У свом примарном, жареном стању,316 нерђајући челикније-магнетна; међутим, може постати слабо магнетна након механичке обраде или заваривања.
Нерђајући челик 316 је технички класификован као немагнетни материјал због аустенитне кристалне структуре, али може да покаже магнетна својства кроз „деформацију-индуковану мартензитну трансформацију“ током хладног рада или формирање делта-ферита током заваривања.
Основе магнетизма у металима
Да бисмо схватили зашто се нерђајући челик 316 понаша тако, прво морамо разумети магнетизам у металима. Магнетизам настаје поравнањем спинова електрона и орбиталних кретања унутар атома. У феромагнетним материјалима као што су гвожђе или угљенични челик, магнетни домени-области у којима се спинови поравнавају-омогућавају да материјал буде снажно привучен магнетима и задржава магнетизам.
Насупрот томе, парамагнетни материјали имају неупарене електроне који су слабо поравнати са спољним магнетним пољем, али не задржавају магнетизам када се поље уклони. Дијамагнетни материјали, попут бакра, слабо одбијају магнетна поља. Нерђајући челици спадају у различите категорије на основу својих легирајућих елемената и микроструктуре: феритне и мартензитне класе су магнетне, док су аустенитне класе, укључујући 316, генерално немагнетне или парамагнетне.
Нерђајући челик 316, такође познат као АИСИ 316 или УНС С31600, је аустенитни разред. Његов састав укључује 16-18% хрома, 10-14% никла, 2-3% молибдена и ниске количине угљеника. Висок садржај никла стабилизује аустенитну фазу, која има коцкасту (ФЦЦ) кристалну структуру. У овој ФЦЦ решетки, атомски распоред спречава формирање великих магнетних домена, чинећи материјал немагнетним на собној температури.
Зашто је нерђајући челик 316 није-магнетичан у свом стандардном облику?
У жареном стању-где се челик загрева на високе температуре, а затим полако хлади-микроструктура 316 је потпуно аустенитна. Жарење ублажава унутрашње напрезање и промовише стабилну ФЦЦ фазу. У овом тренутку, 316 не показује феромагнетно понашање; неће се залепити за магнет, а његова магнетна пермеабилност је веома ниска, обично око 1,005-1,02, близу оне ваздуха.
Ово немагнетно својство{0}} је кључна предност. У апликацијама у којима се морају избегавати магнетне сметње, као што су МРИ машине, електронска кућишта или опрема за прераду хране, 316 надмашује магнетне челике. Додатак молибдена повећава отпорност на корозију у хлоридним срединама, што га чини идеалним за бродски хардвер или хемијске резервоаре, без угрожавања његове немагнетне природе.
Наша фабрика производи нерђајући челик 316 са прецизним процесима жарења да би се обезбедиле доследне немагнетне перформансе-, подржане ригорозним тестирањем.
Парамагнетизам је овде вредан пажње. Чак и немагнетни аустенитни челици попут 316 су благо парамагнетни, што значи да могу бити слабо привучени веома јаким магнетима, као што су они ретко{3}}земљи. Ово је због насумичног поравнања спинова електрона који се привремено оријентишу у магнетном пољу. Међутим, овај ефекат је занемарљив у свакодневној употреби и не чини материјал "магнетним" у здравом разуму.
Зашто би челик 316 и даље могао бити магнетан?
Ако теорија каже да није{0}}магнетна, зашто често видимо 316 вијака или машински обрађених делова који показују магнетно повлачење? Постоје три основна индустријска разлога:
1. Хладна обрада (мартензит изазван деформацијом-)
Ово је најчешћи узрок. Када је нерђајући челик 316 подвргнут механичком напрезању на собној температури-као што је хладно ваљање, дубоко извлачење, повлачење жице или савијање-кристална решетка је физички изобличена.
Ако је деформација довољно јака, део аустенита се трансформише у мартензит. За разлику од аустенита, мартензит је магнетан. Према томе, лист 316 може бити немагнетичан у центру, али ивице на којима је срезан или углови где је савијен могу показати магнетни одзив.
2. Процес заваривања (Делта ферит)
Када заваримо нерђајући челик 316, додатни метали и основни метал се топе и учвршћују. Да би се спречило „вруће пуцање“ током хлађења, потрошни материјал за заваривање је намерно дизајниран да произведе малу количину Делта ферита (обично 3–8%) у завареном базену.
Делта ферит је магнетна фаза. Сходно томе, савршено немагнетна 316 плоча ће скоро увек имати магнетну „врућу тачку“ на завареном шаву. Ово није знак лошег квалитета; то је знак конструктивно исправног вара.
3. Ливење наспрам кованих производа
Ливени нерђајући челик 316 (често означен као ЦФ8М) често има мало другачију микроструктуру од кованог 316 (лимови/шипке). Одливци често садрже мали проценат ферита како би се побољшала способност ливења и спречило пуцање, што често доводи до магнетног повлачења који се може детектовати које је одсутно у кованим или ваљаним верзијама исте легуре.
Закључак
Да резимирамо, иако је нерђајући челик 316 инхерентно-немагнетичан, он није „магнет-отпоран. Магнетизам у 316 је показатељ историје обраде материјала, а не његове хемијске чистоће. Магнетни одговор обично указује да је материјал ојачан хладним радом или стабилизован посебним техникама заваривања.
