ทำไมสลักเกลียวสแตนเลสจึงมีแม่เหล็ก

โดยไม่รู้ตัวเรามักจะเชื่อว่า 304 และ 316สลักเกลียวสแตนเลสไม่มีแม่เหล็กอย่างสมบูรณ์ ผู้ใช้หลายคนถึงกับตัดสินคุณภาพของสลักเกลียวสแตนเลสโดยแม่เหล็กของพวกเขาโดยสมมติว่าคนที่ไม่ใช่แม่เหล็กนั้นเป็นของแท้และแม่เหล็กนั้นด้อยกว่า อย่างไรก็ตามการรับรู้นี้มีข้อบกพร่องอย่างลึกซึ้งและต้องมีการตีความใหม่จากมุมมองของวิทยาศาสตร์วัสดุ

I. การจำแนกวัสดุและลักษณะแม่เหล็กของสลักเกลียวสแตนเลส

แม่เหล็กของสแตนเลสถูกกำหนดโดยโครงสร้างผลึกของมันไม่ได้มีเพียงระดับเกรดหรือคาร์บอนเท่านั้น:

1. สแตนเลสออสเทนนิติก (300 ซีรีส์: แม่เหล็กที่ไม่ใช่แม่เหล็ก/อ่อน)

เกรดทั่วไป: SUS304 (06CR19NI10), SUS316 (06CR17NI12MO2)

ลักษณะโครงสร้าง: ออสเทนไนต์ส่วนใหญ่ที่อุณหภูมิห้อง (โครงสร้างลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ตรงหน้า, ที่ไม่ได้รับแสง), ในทางทฤษฎีที่ไม่ใช่แม่เหล็กหรือแม่เหล็กที่อ่อนแอ (การซึมผ่านμ≈1. 01-1. 1)

แหล่งแม่เหล็กจริง:

หัวเรื่องเย็นการกลิ้งด้ายและกระบวนการทำงานเย็นอื่น ๆ บังคับให้การเปลี่ยนแปลงบางส่วนของออสเทนไนท์เข้าสู่มาร์เทนไซต์(โครงสร้างลูกบาศก์ที่เน้นร่างกายเป็นศูนย์กลาง ferromagnetic) สร้างแม่เหล็กที่อ่อนแอ (เนื้อหามาร์เทนไซต์สามารถเข้าถึง 15%-20%โดยมีการเสียรูปมากกว่าหรือเท่ากับ 20%)

การหลอม (เช่นการถือครองที่ 650 องศาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง) สามารถย้อนกลับ Martensite กลับไปที่ออสเทนไนท์ลดแม่เหล็ก

2. สแตนเลสมาร์เทนซิติก (400 ซีรีส์: แม่เหล็กอย่างรุนแรง)

เกรดทั่วไป: SUS410 (12CR13), SUS420J2 (30CR13)

ลักษณะโครงสร้าง: รูปแบบ Martensite (โครงสร้าง ferromagnetic) หลังจากการดับอุณหภูมิสูงโดยมีการซึมผ่านμมากกว่าหรือเท่ากับ 50 และการดูดซับที่สำคัญโดยแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง

ตรรกะการออกแบบ:

เนื้อหาคาร์บอนที่สูงขึ้น (0. 1%-0. 4%) ช่วยเพิ่มความแข็ง (HRC 20-50) เพื่อตอบสนองความต้องการในการตัดด้วยตนเอง

Magnetism เป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของโครงสร้าง Martensitic ไม่เกี่ยวข้องกับความต้านทานการกัดกร่อน (SUS410 ต่อต้านการกัดกร่อนดีกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน แต่ด้อยกว่า 300 ซีรีส์)

ii. อิทธิพลของการมุ่งหน้าไปยังแม่เหล็กของสแตนเลสออสเทนนิติก

1. กลไกการทำงานของแม่เหล็กจากการทำงานเย็น

ในช่วงหัวเรื่องเย็นการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกทำให้ออสเทนไนต์ (-fe) เปลี่ยนเป็น Martensite ('-fe) โดยมีเนื้อหามาร์เทนไซต์เพิ่มขึ้นเมื่อมีการเสียรูป:

ที่การเสียรูป 10%เนื้อหา Martensite คือ ~ 5%-8%, การซึมผ่านμ≈1.2 (แม่เหล็กที่อ่อนแอ)

ที่การเสียรูป 30%เนื้อหา Martensite สามารถเข้าถึง 25%-30%, การซึมผ่านμ≈1.5 (ยังคงอ่อนสนามแม่เหล็ก)

2. ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กและประสิทธิภาพ

คุณสมบัติเชิงกล: หัวเรื่องเย็นเพิ่มความแข็งแรง (เช่นความต้านทานแรงดึง SUS304 เพิ่มขึ้นจาก 520MPA เป็น 700MPA) แต่ลดการยืดตัว (จาก 40% เป็น 25%) Magnetism เป็นผลพลอยได้จากการแข็งตัวของงาน

ความต้านทานการกัดกร่อน: การเปลี่ยนแปลงของ Martensitic ไม่ทำลายฟิล์มแบบพาสซีฟ (CR₂O₃) ด้วยการทดสอบสเปรย์เกลือ (NSS) มากกว่าหรือเท่ากับ 48 ชั่วโมงสอดคล้องกับสถานะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

iii. รายละเอียดทางเทคนิคและสถานการณ์แอปพลิเคชันของกระบวนการ Demagnetization

1. Demagnetization ทางกายภาพ (ชั่วคราว)

วิธี: วางสลักเกลียวในอุปกรณ์สนามแม่เหล็กสลับ (เช่นขดลวดแม่เหล็ก) เพื่อกำจัดแม่เหล็กที่เหลือโดยค่อยๆลดความแรงของสนาม

ข้อ จำกัด: แม่เหล็กอาจฟื้นตัวบางส่วนเนื่องจากความเครียดทางกลหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ตามมาเหมาะสำหรับความต้องการที่ไม่ใช่แม่เหล็กชั่วคราว (เช่นการประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชั่วคราว)

2. การรักษาโซลูชัน (Demagnetization ถาวร)

กระบวนการ: ความร้อนถึง 1050-1100 องศา (อุณหภูมิออสเทนดิซัล) ตามด้วยการระบายความร้อนด้วยน้ำอย่างรวดเร็ว (อัตราการระบายความร้อนมากกว่าหรือเท่ากับ 50 องศา /วินาที) เพื่อยับยั้งการก่อตัวของมาร์เทนไซต์

ผล: เนื้อหา Martensite<5%, permeability μ≤1.03, meeting permanent non-magnetic requirements (e.g., medical precision instruments, aerospace components).

ค่าใช้จ่าย: ต้นทุนการประมวลผลเพิ่มขึ้น ~ 10%-15%แต่สามารถตัดจำหน่ายผ่านการผลิตจำนวนมาก

iv. ลักษณะแม่เหล็กของสแตนเลสตัดฟรี (ยกตัวอย่าง Sus303 เป็นตัวอย่าง)

1. ความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็ก

ปริมาณกำมะถัน: {{0}}. 15%-0. 30%(สูงกว่าของ SUS304 น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%) สร้างการรวม MNS เพื่อปรับปรุงความสามารถในการกลึง

แหล่งแม่เหล็ก: ความเครียดในท้องถิ่นในระหว่างการหมุนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง martensitic เล็กน้อย (เนื้อหา ~ 5%-10%), การซึมผ่านμ≈1. 1-1. 2

2. ยอดคงเหลือด้านประสิทธิภาพ

ความต้านทานการกัดกร่อน: เทียบเท่ากับ SUS304 (เนื้อหาโครเมียมและนิกเกิลเดียวกัน) การทดสอบสเปรย์เกลือมากกว่าหรือเท่ากับ 48 ชั่วโมง

สถานการณ์แอปพลิเคชัน: เหมาะสำหรับสกรูขนาดเล็ก (เช่น m 2- m5) ประมวลผลโดยเครื่องกลึงอัตโนมัติเสียสละแม่เหล็กที่อ่อนแอเพื่อประสิทธิภาพการตัดเฉือน

V. ตำนานอุตสาหกรรมทั่วไปและการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์

ตำนาน 1: "สแตนเลสแม่เหล็ก=เหล็กด้อยกว่า"

ตัวอย่าง: SUS410 เป็นวัสดุที่ถูกกฎหมายภายใต้ GB/T 20878-2007 ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่มีความแข็งแรงสูงเช่นใบพัดกังหันและเครื่องมือตัด Magnetism เป็นคุณสมบัติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของโครงสร้าง Martensitic

ตำนาน 2: "304/316 ต้องไม่เป็นแม่เหล็กอย่างสมบูรณ์"

การอ้างอิงมาตรฐาน: ASTM A 276-2020 ช่วยให้แม่เหล็กที่อ่อนแอในสแตนเลสออสเทนนิติกเพียงต้องการให้สอดคล้องกับการทดสอบการกัดกร่อนในระดับสูง (วิธี EPR) และข้อกำหนดคุณสมบัติเชิงกล

ตำนาน 3: "Demagnetization ลดประสิทธิภาพสแตนเลส"

ข้อมูลการทดลอง: หลังการรักษาด้วยวิธีแก้ปัญหาความแข็งแรงแรงดึงของ SUS304 การยืดตัวและความต้านทานการกัดกร่อนเบี่ยงเบนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 5% จากส่วนที่ไม่ได้รับการรักษา Demagnetization ไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเมทริกซ์

VI. คำแนะนำการทดสอบแม่เหล็กและการเลือก

1. วิธีการระบุอย่างรวดเร็ว

2. ตารางการเลือกตามสถานการณ์

บทสรุป

แม่เหล็กของสลักเกลียวสแตนเลสผลลัพธ์จากการรวมกันของโครงสร้างผลึกของวัสดุ (ออสเทนไนต์/มาร์เทนไซต์) และเทคนิคการประมวลผล (หัวเรื่องเย็น/การล้างอำนาจแม่เหล็ก) ไม่ใช่ตัวบ่งชี้คุณภาพ แม่เหล็กที่อ่อนแอของ 304/316 เป็นผลลัพธ์ปกติของการทำงานเย็นในขณะที่แม่เหล็กที่แข็งแกร่งของ 400 ซีรีส์เป็นคุณสมบัติการออกแบบสำหรับประสิทธิภาพ ในการใช้งานจริงการเลือกควรขึ้นอยู่กับความต้องการเฉพาะเช่นความต้านทานการกัดกร่อนความแข็งแรงและไม่ใช่แม่เหล็กโดยหลีกเลี่ยงการพิจารณาผิด ๆ ตามแม่เหล็กเท่านั้น ด้วยการขจัดตำนานว่า