هل 316 فولاذ مقاوم للصدأ المغناطيسية؟ بسبب تركيبها الأوستنيتي, 316 فولاذ مقاوم للصدأ غير مغناطيسية عادةً في شكلها القياسي الملدن القياسي، ولكنها تُظهر مغناطيسية ضعيفة بعد عمليات مثل الشغل على البارد أو اللحام. وهذا يجعلها مناسبة لمعظم الاستخدامات التي تتطلب مواد غير مغناطيسية، على الرغم من أن عوامل مثل التصنيع قد تُظهر خصائص مغناطيسية طفيفة.
- الخصائص غير المغناطيسية النموذجية: 316 فولاذ مقاوم للصدأ هو فولاذ أوستنيتي غير قابل للصدأ ذو بنية بلورية مكعبة محورها الوجه (FCC) في حالة التلدين أو المحلول الصلب، وهو غير مغناطيسي بشكل أساسي.
- قد تصبح مغناطيسية قليلاً: قد ينتج عن الشغل على البارد أو عمليات أخرى مغناطيسية خفيفة، ولكنها عادةً ما تكون ضعيفة ولا يمكن مقارنتها بالفولاذ الحديدي.
في شكله النموذجي (الملدن), 316 فولاذ مقاوم للصدأ ليست مغناطيسية. ومع ذلك، سوف نستكشف سبب ذلك وتحت أي ظروف 316 فولاذ مقاوم للصدأ يمكن أن تظهر المغناطيسية في هذه المدونة.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ 316؟
316 فولاذ مقاوم للصدأ عبارة عن فولاذ أوستنيتي مقاوم للصدأ معروف بمقاومته الممتازة للتآكل والمتانة وتعدد الاستخدامات، وغالبًا ما يشار إليه باسم الفولاذ المقاوم للصدأ “من الدرجة البحرية”، وهو مناسب للاستخدام في التطبيقات المعرضة لمياه البحر، ويستخدم على نطاق واسع في البيئات المعرضة للمواد الكيميائية القاسية أو المياه المالحة.
ويحتوي على حوالي 16-181 تيرابايت 3 تيرابايت من الكروم، و10-141 تيرابايت 3 تيرابايت من النيكل، و21 تيرابايت 3 تيرابايت من الموليبدينوم، وهو ما يشبه درجة 316L الشائعة. يساعد الموليبدينوم الإضافي 316 على مقاومة الكلوريدات (مثل المياه المالحة). ويعمل محتواه العالي من النيكل على استقرار الطور البلوري الأوستنيتي. والأهم من ذلك أن الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ (مثل 304 و316) له بنية مكعبة محورها الوجه وغير مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة.
316 هو نسخة معدلة من فولاذ مقاوم للصدأ 304, يحتوي على الموليبدينوم لتعزيز مقاومة التنقر. يستخدم على نطاق واسع في المعدات الطبية ومعدات تجهيز الأغذية والبناء.
316 الفولاذ المقاوم للصدأ 316 التركيب الكيميائي
| العنصر | % | الدور |
| الكروم (Cr) | 16-18 | يوفر مقاومة للتآكل ويساعد على تكوين طبقة أكسيد سلبية. |
| النيكل (ني) | 10-14 | يعمل على استقرار البنية الأوستنيتية، مما يساهم في الخواص غير المغناطيسية. |
| الموليبدينوم (Mo) | 2-3 | يعزز مقاومة التآكل الناجم عن الكلوريد؛ تأثير ضئيل على المغناطيسية. |
| الحديد (Fe) | الرصيد (~65-70%) | المعدن القاعدي؛ في الشكل الأوستنيتي، يكون غير مغناطيسي. |
| المنجنيز (Mn) | حتى 2 | يساعد في إزالة الأكسدة ويحسن خصائص التشغيل الساخن. |
| السيليكون (Si) | حتى 0.75 | يحسّن مقاومة الأكسدة. |
| الكربون (C) | حتى 0.08 | يتحكم في الصلابة؛ حيث تمنع المستويات المنخفضة تكوين الكربيد. |
| أخرى (ف، ق، ن) | كميات ضئيلة | عناصر ثانوية لتحسينات محددة. |
تضمن هذه التركيبة أن 316 فولاذ مقاوم للصدأ تظل أوستنيتي في درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها غير مغناطيسية (أقل جاذبية للمغناطيسات القوية) بدلاً من المغناطيسية الحديدية. ارتفاع النيكل وإضافة الموليبدينوم يجعل 316 أكثر استقراراً وأقل عرضة للتحول المغناطيسي من 304.
الخواص المغناطيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 316
هل 316 فولاذ مقاوم للصدأ المغناطيسية؟ إجماع خبراء المواد هو: 316 ليست مغناطيسية في حالتها القياسية (الملدنة).
السلوك المغناطيسي لـ 316 فولاذ مقاوم للصدأ يعتمد بشكل كبير على بنيته المجهرية. يحتوي الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ 316 على بنية مكعبة متمركزة في الوجه (FCC) وهو بطبيعته غير مغناطيسي. ويعمل النيكل على استقرار الطور الأوستنيتي، مما يمنع الحديد من العودة إلى بنية مكعبة متمركزة حول الجسم (BCC) أو بنية رباعية الزوايا التي قد تكون مغناطيسية.
ومع ذلك، هناك استثناءات، فالعمل على البارد أو اللحام على البارد يمكن أن يولد المارتينسيت أو الفريت جزئيًا، مما يجعل المادة “ضعيفة المغناطيسية”. مع التلدين المناسب (حوالي 1010-1150 درجة مئوية)، يمكن استعادة التنظيم الأوستنيتي واختفاء المغناطيسية.
بيانات النفاذية للفولاذ الأوستنيتي:
| الحالة | نطاق النفاذية | الاستجابة المغناطيسية |
| ملدن | 1.003-1.005 | غير مغناطيسية ضئيلة غير مغناطيسية |
| مشغول على البارد (متوسط) | 1.01-1.05 | مغناطيسية ضعيفة |
| مشوه بشدة | ما يصل إلى 1.1+ | ملحوظة بشكل معتدل |
على الرغم من أن 316 فولاذ مقاوم للصدأ ذات استجابة مغناطيسية منخفضة القاعدة، يمكن أن تتسبب المعالجة مثل المعالجة الآلية الثقيلة أو الثني أو اللحام في تحول الأوستينيت إلى مارتينسيت أو الفريت في المنطقة، مما يؤدي إلى المغناطيسية.
العوامل التي تجعل الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مغناطيسيًا
316 فولاذ مقاوم للصدأ غير مغناطيسية أو مغناطيسية ضعيفة فقط في الحالة الطبيعية، ولكن قد يؤدي تصلب الشغل أو تشوه الشغل البارد إلى تعزيز المغناطيسية.
| حالة التصنيع/المعالجة الحرارية | الأداء المغناطيسي | تعليق |
| التلدين (أو المعالجة بالمحلول الصلب) | غير مغناطيسية | تظل البنية الأوستنيتيّة (FCC) غير مغناطيسية تحت تأثير التثبيت للنيكل العالي (10-14 %) والموليبدينوم. |
| العمل البارد | مغناطيسي خفيف | وتؤدي عمليات مثل الدرفلة أو الثني أو السحب إلى إجهاد الشبكة، مما يؤدي إلى تشكيل المارتنسيت - وهو طور مغناطيسي حديدي. |
| اللحام | المغناطيسية الموضعية (خاصة في المنطقة المتأثرة بالحرارة) | يمكن أن تخلق المناطق المتأثرة بالحرارة الفريت أو المارتينسيت، مما يؤدي إلى مغناطيسية موضعية. |
| الصب مقابل الصب المشغول | مغناطيسية قليلاً | غالبًا ما يحتوي المصبوب 316 (CF-8M) على 5-15% من الفريت من أجل القوة، مما يجعله مغناطيسيًا قليلاً، على عكس الأشكال المشغولة. |
| درجات الحرارة المنخفضة | قد يولد المغناطيسية | يمكن أن يؤدي التعرض لدرجة حرارة أقل من درجة حرارة الغرفة إلى تغيرات في الطور. |
ولعكس ذلك، فإن تخفيف الإجهاد عند درجة حرارة 700-800 درجة مئوية أو التلدين بالمحلول عند درجة حرارة 1000-1150 درجة مئوية يعيد عدم المغناطيسية دون المساس بمقاومة التآكل.
الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ 304: مغناطيسي
الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 هما نوعان من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ شائع الاستخدام، وكلاهما غير مغناطيسي عند التلدين، ولكن 304 لديه قابلية مغناطيسية أعلى قليلاً؛ والنيكل الإضافي يجعل الفولاذ 316 أقل مغناطيسية.
| الميزة | 316 فولاذ مقاوم للصدأ | فولاذ مقاوم للصدأ 304 |
|---|---|---|
| محتوى النيكل | 10-14% | 8-10.5% |
| الموليبدينوم | 2-3% | لا يوجد |
| الاستجابة المغناطيسية (ملدنة) | ضئيل | أعلى قليلاً |
| بعد العمل البارد | أقل مغناطيسية | أكثر عرضة للمغناطيسية |
| التطبيقات | بحري، كيميائي | الغرض العام |
التطبيقات
وتُعد طبيعته غير المغناطيسية سببًا رئيسيًا لاستخدامه في التطبيقات الحساسة مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي وكاسحات الألغام البحرية ومرفقات الإلكترونيات. 316 فولاذ مقاوم للصدأ لتجنب التداخل من المغناطيس أو المجالات الكهربائية.
- الأجهزة الطبية: تتجنب الغرسات والأدوات المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي التداخل.
- البيئات البحرية: تجهيزات القوارب والمنصات البحرية تقاوم التآكل دون مشاكل مغناطيسية.
- الإلكترونيات والأجهزة: علب لأجهزة الاستشعار حيث يمكن للمغناطيسية أن تشوه القراءات.
- المعالجة الكيميائية: الخزانات والأنابيب التي تتعامل مع المواد المسببة للتآكل.
- الفضاء الجوي: المكونات التي تتطلب وزناً خفيفاً وغير مغناطيسية.
المفاهيم الخاطئة الشائعة عن الخصائص المغناطيسية للفولاذ المقاوم للصدأ 316
1- جميع الفولاذ المقاوم للصدأ غير مغناطيسي:
خطأ؛ فالأنواع الحديديّة مغناطيسية، في حين أن الأنواع الأوستنيتيّة مثل 316 ليست كذلك عادةً.
2. المغناطيسية تشير إلى جودة منخفضة:
ليس صحيحاً؛ فغالباً ما يكون ذلك نتيجة للمعالجة وليس للعيوب.
3. 316 غير ممغنط دائماً 100% غير ممغنط:
يمكن أن تؤدي المعالجة بالشغل على البارد إلى إدخال مغناطيسية ضعيفة.
4. تؤثر المغناطيسية على مقاومة التآكل:
غير مرتبط؛ عدم المغناطيسية لا يضمن تآكل أفضل.
الخاتمة
باختصار, 316 فولاذ مقاوم للصدأ تكون الخواص المغناطيسية غير موجودة بشكل عام في الأشكال الملدنة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الصعبة.
English 
Русский 
Deutsch 
Español 
Português 
Italiano 
日本語 
Bahasa Indonesia 
한국어 
Français 
Nederlands 
العربية