24 Φεβρουάριος 2016

Ο μαγνητισμός του ανοξείδωτου χάλυβα



Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι ένα παρθένο υλικό που βρίσκουμε στη φύση, αλλά ένα κράμα μετάλλων και στοιχείων. Ένα εξ αυτών των στοιχείων, το χρώμιο, αν βρίσκεται σε ποσοστό μεγαλύτερο του 12% τότε ξεκινά η ανοξείδωτη ιδιότητα του μετάλλου. Οι μαγνητικές ιδιότητες του ανοξείδωτου χάλυβα εξαρτώνται από τη σύσταση του κράματος της εκάστοτε ποιότητας και όλες οι ιδιότητες του ανοξείδωτου χάλυβα διαμορφώνονται βάση των ποσοστών και του συνδυασμού των στοιχείων του.
Οι τέσσερις βασικές ομάδες ανοξείδωτου χάλυβα είναι: α) οι Μαρτενσιτικοί, β) οι Φερριτικοί, γ) οι Ωστενιτικοί και δ) οι Διφασικοί (Ωστενοφερριτικοί).
Τι προκαλεί όμως μαγνητικές ιδιότητες σε έναν ανοξείδωτο χάλυβα; Το χρώμιο αυξάνει τις μαγνητικές ιδιότητες του ανοξείδωτου χάλυβα σε αντίθεση με το νικέλιο το οποίο τις μειώνει. Σε σειρές ανοξείδωτου από 300 και πάνω η εισχώρηση του νικελίου μεταμορφώνει τη δομή σε ωστενιτική(μη-μαγνητική) και ειδικά μετά από εν ψυχρώ επεξεργασία μεταβάλλει τις ιδιότητες του μετάλλου και δίνει μηδενικά σχεδόν επίπεδα μαγνητισμού. Η ποιότητα του AISI316 που περιέχει τα υψηλότερα επίπεδα νικελίου και αφού υποστεί εν ψυχρώ επεξεργασία τότε δεν έχει καμία μαγνητική ιδιότητα.
  • Οι Μαρτενσιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες είναι μαγνητικοί, τα ποσοστά χρωμίου είναι 12%-17% και του άνθρακα 0,5% και κατόπιν θερμής κατεργασίας  αυξάνεται η σκληρότητά τους. Αυτοί οι ανοξείδωτοι χάλυβες χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή ελίκων τουρμπίνων, λεπίδων και μαχαιροπίρουνων.
  • Οι Φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν πολλά πλεονεκτήματα όπως χαμηλότερη θερμική διαστολή και κατά συνέπεια υψηλότερη αντοχή στην οξείδωση που προκαλείται από υψηλές θερμοκρασίες, έχουν υψηλότερο όριο διαρροής, είναι λιγότερο επιρρεπείς στο φαινόμενο της διάβρωσης με μηχανική καταπόνηση και έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα πράγμα που τους καθιστά κατάλληλος για εναλλάκτες, σώματα και ηλεκτρικά σίδερα. Τέλος οι Φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες έχουν μαγνητισμό, ο οποίος μπορεί να φανεί πολύ χρήσιμος σε ποικίλες εφαρμογές.
  • Οι ιδιότητες των Ωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων διαφέρουν καθώς υπάρχουν πολλές σειρές ποιοτήτων που μπορούμε να βρούμε, από την πλέον δημοφιλέστερη την σειρά 300, στις 200, 400 και την υπερωστενιτική 900. Βασικός γνώμονας για την μη-μαγνητική ιδιότητα των Ωστενιτικών ανοξείδωτων χαλύβων είναι η περιεκτικότητα σε ωστενίτη ή γ-Fe, ο οποίος είναι μια αλλοτροπική μορφή του σιδήρου που κρυσταλλώνεται στο εδροκεντρωμένο κυβικό σύστημα.
  • Οι Διφασικοί ή αλλιώς Ωστενοφερριτικοί  έχουν μικτή δομή με αναλογία της τάξεως 50-50 ή 40-60, με πολύ καλές μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη διάβρωση. Είναι φερρομαγνητικοί όμως όχι στα ίδια επίπεδα με τους Φερριτικούς καθώς παρεμβάλλονται στοιχεία σε τιμές που μεταβάλλουν τις ιδιότητές.
 
 






Πηγές: 
-Wikipedia
-Pencom Technical Bulletin "Magnetism and Other Properties of Stainless Steel"
-Γ.Χριστοφορίδης Α.Ε. "Χάλυβες και Ανοξείδωτοι Χάλυβες"
CERTIFICATE