ステンレス鋼は磁性がありますか

ステンレスは種類によって磁性を持つものと持たないものに分かれます。ステンレスの種類によって磁性を持つもの、持たないものが異なります。

磁性ステンレス鋼の例としては、フェライト系とマルテンサイト系があります。非磁性ステンレス鋼の例としては、オーステナイト系があります。

かどうかステンレス鋼磁気があるかどうかは多くの人が尋ねる質問です。

答えは簡単です。イエスとノーです。ステンレス鋼は 1 つの材料として説明されていますが、さまざまな特性を持つ多くの成分で構成されています。鉄やクロムなどの他の元素や金属も含まれています。

鉄の存在や結晶構造などの要因の存在は、ステンレス鋼の磁性に影響を与えます。

の存在マルテンサイトそしてフェライト構造は磁力をもたらし、オーステナイト構造により非磁性が生じます。

ステンレス鋼の磁性に寄与する要因

· 鉄の存在

ステンレス鋼には鉄が含まれています。鉄はスピンと呼ばれる小さな磁石で構成されています。ランダムに配置される場合、スピンは互いの磁気効果を打ち消し合い、磁気特性が失われることがあります。

時には、スピン配列が整列して正味の磁気モーメントを形成し、磁性材料が作られます。このユニークな構造により、磁石を引き付けることができます。鉄は強磁性元素であるため、磁気特性を示します。

· 結晶構造

原子の配列によって、その配列と磁気特性が決まります。ステンレス鋼では、原子の配列が滑らかであれば磁性が高まり、配列が困難な場合は磁性が失われます。

フェライトおよびマルテンサイト構造は磁性を持ちます。オーステナイト構造は非磁性です。オーステナイト構造は面心立方配列をしています。一定の熱運動により鉄原子の配列が乱れ、非磁性になります。

フェライト組織は体心立方配列をしています。配列が完全ではないため、マルテンサイト組織よりも磁性が弱くなります。ここでは、小さな鉄の磁石が組み合わされています。

マルテンサイト鋼は、原子が整然と並んだ正方晶構造をしており、整然と配列することで強い磁力を発揮します。

·処理の影響

プロセスには、冷間加工と熱処理が含まれます。冷間加工により、ステンレス鋼の結晶構造が変化し、非磁性になります。熱処理により、ステンレス鋼の内部構造が改変されます。これにより、原子の配列が変化し、磁気挙動に影響します。

一例として、オーステナイト系ステンレス鋼を高温で焼きなますと、原子がランダムに動き、磁気モーメントの配列が乱れ、オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性になります。

· その他の要素

さまざまな元素が一緒に作用します。ステンレス鋼に添加される各元素は、独自の原子特性をもたらし、その磁気特性に影響を与えます。たとえばマンガンは、フェライトのコーラスを強化し、調和のとれた引力を増幅します。

モリブデンはフェライトグレードを強化し、独自の引力、磁性をフェライトグレードに加え、いくつかの種類の鋼に独自の引力を与える。

異なる種類のステンレス鋼の磁性の比較

それでは、さまざまな種類のステンレス鋼の磁気特性を比較してみましょう。

· マルテンサイト系ステンレス鋼

マルテンサイト鋼のほとんどは磁性があります。マルテンサイトステンレス鋼には、磁性を持つ鉄の破片が含まれている場合があります。マルテンサイトステンレス鋼には、410、420、440 など、さまざまなグレードがあります。このステンレス鋼は、カトラリーやアクチュエータなどの用途に使用できます。

· フェライト系ステンレス鋼

これは磁性を持つステンレス鋼の一種です。これは、フェライトが大量に含まれているためです。フェライトの結晶構造と鉄の存在により、鉄原子の配列が可能になり、磁場が生成されます。

ただし、フェライト系ステンレス鋼とマルテンサイト系ステンレス鋼を比較すると、磁力が弱くなります。これらにはステンレス鋼グレード 439、430、409 が含まれます。これらは、家電製品や建築材料などの予算に優しい用途に適用されます。

· オーステナイト系ステンレス鋼

オーステナイト系ステンレス鋼のほとんどは、オーステナイト含有量が高いため非磁性です。鉄を含むにもかかわらず、グレード 306 や 304 などの合金は面心立方と呼ばれる内部構造を持っているため非磁性です。この構造により鉄の配列が乱れ、非磁性になります。

ただし、熱処理や曲げなどの加工硬化により、部分的に磁性を持たせることもできます。これにより、一部の場所でフェライトが形成される可能性があります。そのため、オーステナイト系グレードは、機械的に操作されるエッジでわずかに磁性を示します。非磁性動作が重要な医療用インプラントや食品加工機器などの用途で役立ちます。

· 二相ステンレス鋼

磁性があり、フェライト系よりも耐食性に優れています。オーステナイト系 304 鋼や 316 鋼よりも高価です。オーステナイト系とフェライト系の結晶を混合し、両方の組み合わせを提供します。圧力容器や海洋構造物などの用途に使用できます。

ステンレス鋼の磁気特性に影響を与える要因

· 熱処理

熱処理はステンレス鋼の内部構造を劇的に変化させる可能性があります。これにより原子の配列が変わり、磁気的挙動に影響を及ぼします。焼入れのようにオーステナイト鋼を高温から急速に冷却すると、鉄原子が磁気配列に閉じ込められ、鋼が磁性を帯びるようになります。

オーステナイト鋼を特定の温度で老化させると、磁性相であるマルテンサイトが生成され、鋼が磁性を帯びるようになります。オーステナイト鋼を高温で焼きなますと、磁気モーメントの配列が崩れ、鋼が非磁性になります。

· 要素の許可

クロムは鉄の磁気的影響を妨害します。鋼鉄中のクロムの割合が高くなるほど、磁性は弱くなります。影響が大きくなるにつれて、磁性は弱まります。ニッケルはオーステナイト系鋼の磁気的影響を抑制し、磁気の音を消します。

モリブデンはフェライトグレードを強化し、フェライトグレードに引力、磁性を加え、いくつかの種類の鋼に引力を加える。

・温度

温度上昇: 磁石が熱くなると、その磁力を担う電子がランダムに動き始めます。温度が上昇すると、これらの原子磁石はより活発になり、振動が激しくなり、整列した構造が乱れます。この乱雑な配置により、磁石全体の磁場が弱まります。

冷却するとパワーアップ: 一方、磁石を冷却すると逆の効果があります。電子は落ち着き、より整然とした形になります。この均一な配列により磁場が強化され、磁石の磁力が高まります。

磁性に基づくステンレス鋼の用途

· トランスフォーマー

17-4PH などの特定のステンレス鋼の高透磁率グレードにより、磁束の効率的な伝導と集中が可能になります。

これにより、渦電流とヒステリシス損失が減少するため、熱として失われるエネルギーが少なくなります。また、コアのサイズが小さくなり、重量とスペースを節約できます。

· モーター

磁性ステンレス鋼を使用すると、モーターの磁場が強化され、トルクが高くなります。このトルクの増加により、モーターは一定のサイズでより大きな力を生み出すことができるため、要求の厳しい用途に適しています。

さらに、より強力な磁場により小型化が可能になり、同等の出力を持つより小型のモーターを実現できます。

· アクチュエータ

これらのグレードは、磁力を操作する能力により、精密な制御が要求されるアクチュエータに最適です。これにより、非常に正確で一貫した動きが実現します。

· センサー

これらのグレードをカスタマイズすることで、感度を高めたセンサーを作成し、精度と範囲を向上させて弱い磁場を検出できるようになります。さらに、特定の特性により磁束の変化が速くなり、センサーの応答時間が短くなります。

· 医療用途

医療用画像診断では電磁石を使用して診断を行います。磁気共鳴画像診断装置を外部の磁気から遮蔽して正確な画像診断を行うなど、磁気シールドに使用されます。生体適合性: 特定のグレードは MRI と互換性があり、医療用途に安全です。

その他のリソース:

ステンレスの磁性 – 出典: KDM

ステンレス鋼の磁気特性 – 出典: BEMAGNET

ステンレス鋼板金属加工 – 出典: KDM

ステンレス鋼は磁性を持つか – ステンレス鋼の磁性特性について知っておくべきことすべて

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