Is roestvrij staal magnetisch? Deze vraag heeft vele antwoorden, net zoals dit materiaal vele soorten heeft. Je hebt misschien gehoord dat roestvrij staal magnetisch is door de aanwezigheid van koper. Dit is goed en fout tegelijk. In de war? Ik wed van wel!
Daarom heeft deze vraag een verklarend antwoord nodig. Roestvrij staal vertoont zowel magnetisch als niet-magnetisch gedrag, afhankelijk van het type. Twee belangrijke factoren beïnvloeden het magnetisme. Laten we beginnen met het begrijpen van dit materiaal en zijn magnetische gedrag.
Overzicht van roestvrij staal en magnetisme
Roestvrij staal is niet één element, maar een legering van verschillende metalen. Dat zijn chroom, ijzer, koolstof, nikkel en magnesium. De aanwezigheid van chroom maakt het roestvrij. Het kleine aandeel koolstof is goed genoeg om het hard te maken. Het is een van de meest gebruikte metalen omdat het roest tegengaat.
Het bevat meer dan 10,5% chroom, waardoor het opvalt. Sommige soorten roestvast staal bevatten zelfs nog meer chroom. Wanneer roestvast staal in contact komt met zuurstof, vormt het chroom een oxidelaag. Deze laag is handig omdat hij het staal beschermt tegen roest. Laten we een kort overzicht geven van magnetisme.
Heb je ooit een metalen voorwerp aan een magneet zien kleven? Dit gebeurt door magnetisme. De belangrijkste boosdoeners zijn de spin van de elektronen en de opstelling van de atomen in het metaal. Zoals je weet, hebben elektronen spin. Metalen hebben veel elektronen die rond de kern draaien. De spin van individuele elektronen combineert en zorgt voor een significant magnetisme.
Als de opstelling van de atomen deze spin niet ondersteunt, is er geen magnetisme. Verschillende soorten roestvrij staal verschillen van elkaar. Ze hebben verschillende rangschikkingen van atomen, zoals FFC, BCC, enzovoort. In het volgende hoofdstuk bespreken we het magnetische gedrag van dit materiaal.
Is roestvrij staal magnetisch?
Ja en Nee! Er zijn verschillende soorten roestvrij staal. Elk van hen varieert in termen van magnetisme. Zo vertonen ferritisch en martensitisch roestvast staal magnetisme. Aan de andere kant vertoont austenitisch roestvast staal geen magnetisch gedrag. Dit komt door hun verschillen in atoomschikking.
Zoals ik al eerder zei, is de rangschikking van atomen cruciaal voor magnetisme. Elk metaal bestaat uit talloze atomen. Elk atoom bestaat uit elektronen die rond de kern draaien. Elk elektron heeft zijn spin (die een klein magnetisch veld produceert). Omdat atomen veel elektronen hebben, heeft hun collectieve spin een significante invloed.
Deze collectieve spin van een elektron produceert magnetisme. De ordening van de atomen werkt echter als een hindernis. Sommige soorten roestvrij staal hebben een zeer georganiseerde structuur van atomen. De atomen in dergelijke soorten blijven dicht op elkaar gepakt. Ze ondersteunen en annuleren de collectieve spin van elektronen dus niet.
Daardoor treedt er geen magnetisme op. Austenitisch roestvast staal is hier een voorbeeld van. Aan de andere kant hebben sommige soorten roestvast staal geen georganiseerde structuuratomen. Ze blijven losjes bij elkaar. Ze ondersteunen dus de spin en veranderen hun draairichting niet. Als gevolg hiervan produceert de elektronenspin magnetisme.
Ferritisch roestvast staal is een voorbeeld van magnetisch gedrag. Metaalatomen zijn gerangschikt in een specifieke geometrie die kristal wordt genoemd. Deze kristallen bepalen of een metaal magnetisch of niet-magnetisch is. Een metaal met zeer georganiseerde atomen zou niet-magnetisch zijn, en omgekeerd.
Soorten roestvrij staal & hun magnetisme
Ik zal je niet laten gaan door alleen het magnetisme van roestvrij staal uit te leggen. Sommige soorten roestvast staal gedragen zich anders in de buurt van een magneet. Laten we naar beneden springen en die soorten en hun magnetische eigenschappen bespreken.
1- Austenitisch roestvast staal
Dit roestvrij staal staat bekend om zijn corrosiebestendigheid. Het heeft een zeer hoog chroomgehalte samen met andere legeringselementen. Het kan dus gemakkelijk chroomoxide maken in vochtige omstandigheden, waardoor roestvorming wordt voorkomen. Bovendien is het niet-magnetisch roestvrij staal. Maar de vraag is: WAAROM?
Deze categorie roestvrij staal heeft FCC (Face Centered Cubic) atoomstructuren. De atomen worden dicht bij elkaar gehouden en zijn zeer goed georganiseerd. Ze kunnen dus gemakkelijk de spin of het magnetische veld annuleren dat door hun elektronen wordt geproduceerd. Als gevolg daarvan is er geen magnetisme. Wanneer een dergelijke legering in de buurt van een magneet komt, vertoont deze geen enkele beweging. 304 en 316 roestvrij staal zijn hier voorbeelden van.
2- Ferritisch roestvrij staal
Dit type roestvast staal is goedkoop. Het is minder corrosiebestendig dan austenitisch staal. Deze metalen zijn magnetisch en kunnen blijven plakken aan magneten in de buurt. De reden hiervoor is dat ze een BCC (Body Centered Cubic) kristal of atoomopstelling hebben.
In dergelijke metalen spinnen de elektronen, of worden kleine magnetische velden niet uitgeschakeld. De atomen worden losjes vastgehouden. Het magnetische veld dat wordt geproduceerd door ronddraaiende elektronen slaagt er dus in om zich te richten. Als gevolg daarvan wordt dit metaal magnetisch. Het kleeft aan de magneet. Roestvast staalsoorten 430 en 409 zijn hier voorbeelden van.
3- Martensitisch roestvast staal
Dit metaal heeft een hoog koolstofgehalte, samen met ijzer, chroom en nikkel. Hierdoor is het erg hard. In tegenstelling tot austenitisch roestvast staal is het echter magnetisch. De eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van magnetisme. Interessant is dat het een atomaire rangschikking heeft die lijkt op die van ferritisch roestvast staal.
Je vraagt je misschien af of ze in de categorie ferritisch roestvrij staal vallen. Maar dat is niet waar, want ze hebben hun eigen unieke categorie. Bij onmiddellijke afkoeling raakt hun elektronische ordening verstoord. Zo verandert hun kristal van BCC in BCT, wat lichaam-gecentreerd trigonaal is. De opstelling van atomen annuleert de collectieve spin van elektronen niet.
Het gevolg is dat de spin van die elektronen op één lijn komt en een aanzienlijk magnetisch veld veroorzaakt. Het metaal wordt dus magnetisch. De vraag is: hoe worden ze gekoeld om hun structuur te veranderen? Deze roestvrijstalen zijn hard en worden verhit. Tijdens het verhitten staalfabrikant zet ze onmiddellijk in de koeling. Hierdoor raakt hun structuur verstoord.
Extra punt: Deze plotselinge afkoeling tijdens het warmteproces wordt afschrikken genoemd. Deze transformatie van zeer hoge temperatuur naar lage temperatuur is kritisch. Het veroorzaakt wanorde in de structuren van deze metalen. Voorbeelden hiervan zijn 410 en 420.
4- Duplex roestvast staal
Dit is een uniek type roestvast staal dat een andere atoomstructuur heeft. De eigenschappen zijn een mix van austenitisch en ferritisch roestvast staal. De reden hiervoor is dat de atomaire microstructuur zowel FCC als BCC kristalarrangementen heeft. Sommige atomen zijn gecentreerd in een kubische ordening. Deze fase voorkomt de magnetische eigenschappen van deze metalen.
Sommige van hun atomaire delen hebben echter een lichaamsgecentreerde kubische ordening of structuur. Dit deel, zoals ferrietmetaal, ondersteunt dus magnetisch gedrag. De spin van elektronen kan zich uitlijnen, waardoor een metaal magnetisch wordt. Deze soorten roestvrij staal worden gemaakt door het verhittingsproces.
Denk je aan hun mechanische eigenschappen? Ze zijn vergelijkbaar met austenitisch en ferritisch roestvast staal. Ze zijn sterk, corrosiebestendig en bestand tegen vermoeiing. Bovendien zijn de prijzen niet te hoog, wat een groot pluspunt is. De fabrikant produceert deze metalen om te voldoen aan bepaalde eisen in hun projecten. Voorbeelden hiervan zijn de kwaliteiten 2205 en 2507.
5- Precipitatiegehard roestvrij staal
Deze roestvaste staalsoorten zijn vergelijkbaar met martensitische soorten. Er is één belangrijk aspect dat je moet begrijpen. Deze staalsoorten worden geproduceerd door verhitting en vervolgens afkoeling. Hun microstructuren verschuiven dus van BCC naar BCT door verhitting en afkoeling. Het transport van BBC naar BCT is vergelijkbaar met dat van martensitisch roestvast staal. Wat hun magnetisme betreft, zijn ze magnetisch. Als ze in de buurt van een magneet worden geplaatst, vertonen ze enige beweging van aantrekking.
Waarom is magnetisme belangrijk in roestvrij staal?
Het magnetische gedrag van roestvast staal is op veel manieren nuttig. Ten eerste is deze eigenschap uitstekend voor het identificeren van verschillende materialen. Je kunt verschillende soorten roestvrij staal identificeren door een magneet te gebruiken. Hiervoor plaats je een magneet dicht bij het stuk. Als het wordt aangetrokken door een magneet, is het ferritisch of martensitisch roestvrij staal.
Houd er rekening mee dat elk roestvrij staal zijn eigen unieke eigenschappen heeft. Zo heeft austenitisch roestvast staal een hoog chroomgehalte en is het roestbestendig. Aan de andere kant is de roestbestendigheid van ferritisch roestvast staal iets minder. Fabrikanten gebruiken een magnetische eigenschap om beoordelen roestvrij staal. Dit helpt hen de kenmerken en soorten ervan te begrijpen.
Uiteindelijk kiezen de fabrikanten het geschikte materiaal voor hun producten. Bovendien hebben sommige toepassingen te maken met het magnetische gedrag van roestvrij staal. Voor de onderdelen van sensoren en elektrische systemen wordt bijvoorbeeld roestvrij staal gebruikt. Deze producten maken gebruik van het magnetische gedrag van dit metaal. Magnetisme speelt dus een cruciale rol in de toepassing en bruikbaarheid van dit materiaal.
Factoren die het magnetisme van roestvast staal beïnvloeden
De magnetische aard van roestvrij staal hangt op de een of andere manier samen met veel andere factoren. Die facetten kunnen de magnetische eigenschappen van alle soorten beïnvloeden. Hier volgt een lijst met de prominente factoren die het magnetisme van roestvast staal beïnvloeden:
- Samenstelling
- Lassen en fabricage
- Verwarmen en koelen
- Atomaire rangschikking (microstructuur)
- De aanwezigheid van ongepaarde elektronen in orbitaal
Als roestvrij staal een hoog nikkelgehalte heeft, zal het niet-magnetisch zijn. Op dezelfde manier kunnen verhitting en plotselinge afkoeling de magnetische eigenschappen veranderen. Atomaire rangschikking en elektronenspins zijn de meest fundamentele factoren. Metaal met een georganiseerde structuur van atomen zal niet-magnetisch zijn, en omgekeerd.
Veelgestelde vragen
Blijven magneten plakken op echt roestvrij staal?
Dat hangt af van het type roestvrij staal. Magneten blijven niet plakken bij sommige soorten roestvrij staal, zoals austenitisch staal. Ferritisch en martensitisch staal blijven echter wel aan magneten plakken. Deze staalsoorten zijn magnetisch door de losse pakking van elektronen.
Welk roestvrij staal is het meest magnetisch?
Ferritisch roestvast staal wordt beschouwd als het meest magnetische vanwege de lichaamsgecentreerde atomen. Bovendien wordt hun magnetisme verder ondersteund door hun verliezende verpakking van atomen. Voorbeelden hiervan zijn roestvrij staal met de kwaliteiten 430 en 409.
Hoe herken je thuis roestvrij staal?
Roestvrij staal herkennen is eenvoudig. Je kunt het doen door een magneet dicht bij het metalen voorwerp te brengen. Als het stuk naar de magneet toe beweegt en eraan blijft plakken, is het ferritisch of martensitisch roestvrij staal. Als het niet blijft plakken, is het austenitisch roestvast staal.
Conclusie
Roestvrij staal is een bekend materiaal in de productie-industrie. Het valt op door zijn uitstekende roestbescherming en sterkte. Het gedrag ten opzichte van magneten lijkt mensen echter te verwarren. Er is geen fout; in plaats daarvan heeft roestvrij staal vele gedragingen.
Er zijn verschillende soorten roestvast staal en elk gedraagt zich anders. Zo is austenitisch roestvast staal niet magnetisch, maar ferritisch wel. Eén ding hebben al deze soorten gemeen: corrosiebestendigheid en sterkte. Deze gids behandelt alles wat te maken heeft met roestvrij staal.