Loại thép nào không nhiễm từ?

Khi nghĩ đến thép, mọi người thường hình dung ra một kim loại cứng và có từ tính. Tuy nhiên, không phải tất cả các loại thép đều có từ tính. Trên thực tế, một số loại thép—đặc biệt là một số loại thép không gỉ nhất định—được biết đến là không có từ tính hoặc chỉ có từ tính rất nhẹ. Hiểu được điều gì khiến một số loại thép không có từ tính là điều cần thiết đối với các kỹ sư, nhà thiết kế và nhà sản xuất làm việc trong các ngành công nghiệp như chế biến thực phẩm, thiết bị y tế, ứng dụng hàng hải và điện tử.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu những loại thép nào không nhiễm từ, tại sao chúng lại có đặc tính như vậy và chúng thường được sử dụng ở đâu. Là nhà cung cấp đáng tin cậy các loại thép không gỉ cao cấp,SAKYSTEELCung cấp chuyên môn kỹ thuật sâu rộng và vật liệu chất lượng cao cho mọi yêu cầu về thép không nhiễm từ.

1. “Thép không nhiễm từ” nghĩa là gì?

Thép không từ tínhThuật ngữ này đề cập đến các hợp kim không thể hiện lực hút từ mạnh. Về mặt khoa học, chúng được phân loại là...austenitthép do cấu trúc tinh thể đặc biệt của chúng, được gọi làlập phương tâm mặt (FCC)Cấu trúc này không cho phép sự sắp xếp các miền từ tính, điều này khiến thép về cơ bản là không có từ tính.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là một số loại thép có thể trở nên hơi nhiễm từ sau khi gia công nguội hoặc hàn, nhưng độ nhiễm từ của chúng vẫn yếu hơn nhiều so với thép ferrit hoặc thép mactenxit.

2. Khoa học đằng sau hiện tượng từ tính trong thép

Tính chất từ ​​tính trong thép phụ thuộc phần lớn vào cấu trúc vi mô của nó. Có ba loại cấu trúc vi mô chính của thép không gỉ:

• Austenit (Không từ tính)– Cấu trúc lập phương tâm mặt; chứa hàm lượng lớn niken và crom; không có từ tính khi được ủ.

• Sắt(III) (Từ tính)– Cấu trúc lập phương tâm khối; chứa crom nhưng rất ít hoặc không có niken; từ tính mạnh.

• Martensitic (Từ tính)– Hàm lượng cacbon và crom cao; có từ tính và có thể tôi cứng bằng phương pháp xử lý nhiệt.

Thép không gỉ Austenit có đặc tính không nhiễm từ nhờ niken, chất này ổn định cấu trúc FCC và ngăn chặn sự hình thành các pha ferit hoặc mactenxit từ tính.

3. Các loại thép không từ tính thông dụng

A. Thép không gỉ Austenit

Đây là những loại thép không nhiễm từ được sử dụng rộng rãi nhất. Các mác thép chính bao gồm:

• Thép không gỉ 304 (UNS S30400)
  Được biết đến là loại thép không gỉ phổ biến nhất, 304 chứa 18% crom và 8% niken. Nó không có từ tính ở trạng thái ủ nhưng có thể trở nên hơi có từ tính sau khi gia công nguội mạnh.

• Thép không gỉ 316 (UNS S31600)
  Chứa molypden giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn, đặc biệt trong môi trường biển và hóa chất. Sản phẩm này được ưu tiên sử dụng khi cần cả khả năng chống ăn mòn và tính chất không nhiễm từ.

• Thép không gỉ 310 và 321
  Các loại này cũng không có từ tính và được thiết kế cho các ứng dụng chịu nhiệt độ cao hoặc chống oxy hóa.

• Thép không gỉ 904L (UNS N08904)
  Một loại thép siêu austenit có hàm lượng niken cao (24–26%) và molypden (4–5%), khiến nó không có từ tính ngay cả sau khi gia công.

4. Tại sao nên sử dụng thép không nhiễm từ?

Thép không nhiễm từ đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp mà nhiễu từ, ăn mòn và vệ sinh là những vấn đề then chốt. Những lợi ích bao gồm:

• Độ thẩm từ thấp:Ngăn ngừa nhiễu từ trường trong các thiết bị điện tử hoặc thiết bị đo lường nhạy cảm.

• Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời:Thích hợp cho các ứng dụng hàng hải, hóa chất và y tế.

• Khả năng làm sạch:Bề mặt nhẵn, không xốp giúp ngăn ngừa sự tích tụ vi khuẩn - rất phù hợp cho ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

• Độ bền và sức mạnh:Duy trì độ bền cao ngay cả ở nhiệt độ cực thấp.

5. Ứng dụng của thép không gỉ không từ tính

Nhờ sự kết hợp độc đáo các đặc tính của mình, thép không nhiễm từ được sử dụng trong:

A. Thiết bị y tế và phòng thí nghiệm

Thép không gỉ không nhiễm từ được sử dụng cho các dụng cụ phẫu thuật, linh kiện máy quét MRI và đồ nội thất bệnh viện vì chúng không gây nhiễu từ trường.

B. Các công trình biển và ngoài khơi

Thép không gỉ 316 và 904L được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận tàu thủy, trục chân vịt và giàn khoan ngoài khơi, có khả năng chống ăn mòn do nước biển và từ tính tối thiểu.

C. Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và đồ uống

Các loại thép Austenit như 304 và 316 đảm bảo độ sạch sẽ, vệ sinh và khả năng chống lại axit và muối có trong quá trình chế biến thực phẩm.

D. Ứng dụng trong Hàng không vũ trụ và Quốc phòng

Tính chất không nhiễm từ rất quan trọng trong vỏ thiết bị đo lường và các bộ phận máy bay, nơi nhiễu từ có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động.

E. Hệ thống điện tử và đông lạnh

Thép Austenit duy trì độ ổn định ở nhiệt độ cực lạnh và không ảnh hưởng đến các cảm biến từ tính, do đó rất lý tưởng cho các bể chứa đông lạnh và các thiết bị chính xác.

6. Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến từ tính trong thép không gỉ

Ngay cả thép không nhiễm từ cũng có thể phát sinh từ tính nhẹ do:

• Gia công nguội (Tạo hình, uốn hoặc cán):Ứng suất cơ học có thể gây ra sự biến đổi một phần thành mactenxit, làm tăng nhẹ độ từ tính.

• Hàn:Các vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt có thể tạo ra ferit, dẫn đến từ tính cục bộ.

• Các biến thể về bố cục:Hàm lượng niken thấp hơn có thể làm giảm độ ổn định của pha austenit, làm tăng nguy cơ phản ứng từ tính.

Để duy trì tính chất không nhiễm từ, các nhà sản xuất phải kiểm soát cẩn thận thành phần hợp kim và điều kiện xử lý.

7. Cách kiểm tra xem thép có phải là chất không nhiễm từ hay không.

Một cách đơn giản để kiểm tra là sử dụng một nam châm nhỏ. Đặt nó gần bề mặt thép:

• Nếu cókhông có sức hútNó không có từ tính (hợp kim austenit).

• Nếu nódính nhẹNó có thể có một số pha ferit hoặc mactenxit do quá trình gia công nguội.

• Nếu nódính chắcNó có tính chất từ ​​tính (ferit hoặc mactenxit).

Các phòng thí nghiệm chuyên nghiệp có thể đo độ thẩm thấu từ tính chính xác hơn bằng cách sử dụng các thiết bị chuyên dụng.

8. So sánh giữa thép từ tính và thép không từ tính