هل الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي – إليك كل ما تحتاج إلى معرفته حول خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسية

الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي وغير مغناطيسي حسب النوع. ستدرك أن هذا يعتمد على نوع الفولاذ المقاوم للصدأ.

من أمثلة الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي الفولاذ الفريتي والمارتنسيتي. الفولاذ الأوستينيتي هو مثال على الفولاذ المقاوم للصدأ غير المغناطيسي.

هل الفولاذ المقاوم للصدأ مغناطيسي؟

سواء كان أم لا الفولاذ المقاوم للصدأ هل هو مغناطيسي؟ هو سؤال يطرحه الكثيرون.

الإجابة البسيطة هي نعم ولا. على الرغم من وصفه بمادة واحدة، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على العديد من المكونات ذات الصفات المختلفة. فهو يحتوي على عناصر ومعادن أخرى مثل الحديد والكروم.

تؤثر عوامل مثل وجود الحديد والبنية البلورية على مغناطيسية الفولاذ المقاوم للصدأ.

وجود أ مارتنسيتي و الفريتية الهيكل يجلب المغناطيسية في حين أوستينيتي يؤدي الهيكل إلى عدم المغناطيسية.

العوامل المساهمة في مغناطيسية الفولاذ المقاوم للصدأ

· وجود الحديد

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على الحديد في تركيبه. يتكون الحديد من مغناطيسات صغيرة تسمى الدورانات. عندما يتم ترتيبها عشوائيًا، تلغي الدورانات التأثير المغناطيسي لبعضها البعض مما قد يؤدي إلى نقص الخصائص المغناطيسية.

في بعض الأحيان، يقوم ترتيب الدوران بمحاذاة هذه العناصر لتشكيل عزم مغناطيسي صافٍ، وهذا يخلق مادة مغناطيسية. هذا الهيكل الفريد يجعلها تجتذب المغناطيس. الحديد عنصر مغناطيسي حديدي وبالتالي يظهر خصائص مغناطيسية.

· البنية البلورية

هذا هو ترتيب الذرات الذي يحدد محاذاتها وخصائصها المغناطيسية. المحاذاة السلسة تعزز المغناطيسية بينما تؤدي صعوبة المحاذاة إلى عدم المغناطيسية في الفولاذ المقاوم للصدأ.

تتميز الهياكل الفريتية والمارتنسيتية بالمغناطيسية. أما البنية الأوستينيتية فهي غير مغناطيسية. وتحتوي البنية الأوستينيتية على ترتيب مكعب مركزي الوجوه. وتؤدي الحركة الحرارية المستمرة إلى تعطيل ترتيب ذرات الحديد مما يؤدي إلى عدم المغناطيسية.

البنية الفريتية لها ترتيب مكعبي مركزه الجسم. ترتيبها ليس مثاليًا مما يجعل مغناطيسيتها أضعف من مغناطيسية الهياكل المارتنسيتية. هنا، يتم تجميع مغناطيسات حديدية صغيرة معًا.

يتمتع الفولاذ المارتنسيتي ببنية رباعية الزوايا تصطف الذرات فيها بشكل منظم. ويؤدي هذا الترتيب المنظم إلى جذب مغناطيسي قوي.

·تأثيرات المعالجة

يمكن أن تشمل العمليات المعالجة الباردة والمعالجة الحرارية. تعمل المعالجة الباردة على تغيير البنية البلورية في الفولاذ المقاوم للصدأ مما يجعله غير مغناطيسي. تعمل المعالجات الحرارية على العبث بالبنية الداخلية للفولاذ المقاوم للصدأ. فهي تغير طريقة محاذاة الذرات، مما يؤثر على سلوكها المغناطيسي.

ومن الأمثلة على ذلك عملية التلدين للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عند درجة حرارة عالية. يؤدي هذا إلى تحرك الذرات بشكل عشوائي مما يؤدي إلى تعطيل محاذاة العزوم المغناطيسية، مما يؤدي إلى عدم مغناطيسية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

· عناصر أخرى

تتفاعل عناصر مختلفة مع بعضها البعض. ويضيف كل عنصر مضاف إلى الفولاذ المقاوم للصدأ خصائصه الذرية الفريدة، مما يؤثر على خصائصه المغناطيسية. على سبيل المثال، يعمل المنجنيز على تقوية الكورس الحديدي، مما يعزز جاذبيته المتناغمة.

يعمل الموليبدينوم على تعزيز الدرجات الحديدية، فهو يضيف جاذبيته الخاصة، والمغناطيسية في الدرجات الحديدية من خلال المساهمة في جاذبيته الخاصة في بعض أنواع الفولاذ

مقارنة المغناطيسية في أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ

الآن، دعونا نقارن الخصائص المغناطيسية بين أنواع مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ:

· الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي

معظم الفولاذ المارتنسيتي مغناطيسي. قد يحتوي الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ على بعض شظايا الحديد التي تكون مغناطيسية في بعض الأحيان. يوجد الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ بدرجات مختلفة تشمل 410 و420 و440. يمكنك استخدام هذا الفولاذ المقاوم للصدأ في تطبيقات مثل أدوات المائدة والمحركات.

· الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

إنه نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ يتميز بالمغناطيسية، وذلك بسبب وجود الفريتات بكميات كبيرة. يسمح التركيب البلوري للفريت، جنبًا إلى جنب مع وجود الحديد، بمحاذاة ذرات الحديد، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي.

ومع ذلك، عند مقارنة الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بالفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي، فإنهما يتمتعان بجذب مغناطيسي ضعيف. ويشملان درجات الفولاذ المقاوم للصدأ 439 و430 و409. وهي تُستخدم في التطبيقات التي تناسب الميزانية مثل الأجهزة ومواد البناء.

· الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

معظم الفولاذ المقاوم للصدأ ضمن الفئة الأوستينيتية غير مغناطيسية بسبب مستويات الأوستينيت العالية. وعلى الرغم من احتوائها على الحديد، فإن السبائك مثل الدرجات 306 و304 غير مغناطيسية لأنها تحمل بنية داخلية تُعرف باسم المكعب المركزي الوجه. تعمل هذه البنية على تعطيل ترتيب الحديد مما يؤدي إلى عدم المغناطيسية.

ومع ذلك، يمكنك جعلها مغناطيسية جزئيًا باستخدام عملية حرارية أو عملية تصلب مثل الانحناء. يمكن أن يؤدي هذا إلى تكوين الفريت في بعض المواقع. وبسبب ذلك، تظهر الدرجات الأوستنيتية مغناطيسية طفيفة عند الحواف التي يتم تشغيلها ميكانيكيًا. وهي مفيدة في تطبيقات مثل الغرسات الطبية ومعدات معالجة الأغذية، حيث يكون السلوك غير المغناطيسي أمرًا بالغ الأهمية.

· دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ

إنه مغناطيسي كما يتمتع بمقاومة أكبر للتآكل من الدرجات الفريتية. وهو أكثر تكلفة من الفولاذ الأوستنيتي 304 و316. وهو يمزج بين البلورات الأوستنيتية والفرريتية مما يوفر مزيجًا من الاثنين. يمكنك استخدامه في تطبيقات مثل أوعية الضغط والهياكل البحرية.

العوامل المؤثرة على الخواص المغناطيسية للفولاذ المقاوم للصدأ

· المعالجة الحرارية

يمكن أن تؤدي المعالجات الحرارية إلى إحداث خلل كبير في البنية الداخلية للفولاذ المقاوم للصدأ. وهذا بدوره يغير من كيفية محاذاة الذرات مما يؤثر على سلوكها المغناطيسي. يؤدي التبريد السريع للفولاذ الأوستنيتي من درجات الحرارة المرتفعة، مثل التبريد، إلى حبس ذرات الحديد في محاذاة مغناطيسيتها، مما يجعل الفولاذ مغناطيسيًا.

يؤدي شيخوخة الفولاذ الأوستنيتي عند درجات حرارة معينة إلى تكوين المارتنسيت، وهو طور مغناطيسي، مما يجعل الفولاذ مغناطيسيًا. يؤدي تلدين الفولاذ الأوستنيتي عند درجات حرارة عالية إلى تعطيل محاذاة العزوم المغناطيسية، مما يجعل الفولاذ غير مغناطيسي.

· السماح بالعناصر

تتفاعل عناصر مختلفة مع بعضها البعض. ويضيف كل عنصر مضاف إلى الفولاذ المقاوم للصدأ خصائصه الذرية الفريدة، مما يؤثر على خصائصه المغناطيسية. على سبيل المثال، يعمل المنجنيز على تقوية الكورس الفريتية، مما يعزز جاذبيتها المتناغمة.

يعمل الكروم على تخريب التأثير المغناطيسي للحديد. فكلما زادت نسبة الكروم في الفولاذ، قلّت مغناطيسيته. ومع تزايد تأثيره، تضعف المغناطيسية. كما يعمل النيكل على قمع الدرجات الأوستنيتية، مما يسكت طنينها المغناطيسي.

يعمل الموليبدينوم على تعزيز الدرجات الفريتية، حيث يضيف جاذبيته، والمغناطيسية في الدرجات الفريتية عن طريق إضافة جاذبيته في بعض أنواع الفولاذ

· درجة حرارة

ارتفاع درجات الحرارة: مع ارتفاع درجة حرارة المغناطيس، تبدأ الإلكترونات المسؤولة عن مغناطيسيته في التحرك بشكل عشوائي. ومع ارتفاع درجة الحرارة، تصبح هذه المغناطيسات الذرية أكثر نشاطًا وتهتز بشكل أكبر، مما يؤدي إلى تعطل تشكيلاتها المتراصة. يؤدي هذا الترتيب الفوضوي إلى إضعاف المجال المغناطيسي الكلي للمغناطيس.

التبريد، زيادة الطاقة: من ناحية أخرى، يؤدي تبريد المغناطيس إلى التأثير المعاكس. حيث تهدأ الإلكترونات وتستقر في تشكيل أكثر تنظيمًا. ويعمل هذا المحاذاة المنتظمة على تقوية المجال المغناطيسي، مما يمنح المغناطيس دفعة مغناطيسية.

استخدامات الفولاذ المقاوم للصدأ بناءً على الخواص المغناطيسية

· المحولات

تسمح درجات النفاذية المغناطيسية العالية لبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل 17-4PH، بالتوصيل الفعال وتركيز التدفق المغناطيسي.

يؤدي هذا إلى تقليل فقدان الطاقة على شكل حرارة بسبب انخفاض التيارات الدوامية وخسائر الهستيريسيس. كما يؤدي إلى صغر حجم القلب مما يوفر الوزن والمساحة.

· المحركات

يؤدي استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المغناطيسي إلى تقوية المجال المغناطيسي في المحركات، مما يؤدي إلى زيادة عزم الدوران. يسمح هذا العزم المتزايد للمحركات بإنتاج المزيد من القوة لحجم معين، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصعبة.

بالإضافة إلى ذلك، تعمل المجالات الأقوى على تمكين التصغير، مما يسمح بتصنيع محركات أصغر ذات قوة خرج مكافئة.

· المحركات

تتميز هذه الدرجات بتميزها في المحركات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا، وذلك بفضل قدرتها على التعامل مع القوى المغناطيسية. وهذا يعني دقة عالية وحركة متسقة.

· أجهزة الاستشعار

من خلال تصميم هذه الدرجات، نقوم بإنشاء أجهزة استشعار ذات حساسية معززة، مما يسمح لها باكتشاف المجالات المغناطيسية الأضعف بدقة ونطاق محسنين. علاوة على ذلك، تعمل الخصائص المحددة على تمكين التغييرات الأسرع في التدفق المغناطيسي، مما يؤدي إلى أوقات استجابة أسرع للمستشعر.

· التطبيقات الطبية

يستخدم المغناطيس الكهربائي في التصوير الطبي لإجراء التشخيص. ويستخدم في الحماية المغناطيسية مثل حماية أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي من المغناطيسية الخارجية للحصول على تصوير دقيق. التوافق الحيوي: بعض الدرجات متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي وآمنة للاستخدام الطبي.

المزيد من الموارد:

المغناطيسية الفولاذية المقاومة للصدأ – المصدر: KDM

الخصائص المغناطيسية للفولاذ المقاوم للصدأ – المصدر: BEMAGNET

تصنيع الصفائح المعدنية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ – المصدر: KDM