Čelik se može sastojati od različitih jedinjenja u različitim koncentracijama i ta jedinjenja određuju njegova magnetna svojstva i magnetnu snagu.
Feritni čelik pokazuje magnetna svojstva, dok je neferetni čelik u suštini nemagnetičan.
Generalno, Čelik je magnetan. Međutim, postoje neka intrigantna pitanja o magnetnom čeliku koje morate znati.
Svojstva koja čine čelik magnetnim
· Prisutnost gvožđa
Gvožđe ili ferit je obično glavno jedinjenje koje se nalazi u većini vrsta čelika. Budući da je u suštini feromagnetski, njegovo prisustvo i koncentracija određuju magnetne sposobnosti čelika. Veća koncentracija ferita se pretvara u jača magnetska svojstva.
· Kristalna struktura
Čelik ima karakterističnu kristalnu konfiguraciju i tip kristalne strukture snažno utječe na magnetske sposobnosti čelika. Čelik s kubičnom strukturom usmjerenom na tijelo pokazuje superioran magnetizam, dok čelik s kubičnom strukturom usmjerenom na lice pokazuje nemagnetizam.
· Prisutnost ugljika
Od svih legirajućih spojeva koji se koriste za ojačanje čelika, ugljik je najčešći. Čelik s relativno većom koncentracijom ugljika pokazuje jača magnetna svojstva.
· Magnetna osetljivost
Čelik, posebno čelik na bazi željeza, postaje lako magnetiziran kada je izložen robusnim magnetnim poljima. Magnetska osjetljivost ovog čelika je približno 14 i to je dokaz njegovih jakih magnetskih svojstava. Međutim, magnetska osjetljivost neferomagnetnog čelika je jedna.
Različite vrste čelika i njihova magnetna svojstva
Na osnovu magnetnih svojstava, čelik se može kategorizirati u tri; Feritni, martenzitni i austenitni čelik. Ovdje je pregled njihovog različitog magnetskog ponašanja.
· Feritni čelik
Feritni čelik je poznat po visokom sadržaju gvožđa, a takođe pokazuje i relativno veću koncentraciju hroma od 10-30%. Zbog visokog sadržaja ova dva spoja, feritni čelik se smatra magnetnim. Ovaj magnetni čelik ima kristalnu strukturu i njegovo magnetsko ponašanje čini ga vrijednim alatom u magnetnim zatvaračima i kuhinjskim uređajima.
· Martenzitni čelik
Martenzitni čelik ima najveću koncentraciju ugljika, a sadrži i druge feromagnetne legure poput nikla. Kao takav, pokazuje snažno magnetsko ponašanje. Sa sadržajem hroma od približno 12-18%, martenzitni čelik je zgodan u magnetskim aplikacijama dajući prednost tvrdoći i čvrstoći.
· Austenitni čelik
Austenitni čelik se sastoji od austenita i to ga čini u suštini nemagnetnim uprkos tome što sadrži magnetne legure poput nikla i mangana. Ima karakterističnu kubičnu konfiguraciju usmjerenu na lice, koja ograničava magnetizam. Međutim, može se magnetizirati kroz različite tretmane poput hladnog rada.
Prednosti magnetnog čelika
- Impresivne magnetne karakteristike: Sa različitim magnetskim svojstvima i snagom, čelik vam pruža održivo rješenje kad god vam je potreban meki ili čak jak magnetizam.
- Visoka magnetna osetljivost: Čelik možete lako pretvoriti u magnet jer se njegova magnetska svojstva lako aktiviraju u prisustvu jakih magnetnih polja.
- Jaka magnetna zaštita: Zahvaljujući svojoj visokoj magnetnoj permeabilnosti, možete koristiti magnetni čelik za zaštitu osjetljivih područja i strojeva od vanjskih magnetnih sila.
- Prilično pristupačno: U poređenju sa drugim magnetnim materijalima, čelik je relativno jeftiniji i izdržljiviji, što garantuje duži radni vek.
- Izuzetno jaka: Možete koristiti magnetni čelik u nestabilnim postavkama, bez brige o habanju. Svoju snagu crpi iz svoje kristalne strukture.
- Lako se reciklira: Možete jednostavno i isplativo prenamijeniti svoj magnetni čelik za druge namjene i na taj način potaknuti održivost.
Faktori koji mogu uticati na magnetizam u čeliku
· Termičku obradu
Izlaganje čelika termičkoj obradi može rezultirati čudnim magnetskim ponašanjem. Na primjer, zagrijavanje i naknadno hlađenje može smanjiti magnetnu osjetljivost vašeg magneta. Međutim, zagrijavanje martenzitnog čelika može povećati magnetsku permeabilnost vašeg čeličnog magneta zbog stvaranja martenzita.
· Sastav
Različite vrste čelika karakteriziraju različiti elementi kao legirajuća jedinjenja. Razlika u ovim spojevima i njihovim koncentracijama objašnjava različita magnetna ponašanja različitih vrsta čelika. Na primjer, čelik sa legurom mangana ima tendenciju da bude propusniji.
· Temperatura
Temperatura ima isti učinak na magnetni čelik kao i na druge magnetne objekte. Prekomjerna toplina ili temperatura dekonfiguriraju magnetne domene magnetskog čelika što rezultira inferiornim magnetskim svojstvima. Jednom kada izložite čelik temperaturama iznad njegove kurijeve tačke, on gubi svoj magnetizam.
· Eksterne magnetne sile
Jednom kada izložite čelik snažnijim vanjskim magnetskim silama, njegova magnetska domena će imitirati poravnanje jačeg magneta.
To će rezultirati magnetiziranim čelikom jer je feritni čelik vrlo osjetljiv. Međutim, izlaganje magnetiziranog čelika jačim magnetskim silama može dovesti do gubitka magnetskih karakteristika.
· Mikrostruktura
Magnetski čelik je napravljen od bezbroj sitnih zrnaca, čija veličina i konfiguracija mogu varirati u različitim vrstama i tipovima čelika.
Čelici sa relativno malim zrnima mogu se lako obdariti magnetnom snagom, a takođe imaju nisku koercitivnost. Čelik s krupnim zrnima, naprotiv, teško se magnetizira i ima relativno veću koercitivnost.
· Mehaničko naprezanje
Mehanički stres, koji može uključivati udaranje teškim predmetom ili nošenje prekomjerne težine, može uvelike smanjiti produktivnost vašeg magnetnog čelika. Ovaj stres može poremetiti poravnate domene što rezultira gubitkom magnetizma.
· Deformacija
Deformacija direktno utječe na magnetsko ponašanje magnetskog čelika iskrivljujući kristalnu konfiguraciju vašeg čelika. Hladna obrada, na primjer, može pretvoriti vaš austenitni čelik u martenzitni čelik, koji je sposoban ispuniti magnetske funkcije. Druge tehnike deformacije koje mogu promijeniti konfiguraciju čelika su izvlačenje i valjanje.
· Strane nečistoće
Prisustvo neželjenih elemenata ili nečistoća u magnetnom čeliku također narušava njegova magnetna svojstva. Uobičajene nečistoće uključuju fosfor, koji tipično ometa konfiguraciju i kretanje domena. Prisustvo takvih nečistoća može vam otežati magnetiziranje i demagnetizaciju čelika.
Uobičajene upotrebe magnetnog čelika
Zahvaljujući svojoj feromagnetnoj osobini zajedno sa svojom snagom, magnetni čelik se veoma koristi i ceni u različitim industrijama.
- Izrada elektromagneta: Moderni elektromagneti, koji su uobičajeni u podiznim magnetima i transformatorima, često se sastoje od čeličnog jezgra. Čelik je poželjniji zbog njegove otpornosti na koroziju i čvrstoće.
- Prenos električne energije u transformatorima: U transformatorima i električnim mrežama čelik se koristi za prijenos energije i transformaciju napona.
- Magnetna pohrana podataka: Magnetski čelik se obično koristi za proizvodnju ploča tvrdog diska jer je magnetski prijemčiv. Ovo olakšava prikupljanje i čuvanje podataka.
- Izrada jezgara motora: Magnetni čelik je odličan materijal za proizvodnju elektromotora zbog svojih magnetnih sposobnosti.
- Izrada magnetnih separatora: Čelik se također široko koristi za proizvodnju magnetnih separatora odgovornih za ekstrakciju magnetnih elemenata iz mješavina.
- Proizvodnja magnetnih aktuatora: Feromagnetski čelik pruža pouzdana magnetna polja kada se koristi za proizvodnju aktuatora za automobilske sisteme.
- Proizvodnja MRI aparata: Većina magneta za magnetnu rezonancu napravljena je od čelika jer može generirati stabilna i robusna magnetna polja, čime se eliminira opasnost od ozljeđivanja pacijenata.
- Izrada igala za kompas: Magnetni čelik nudi snažan i izdržljiv materijal za proizvodnju magnetnih igala koje pomažu kompasu u određivanju smjera.
- Proizvodnja Maglev gusjenica: Većina magnetnih tračnica napravljena je od čelika jer je jak i može generirati snažne magnetske sile koje olakšavaju nesmetanu vožnju vlakom.
- Željeznička industrija: Sa kristalnom strukturom, čelik se često koristi za proizvodnju točkova vlakova i drugih komponenti koje zahtijevaju jake materijale.
više resursa:
Magnetni čelik – Izvor: SCIENCE DIRECT
Magnetski je od nehrđajućeg čelika – Izvor: UMD
Tačka topljenja čelika – Izvor: HM