Onko teräs magneettinen?

Teräs voi koostua erilaisista yhdisteistä vaihtelevissa pitoisuuksissa ja nämä yhdisteet määräävät sen magneettiset ominaisuudet ja magneettisen lujuuden.

Ferriittisellä teräksellä on magneettisia ominaisuuksia, kun taas ei-ferreettinen teräs on olennaisesti ei-magneettinen.

Yleisesti, Teräs on magneettinen. Magneettisessa teräksessä on kuitenkin joitain kiehtovia kysymyksiä, jotka sinun on tiedettävä.

Ominaisuudet, jotka tekevät teräksestä magneettisen

· Raudan läsnäolo

Rauta tai ferriitti on tyypillisesti pääyhdiste, jota löytyy useimmista terästyypeistä. Koska se on pohjimmiltaan ferromagneettista, sen läsnäolo ja pitoisuus määräävät teräksen magneettiset ominaisuudet. Korkeampi ferriittipitoisuus tarkoittaa vahvempia magneettisia ominaisuuksia.

· Kiteinen rakenne

Teräksellä on tyypillinen kidemäinen rakenne ja kiderakenteen tyyppi vaikuttaa voimakkaasti teräksen magneettisiin ominaisuuksiin. Teräs, jossa on runkokeskeinen kuutiorakenne, osoittaa ylivoimaista magnetismia, kun taas teräs, jossa on kasvokeskeinen kuutiorakenne, osoittaa ei-magnetismia.

Teräskiteinen rakenne
Teräskiteinen rakenne

· Hiilen läsnäolo

Kaikista teräksen lujittamiseen käytetyistä seosaineista hiili on yleisin. Teräksellä, jossa on verrattain korkeammat hiilipitoisuudet, on vahvemmat magneettiset ominaisuudet.

· Magneettinen herkkyys

Teräs, erityisesti rautapohjainen teräs, magnetoituu helposti altistuessaan voimakkaille magneettikentille. Tämän teräksen magneettinen herkkyys on noin 14 ja tämä on osoitus sen vahvoista magneettisista ominaisuuksista. Ei-ferromagneettisen teräksen magneettinen susceptibiliteetti on kuitenkin yksi.

Erilaiset terästyypit ja niiden magneettiset ominaisuudet

Magneettisten ominaisuuksien perusteella teräs voidaan luokitella kolmeen; Ferriittistä, martensiittista ja austeniittista terästä. Tässä on erittely heidän erillisistä magneettisista käyttäytymistään.

· Ferriittistä terästä

Ferriittiteräs tunnetaan korkeasta rautapitoisuudestaan ​​ja sen kromipitoisuus on myös suhteellisen korkea 10-30 %. Näiden kahden yhdisteen suuren pitoisuuden vuoksi ferriittistä terästä pidetään magneettisena. Tällä magneettiteräksellä on kiteinen rakenne ja sen magneettinen käyttäytyminen tekee siitä arvokkaan työkalun magneettisissa kiinnikkeissä ja keittiön laitteissa.

· Martensiittista terästä

Martensiittisen teräksen hiilipitoisuus on korkein, ja siinä on myös muita ferromagneettisia seoksia, kuten nikkeliä. Sellaisenaan se osoittaa voimakasta magneettista käyttäytymistä. Martensiittisen teräksen kromipitoisuus on noin 12-18 %, ja se on kätevä magneettisissa sovelluksissa, joissa etusijalla on kovuus ja lujuus.

· Austeniittista terästä

Austeniittinen teräs koostuu austeniitista, mikä tekee siitä olennaisesti ei-magneettisen huolimatta siitä, että siinä on magneettiseoksia, kuten nikkeliä ja mangaania. Sillä on tyypillinen kasvokeskeinen kuutiorakenne, joka rajoittaa magnetismia. Se voidaan kuitenkin magnetoida erilaisilla käsittelyillä, kuten kylmätyöstöllä.

Austeniittisen kiderakenne
Austeniittisen kiderakenne

Magneettisen teräksen edut

  • Vaikuttavat magneettiset ominaisuudet: Vaihtelevilla magneettisilla ominaisuuksilla ja vahvuuksilla teräs tarjoaa käyttökelpoisen ratkaisun aina, kun tarvitset pehmeää tai jopa vahvaa magnetismia.
  • Korkea magneettinen herkkyys: Voit helposti muuttaa teräksen magneetiksi, koska sen magneettiset ominaisuudet aktivoituvat helposti voimakkaiden magneettikenttien läsnä ollessa.
  • Vahva magneettisuojaus: Korkean magneettisen läpäisevyyden ansiosta voit käyttää magneettista terästä herkkien alueiden ja koneiden suojaamiseen ulkoisilta magneettisilta voimilta.
  • Melko edullinen: Muihin magneettisiin materiaaleihin verrattuna teräs on suhteellisen halvempaa ja kestävämpää, mikä takaa pidemmän käyttöiän.
  • Erittäin vahva: Voit käyttää magneettista terästä haihtuvissa olosuhteissa ilman, että sinun tarvitsee huolehtia kulumisesta. Se saa voimansa kiderakenteestaan.
  • Helppo kierrättää: Voit helposti ja kustannustehokkaasti käyttää magneettiteräksesi muihin käyttötarkoituksiin, mikä edistää kestävyyttä.

Tekijät, jotka voivat vaikuttaa teräksen magnetismiin

· Lämpökäsittely

Teräksen lämpökäsittely voi johtaa outoon magneettiseen käyttäytymiseen. Esimerkiksi sen lämmittäminen ja sen jälkeen jäähdyttäminen voi pienentää magneetin magneettista herkkyyttä. Martensiittisen teräksen kuumentaminen voi kuitenkin lisätä teräsmagneetin magneettista läpäisevyyttä martensiitin muodostumisen vuoksi.

· Sävellys

Eri teräslaaduille on ominaista erilliset alkuaineet seosaineyhdisteinä. Näiden yhdisteiden ja niiden pitoisuuksien ero johtuu erityyppisten terästen erilaisesta magneettisesta käyttäytymisestä. Esimerkiksi teräs, jossa on mangaaniseosta, on yleensä läpäisevämpi.

· Lämpötila

Lämpötila vaikuttaa magneettiseen teräkseen samalla tavalla kuin muihin magneettisiin esineisiin. Liiallinen lämpö tai lämpötila muuttaa magneettisen teräksen magneettisia alueita, mikä johtaa huonompiin magneettisiin ominaisuuksiin. Kun altistat teräksen sen curie-pisteen yläpuolelle, se menettää magneettisuutensa.

· Ulkoiset magneettiset voimat

Kun altistat teräksen vahvemmille ulkoisille magneettivoimille, sen magneettialueen kohdistus jäljittelee vahvemman magneetin linjausta.

Tämä johtaa magnetoituun teräkseen, koska ferriittinen teräs on erittäin herkkä. Magnetoidun teräksen altistaminen vahvemmille magneettisille voimille voi kuitenkin johtaa magneettisten ominaisuuksien menettämiseen.

· Mikrorakenne

Magneettiteräs on valmistettu lukemattomista pienistä rakeista, joiden koko ja konfiguraatio voivat vaihdella eri teräslaaduissa ja -tyypeissä.

Teräkset, joissa on suhteellisen pienikokoisia rakeita, voidaan varustaa helposti magneettisilla voimilla ja niillä on myös alhainen koersitiivisuus. Teräs, jossa on suurikokoisia rakeita, päinvastoin on vaikea magnetisoitua ja sillä on verrattain korkeampi koersitiivisuus.

· Mekaaninen rasitus

Mekaaninen rasitus, johon voi sisältyä lyöminen raskaalla esineellä tai liiallisen painon kantaminen, voi heikentää suuresti magneettisen teräksen tuottavuutta. Tämä jännitys voi hajottaa kohdistettuja alueita, mikä johtaa magnetismin menetykseen.

· Muodonmuutos

Muodonmuutos vaikuttaa suoraan magneettisen teräksen magneettiseen käyttäytymiseen vääristämällä teräksesi kiderakennetta. Esimerkiksi kylmätyöstö voi muuttaa austeniittisen teräksen martensiittiseksi teräkseksi, joka pystyy suorittamaan magneettisia toimintoja. Muita muodonmuutostekniikoita, jotka voivat muuttaa teräksen muotoa, ovat veto ja valssaus.

· Vieraat epäpuhtaudet

Ei-toivottujen elementtien tai epäpuhtauksien esiintyminen magneettisessa teräksessä häiritsee myös sen magneettisia ominaisuuksia. Yleisiä epäpuhtauksia ovat fosfori, joka tyypillisesti häiritsee domeenin konfiguraatiota ja liikettä. Tällaisten epäpuhtauksien läsnäolo voi vaikeuttaa teräksen magnetoimista ja demagnetointia.

Magneettisen teräksen yleiset käyttötavat

Ferromagneettisen ominaisuutensa ja lujuutensa ansiosta magneettista terästä käytetään ja arvostetaan paljon eri teollisuudenaloilla.

  • Sähkömagneettien valmistus: Nykyaikaiset sähkömagneetit, jotka ovat yleisiä nostomagneeteissa ja muuntajissa, koostuvat usein teräsytimestä. Teräs on suositeltu sen korroosionkestävyyden ja lujuuden vuoksi.
Sähkömagneetti
Sähkömagneetti
  • Sähkön siirto muuntajissa: Muuntamoissa ja sähköverkoissa terästä käytetään energian siirtoon ja jännitteen muuntamiseen.
  • Magneettinen tietojen tallennus: Magneettiterästä käytetään yleisesti kiintolevylevyjen valmistukseen, koska se on magneettisesti vastaanottava. Tämä helpottaa tietojen keräämistä ja säilyttämistä.
  • Moottoriytimien valmistus: Magneettiteräs on erinomainen materiaali sähkömoottoreiden valmistukseen magneettisten ominaisuuksiensa vuoksi.
  • Magneettisten erottimien valmistus: Terästä hyödynnetään laajalti myös magneettierottimien valmistuksessa, jotka vastaavat magneettisten elementtien erottamisesta seoksista.
Teräksinen magneettierotin
Teräksinen magneettierotin
  • Magneettisten toimilaitteiden valmistus: Ferromagneettinen teräs tarjoaa luotettavia magneettikenttiä, kun sitä käytetään valmistettaessa toimilaitteita autojen järjestelmiin.
  • MRI-koneen valmistus: Useimmat MRI-magneetit on valmistettu teräksestä, koska ne voivat tuottaa vakaita ja vahvoja magneettikenttiä, mikä eliminoi potilaiden vahingoittumisen vaaran.
  • Kompassin neulojen valmistus: Magneettiteräs tarjoaa vahvan ja kestävän materiaalin magneettineulojen valmistukseen, mikä auttaa kompasseja määrittämään suunnan.
Magneettinen kompassin neula
Magneettinen kompassin neula
  • Maglev-telaketjujen valmistus: Useimmat magneettiradat on valmistettu teräksestä, koska se on vahva ja voi tuottaa voimakkaita magneettisia voimia helpottaakseen sujuvaa junamatkaa.
  • Rautatieteollisuus: Kiteisen rakenteen ansiosta terästä käytetään usein junan pyörien ja muiden vahvoja materiaaleja vaativien komponenttien valmistukseen.

Lisää resursseja:

Magneettinen teräs – Lähde: SCIENCE DIRECT

On ruostumattomasta teräksestä valmistettu magneetti – Lähde: UMD

Teräksen sulamispiste – Lähde: HM

Päivitä evästeasetukset
Siirry alkuun