不銹鋼管的磁性分析
我們經常看到有人用一塊磁鐵來判別一根不銹鋼管中所用的不銹鋼材質的好壞,沒有磁性就認為是好的不銹鋼管,反之,有磁性則認為是假冒劣質產品,那么這樣判別到底有沒有科學道理呢,我們就此來做一下詳細的分析:
首先,要肯定此方法是有一定的科學道理的,但是不準確。我們先看二個名詞解釋:
1. 磁性:磁性是指物質放在不均勻的磁場中會受到磁力的作用。
2. 不銹鋼:指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼,又稱不銹耐酸鋼。
那么,什么物體具體磁性呢?一般來講,鐵、鈷、鎳具有這樣的性質,而不銹鋼中的主要物質一般為鐵,鉻,鎳,錳,硅,氮等。按理說,具有大量的鐵和鎳應該是具有很好的磁性的。然而事實并非如此。
鐵中有許多具有兩個異性磁極的原磁體,在無外磁場作用時,這些原磁體排列紊亂,它們的磁性相互抵消,對外不顯示磁性。當把鐵靠近磁鐵時,這些原磁體在磁鐵的作用下,整齊地排列起來,使靠近磁鐵的一端具有與磁鐵極性相反的極性而相互吸引。這說明鐵中由于原磁體的存在能夠被磁鐵所磁化。而其他金屬如銅,鋁,鉻等是沒有原磁體結構的,所以不能被磁鐵所吸引。
而我們一般所用的300系列和200系列不銹鋼為奧氏體不銹鋼,標準的奧氏體不銹鋼是無磁性的。原子的磁性來源于原子中的電子轉動,當相鄰原子的電子呈反方向運動時,這種磁性就保持一致,比如靠近磁鐵的鐵片,將磁性發揮到**,這在物理學上稱為鐵磁性。而在奧氏體不銹鋼中,原子的排列為面心立方晶體,其電子運動不能像鐵單質那樣每相鄰的2個都做反向運動,并在一條直線上將磁性發揮到**。好比是一個三角形的三個頂點,只能按各自的方式轉動,對外不能顯示出一致性。
所以說,用磁鐵來檢驗不銹鋼管的真偽是有一定的科學道理的,但是此方式也僅局限于200系列和300系列的奧氏體不銹鋼,對于其他鐵素體和馬氏體,包括奧-鐵雙相體中都是帶有磁性的。在不銹鋼冶煉時成分分析或熱處理不當,會造成奧氏體不銹鋼中摻雜少許馬氏體或鐵素體,這樣的不銹鋼會出現弱磁性,所以說磁性檢驗奧氏體不銹鋼有一定的科學道理,但是這種檢驗只有“一定的”科學道理,常常非常不準確。奧氏體不銹鋼在冷加工時,組織結構會向馬氏體轉化,冷加工變形越大,其轉化也越多,磁性也越強。
特別有意思的是溫度對磁性也是有很大關系的,古代打鐵匠打鐵時燒紅的鐵就呈現出奧氏體結構,這是的鐵也是沒有磁性的,在磁鐵加溫超過居里溫度時,磁性也會突然消失。要消除304等材質的奧氏體不銹鋼中雜質的磁性,可以通過高溫固溶處理恢復其奧氏體結構。
某些假冒的不銹鋼會用銅、氮、錳等材料模仿不銹鋼的外觀,所生產的產品也不具有磁性,但是不能稱為不銹鋼。
不銹鋼的磁性是源于其組織結構,而與化學成分(如鐵、鎳等)不相關,是物理屬性,而不銹鋼的防腐蝕屬性是化學屬性,這兩種屬性本不該聯系到一起。所以鑒定不銹鋼的正確方法應該是用藥劑試驗,或者有條件的可以送權威檢驗機構化驗。