดเฟอร์ริติกและมาร์เทนซิติกเป็นเกรดแม่เหล็ก ในขณะที่เกรดออสเทนนิติก ซึ่งรวมถึง 316 โดยทั่วไปแล้วไม่ใช่-แม่เหล็กหรือพาราแมกเนติก
สแตนเลส 316 หรือที่เรียกว่า AISI 316 หรือ UNS S31600 เป็นเกรดออสเทนนิติก ส่วนประกอบประกอบด้วยโครเมียม 16-18% นิกเกิล 10-14% โมลิบดีนัม 2-3% และคาร์บอนต่ำ ปริมาณนิกเกิลที่สูงจะทำให้เฟสออสเทนไนท์คงที่ ซึ่งมีโครงสร้างผลึกลูกบาศก์ (FCC) เป็นศูนย์กลางที่ใบหน้า ในตาข่าย FCC นี้ การจัดเรียงอะตอมจะป้องกันการก่อตัวของโดเมนแม่เหล็กขนาดใหญ่ ส่งผลให้วัสดุไม่มีความเป็นแม่เหล็กที่อุณหภูมิห้อง
เหตุใดสแตนเลส 316 จึงไม่ใช่-แม่เหล็กในรูปแบบมาตรฐาน
ในสภาวะอบอ่อน-โดยที่เหล็กถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงแล้วทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ-โครงสร้างจุลภาคของ 316 จะเป็นออสเทนนิติกโดยสมบูรณ์ การหลอมช่วยลดความเครียดภายในและส่งเสริมเฟส FCC ที่เสถียร ณ จุดนี้ 316 ไม่แสดงพฤติกรรมเฟอร์โรแมกเนติก มันจะไม่ยึดติดกับแม่เหล็ก และความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กก็ต่ำมาก โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1.005-1.02 ซึ่งใกล้เคียงกับอากาศ
คุณสมบัติที่ไม่ใช่-แม่เหล็กนี้เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ ในการใช้งานที่ต้องหลีกเลี่ยงการรบกวนทางแม่เหล็ก เช่น เครื่อง MRI ตู้อิเล็กทรอนิกส์ หรืออุปกรณ์แปรรูปอาหาร 316 มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กแม่เหล็ก การเติมโมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ทางทะเลหรือถังเคมี โดยไม่กระทบต่อธรรมชาติที่ไม่ใช่-แม่เหล็ก
โรงงานของเราผลิตเหล็กสเตนเลส 316 ด้วยกระบวนการอบอ่อนที่แม่นยำเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ไม่เป็นแม่เหล็ก-สม่ำเสมอ ได้รับการสนับสนุนจากการทดสอบอย่างเข้มงวด
Paramagnetism เป็นที่น่าสังเกตที่นี่ แม้แต่เหล็กกล้าออสเทนนิติกที่ไม่ใช่-แม่เหล็กเช่น 316 ก็มีพาราแมกเนติกเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถถูกดึงดูดได้เล็กน้อยด้วยแม่เหล็กที่มีกำลังแรงมาก เช่น ดิน-ที่หายาก นี่เป็นเพราะการจัดตำแหน่งแบบสุ่มของการหมุนของอิเล็กตรอนที่ปรับทิศทางในสนามแม่เหล็กชั่วคราว อย่างไรก็ตาม ผลกระทบนี้ไม่มีนัยสำคัญในการใช้งานในชีวิตประจำวัน และไม่ทำให้วัสดุเป็น "แม่เหล็ก" ตามสามัญสำนึก
ทำไมเหล็ก 316 ถึงยังคงเป็นแม่เหล็ก?
หากทฤษฎีบอกว่าไม่ใช่แม่เหล็ก- ทำไมเราจึงมักเห็นสลักเกลียว 316 ตัวหรือชิ้นส่วนเครื่องจักรที่แสดงแรงดึงแม่เหล็ก มีเหตุผลทางอุตสาหกรรมหลักสามประการ:
1. การทำงานเย็น (สเตรน-มาร์เทนไซต์เหนี่ยวนำ)
นี่คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุด เมื่อสแตนเลส 316 ต้องเผชิญกับความเครียดเชิงกลที่อุณหภูมิห้อง-เช่น การรีดเย็น การดึงลึก การดึงลวด หรือการดัดงอ-โครงตาข่ายคริสตัลจะบิดเบี้ยวทางกายภาพ
หากการเสียรูปรุนแรงเพียงพอ ส่วนหนึ่งของออสเทนไนต์จะเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ มาร์เทนไซต์เป็นแม่เหล็กซึ่งแตกต่างจากออสเทนไนต์ ดังนั้น แผ่น 316 อาจไม่ใช่-แม่เหล็กตรงกลาง แต่ขอบที่มีการตัดหรือมุมที่งออาจแสดงการตอบสนองทางแม่เหล็ก
2. กระบวนการเชื่อม (เดลต้าเฟอร์ไรต์)
เมื่อเราเชื่อมเหล็กสแตนเลส 316 โลหะตัวเติมและโลหะฐานจะละลายและแข็งตัว เพื่อป้องกัน "การแตกร้าวจากความร้อน" ในระหว่างการทำความเย็น วัสดุสิ้นเปลืองในการเชื่อมได้รับการออกแบบโดยตั้งใจให้ผลิตเดลต้าเฟอร์ไรต์จำนวนเล็กน้อย (ปกติ 3–8%) ในสระเชื่อม
เดลต้าเฟอร์ไรต์เป็นเฟสแม่เหล็ก ด้วยเหตุนี้ แผ่น 316 ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก-โดยสมบูรณ์จะแสดง "จุดร้อน" ที่เป็นแม่เหล็กที่ตะเข็บเชื่อมเกือบทุกครั้ง นี่ไม่ใช่สัญญาณของคุณภาพไม่ดี มันเป็นสัญญาณของรอยเชื่อมที่มีโครงสร้างแข็งแรง
3. การหล่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ดัด
สแตนเลสหล่อ 316 (มักเรียกว่า CF8M) มักมีโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกันเล็กน้อยกว่าเหล็กดัด 316 (แผ่น/แท่ง) การหล่อมักประกอบด้วยเฟอร์ไรต์ในปริมาณเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงความสามารถในการหล่อและป้องกันการแตกร้าว ซึ่งมักส่งผลให้เกิดแรงดึงแม่เหล็กที่ตรวจพบได้ ซึ่งไม่มีอยู่ในโลหะผสมชนิดเดียวกันที่หลอมหรือรีด
บทสรุป
โดยสรุป แม้ว่าสแตนเลส 316 จะไม่มี-ความเป็นแม่เหล็ก แต่ก็ไม่สามารถ "กันแม่เหล็ก" ได้ สนามแม่เหล็กใน 316 เป็นตัวบ่งชี้ประวัติการประมวลผลของวัสดุ ไม่ใช่ความบริสุทธิ์ทางเคมี การตอบสนองทางแม่เหล็กมักจะบ่งชี้ว่าวัสดุได้รับการเสริมความแข็งแกร่งจากงานเย็นหรือทำให้เสถียรโดยเทคนิคการเชื่อมเฉพาะ
