آیا فولاد مغناطیسی است؟

فولاد می تواند از ترکیبات مختلف در غلظت های مختلف تشکیل شده باشد و این ترکیبات خواص مغناطیسی و قدرت مغناطیسی آن را تعیین می کنند.

فولاد فریتی ویژگی های مغناطیسی را نشان می دهد در حالی که فولاد غیرفرتی اساساً غیر مغناطیسی است.

به طور کلی، فولاد مغناطیسی است. با این حال، مسائل جالبی در مورد فولاد مغناطیسی وجود دارد که باید بدانید.

خواصی که فولاد را مغناطیسی می کند

· حضور آهنی

آهن یا فریت معمولاً ترکیب اصلی موجود در اکثر انواع فولاد است. از آنجایی که اساسا فرومغناطیسی است، وجود و غلظت آن، تعیین کننده قابلیت های مغناطیسی فولاد است. غلظت فریت بالاتر به خواص مغناطیسی قوی تر تبدیل می شود.

· ساختار کریستالی

فولاد دارای ساختار کریستالی مانند است و نوع ساختار کریستالی به شدت بر قابلیت های مغناطیسی فولاد تأثیر می گذارد. فولاد با ساختار مکعبی بدنه، مغناطیس برتری را نشان می‌دهد در حالی که فولاد با ساختار مکعبی رو به مرکز غیر مغناطیسی را نشان می‌دهد.

ساختار کریستالی فولادی
ساختار کریستالی فولادی

· وجود کربن

از بین تمام ترکیبات آلیاژی مورد استفاده برای تقویت فولاد، کربن رایج ترین است. فولاد با غلظت کربن نسبتاً بالاتر، خواص مغناطیسی قوی تری از خود نشان می دهد.

· قابلیت مغناطیسی

فولاد، به ویژه فولاد مبتنی بر آهن، هنگامی که در معرض میدان های مغناطیسی قوی قرار می گیرد، به راحتی مغناطیسی می شود. حساسیت مغناطیسی این فولاد تقریباً 14 است و این نشان دهنده خواص مغناطیسی قوی آن است. با این حال، حساسیت مغناطیسی فولاد غیر فرومغناطیسی یک است.

انواع مختلف فولاد و خواص مغناطیسی آنها

بر اساس خواص مغناطیسی، فولاد را می توان به سه دسته بندی کرد: فولاد فریتی، مارتنزیتی و آستنیتی. در اینجا به تفکیک رفتارهای مغناطیسی متمایز آنها می پردازیم.

· فولاد فریتی

فولاد فریتی به دلیل محتوای بالای آهن خود شناخته شده است و همچنین غلظت کروم نسبتاً بالاتری را در 10-30٪ نشان می دهد. به دلیل محتوای بالای این دو ترکیب، فولاد فریتی مغناطیسی در نظر گرفته می شود. این فولاد مغناطیسی ساختاری کریستالی دارد و رفتار مغناطیسی آن آن را به ابزاری ارزشمند در بست های مغناطیسی و لوازم آشپزخانه تبدیل کرده است.

· فولاد مارتنزیتی

فولاد مارتنزیتی دارای بالاترین غلظت کربن است و همچنین دارای آلیاژهای فرومغناطیسی دیگری مانند نیکل است. به این ترتیب، رفتار مغناطیسی قوی را نشان می دهد. فولاد مارتنزیتی با محتوای کروم تقریباً 12 تا 18 درصد در کاربردهای مغناطیسی با اولویت سختی و استحکام مفید است.

· فولاد آستنیتی

فولاد آستنیتی از آستنیت تشکیل شده است و این باعث می شود با وجود آلیاژهای مغناطیسی مانند نیکل و منگنز، اساساً غیر مغناطیسی نباشد. این دارای یک پیکربندی مکعبی متمرکز چهره است که خاصیت مغناطیسی را محدود می کند. با این حال، می توان آن را از طریق درمان های مختلف مانند کار سرد مغناطیسی کرد.

ساختار کریستالی آستنیتی
ساختار کریستالی آستنیتی

مزایای فولاد مغناطیسی

  • ویژگی های مغناطیسی چشمگیر: فولاد با خواص مغناطیسی و قدرت های متفاوت، هر زمان که به مغناطیس نرم یا حتی قوی نیاز داشته باشید، راه حل مناسبی را در اختیار شما قرار می دهد.
  • حساسیت مغناطیسی بالا: شما به راحتی می توانید فولاد را به آهنربا تبدیل کنید زیرا خواص مغناطیسی آن به راحتی در حضور میدان های مغناطیسی قوی فعال می شود.
  • محافظ مغناطیسی قوی: به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی بالا، می توانید از فولاد مغناطیسی برای محافظت از مناطق حساس و ماشین ها در برابر نیروهای مغناطیسی خارجی استفاده کنید.
  • نسبتاً مقرون به صرفه: در مقایسه با سایر مواد مغناطیسی، فولاد نسبتاً ارزان‌تر و بادوام‌تر است، بنابراین عمر مفید بیشتری را تضمین می‌کند.
  • بسیار قوی: شما می توانید فولاد مغناطیسی را در تنظیمات فرار، بدون نگرانی در مورد سایش، مستقر کنید. قدرت خود را از ساختار کریستالی خود می گیرد.
  • بازیافت آسان: شما می توانید به راحتی و مقرون به صرفه فولاد مغناطیسی خود را برای استفاده های دیگر تغییر دهید و در نتیجه پایداری را تقویت کنید.

عواملی که ممکن است بر مغناطیس در فولاد تأثیر بگذارد

· حرارت درمانی

قرار دادن فولاد در برابر عملیات حرارتی می تواند منجر به رفتار مغناطیسی عجیب شود. به عنوان مثال، گرم کردن آن و متعاقباً خنک کردن آن می تواند حساسیت مغناطیسی آهنربای شما را کاهش دهد. با این حال، حرارت دادن فولاد مارتنزیتی می تواند نفوذپذیری مغناطیسی آهنربای فولادی شما را به دلیل تشکیل مارتنزیت افزایش دهد.

· ترکیب بندی

درجات مختلف فولاد با عناصر متمایز به عنوان ترکیبات آلیاژی مشخص می شود. تمایز در این ترکیبات و غلظت آنها رفتارهای مغناطیسی متمایز انواع مختلف فولاد را نشان می دهد. به عنوان مثال، فولاد با آلیاژ منگنز نفوذپذیرتر است.

· درجه حرارت

دما بر روی فولاد مغناطیسی همان تأثیری را دارد که روی سایر اجسام مغناطیسی دارد. گرما یا دمای بیش از حد، حوزه های مغناطیسی فولاد مغناطیسی را تغییر می دهد و در نتیجه خواص مغناطیسی ضعیفی ایجاد می کند. هنگامی که فولاد را در دمایی فراتر از نقطه حرارتی قرار می دهید، خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهد.

· نیروهای مغناطیسی خارجی

هنگامی که فولاد را در معرض نیروهای مغناطیسی خارجی قوی تر قرار دهید، هم ترازی حوزه مغناطیسی آن از آهنربای قوی تر تقلید خواهد شد.

این منجر به فولاد مغناطیسی می شود زیرا فولاد فریتی بسیار حساس است. با این حال، قرار دادن فولاد مغناطیسی در معرض نیروهای مغناطیسی قوی تر می تواند منجر به از بین رفتن ویژگی های مغناطیسی شود.

· ریزساختار

فولاد مغناطیسی از هزاران دانه ریز ساخته شده است که اندازه و پیکربندی آنها ممکن است در انواع و گریدهای متفاوت فولاد متفاوت باشد.

فولاد با دانه های نسبتا کوچک می تواند به راحتی دارای قدرت مغناطیسی باشد و همچنین دارای قدرت اجباری پایینی است. برعکس، فولاد با دانه‌های بزرگ به سختی مغناطیسی می‌شود و اجباری نسبتاً بالاتری دارد.

· استرس مکانیکی

استرس مکانیکی، که می تواند شامل برخورد با یک جسم سنگین یا تحمل وزن بیش از حد باشد، می تواند بهره وری فولاد مغناطیسی شما را تا حد زیادی کاهش دهد. این تنش ممکن است دامنه های هم تراز را به هم ریخته و منجر به از دست دادن مغناطیس شود.

· تغییر شکل

تغییر شکل مستقیماً بر رفتار مغناطیسی فولاد مغناطیسی با تحریف پیکربندی کریستالی فولاد شما تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، کار سرد می تواند فولاد آستنیتی شما را به فولاد مارتنزیتی تبدیل کند که قادر به انجام عملکردهای مغناطیسی است. سایر تکنیک‌های تغییر شکل که می‌توانند پیکربندی فولاد را تغییر دهند، کشیدن و نورد هستند.

· ناخالصی های خارجی

وجود عناصر یا ناخالصی های ناخواسته در فولاد مغناطیسی نیز خواص مغناطیسی آن را مختل می کند. ناخالصی های رایج شامل فسفر است که معمولاً با پیکربندی و حرکت دامنه تداخل می کند. وجود چنین ناخالصی هایی می تواند مغناطیسی و مغناطیسی زدایی فولاد را برای شما دشوار کند.

کاربردهای رایج فولاد مغناطیسی

فولاد مغناطیسی به لطف ویژگی فرومغناطیسی همراه با استحکام آن، در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده و قدردانی قرار می گیرد.

  • ساخت الکترومغناطیس: آهنرباهای الکتریکی مدرن، که در بالابر آهنرباها و ترانسفورماتورها رایج هستند، اغلب از یک هسته فولادی تشکیل شده اند. فولاد به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و استحکام آن ترجیح داده می شود.
الکترومغناطیس
الکترومغناطیس
  • انتقال الکتریسیته در ترانسفورماتورها: در ترانسفورماتورها و شبکه های الکتریکی، از فولاد برای انتقال انرژی و تغییر شکل ولتاژ استفاده می شود.
  • ذخیره سازی مغناطیسی داده ها: فولاد مغناطیسی معمولاً برای تولید صفحات هارد دیسک استفاده می شود زیرا از نظر مغناطیسی پذیرا است. این امر جمع آوری و نگهداری داده ها را تسهیل می کند.
  • ساخت هسته موتور: فولاد مغناطیسی به دلیل قابلیت های مغناطیسی که دارد یک ماده عالی برای ساخت موتورهای الکتریکی است.
  • ساخت جداکننده های مغناطیسی: فولاد همچنین به طور گسترده برای تولید جداکننده های مغناطیسی که مسئول استخراج عناصر مغناطیسی از مخلوط ها هستند، استفاده می شود.
جداکننده مغناطیسی فولادی
جداکننده مغناطیسی فولادی
  • ساخت محرک های مغناطیسی: فولاد فرومغناطیسی میدان های مغناطیسی قابل اعتمادی را هنگام استفاده برای تولید محرک برای سیستم های خودرو فراهم می کند.
  • ساخت دستگاه ام آر آی: اکثر آهنرباهای MRI از فولاد ساخته شده اند زیرا می تواند میدان های مغناطیسی پایدار و قوی ایجاد کند و در نتیجه خطر آسیب رساندن به بیماران را از بین ببرد.
  • ساخت سوزن قطب نما: فولاد مغناطیسی یک ماده قوی و بادوام برای ساخت سوزن های مغناطیسی ارائه می دهد تا به قطب نماها در تعیین جهت کمک کند.
سوزن قطب نما مغناطیسی
سوزن قطب نما مغناطیسی
  • ساخت آهنگ Maglev: بیشتر مسیرهای مغناطیسی از فولاد ساخته شده‌اند، زیرا قوی است و می‌تواند نیروهای مغناطیسی قدرتمندی را ایجاد کند تا سواری آرام قطار را تسهیل کند.
  • صنعت ریلی: با ساختار کریستالی، فولاد اغلب برای تولید چرخ‌های قطار و سایر اجزایی که نیاز به مواد قوی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منابع بیشتر:

فولاد مغناطیسی – منبع: SCIENCE DIRECT

فولاد ضد زنگ مغناطیسی است – منبع: UMD

نقطه ذوب فولاد – منبع: HM

تنظیمات برگزیده کوکی ها را به روز کنید
رفته به بالا