不銹鋼螺絲為什么會有磁性
發(fā)布時間:2025-04-30來源:金成螺絲
? ? ? ?為什么304不銹鋼、 316不銹鋼中大部分的元素是鐵,卻表現(xiàn)出非磁性?而制作成螺絲卻又有弱磁?不銹鋼螺絲有磁性是因為在生產(chǎn)過程中通過冷鍍,擠壓過后,造成材質(zhì)的內(nèi)部元素發(fā)生了改變,所以一般不銹鋼螺絲都會有弱磁性。這要從原子磁性和排列組合說起。關(guān)于螺絲螺母墊圈技術(shù)與使用事宜,金成螺絲運用多年行業(yè)經(jīng)驗為工業(yè)客戶,開啟產(chǎn)品、設(shè)計、技術(shù)、降本等相關(guān)問題“永久免費”答疑!用心助力工業(yè)發(fā)展!做工業(yè)喜愛的螺絲服務(wù)商!歡迎隨時咨詢我們133 2690 6112。
? ? ? 金屬在宏觀上是否表現(xiàn)出磁性取決于如下兩個必要條件:
? ? ? 一是原子具有未對成的電子。(金屬)磁性的本質(zhì)是電子自旋,電子自旋產(chǎn)生磁矩,而磁矩的集合在宏觀觀上并代表磁矩的累積,也有可能是磁矩的抵消,關(guān)鍵在于原子結(jié)構(gòu)中是否存在未成對的電子。大部分的金屬元素,其原子通常有完全填充電子層結(jié)構(gòu),它們具有成對(自旋方向向上和向下的一對)的電子,這些成對的電子產(chǎn)生的磁矩會相互抵消,金屬就不會在宏觀上表現(xiàn)出磁性。
? ? ? ? 少部分金屬并不具備完全填充的電子層結(jié)構(gòu),以鐵為例:常溫下鐵原子有26個電子,其中24個電子成對填充在原子核外殼層中,處于最外層的2個電子自旋方向并不成對??梢源直┑谋确綖椋粋€班上本來大家都是男生女生一對對的,邊上卻多了兩個光棍。在外磁場的作用下,就這倆光棍自旋方向開始定向,產(chǎn)生微小磁矩,眾多磁微小矩的集合在宏觀表現(xiàn)為可觀察到的磁性。

二是原子排列的晶體結(jié)構(gòu)是否使原子磁矩相互抵消。
常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)分為三種。
1.面心立方結(jié)構(gòu):在面心立方結(jié)構(gòu)中金屬原子位于一個立方晶胞的每個頂點和每個面的中心。這種結(jié)構(gòu)最常見于金、銀、銅等金屬。在面心立方結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中,晶體中的每個原子都被包圍在六個相鄰原子的中心,同時每個面上都有一個原子,這些相鄰原子的磁矩方向相互平衡(也可以理解為內(nèi)耗了吧),導(dǎo)致整體晶體沒有凈磁矩.如果人為變化其結(jié)構(gòu),或晶體中存在雜質(zhì),導(dǎo)至其對稱性發(fā)生變化,那么晶體將具有磁性。
2.體心立方結(jié)構(gòu):在體心立方結(jié)構(gòu)中金屬原子位于一個立方晶胞的每個頂點和一個位于晶胞中心的原子。這種結(jié)構(gòu)常見于鐵、鈉等金屬。原子位于立方體的頂點和中心兩個不同的位置。這兩種不同的原子位置使得晶體的結(jié)構(gòu)不對稱。如果該晶體中的原子屬于磁性金屬系列中的某一種或幾種,那該晶體在宏現(xiàn)上將表現(xiàn)出磁性。
3.密堆積結(jié)構(gòu):在密堆積結(jié)構(gòu)中金屬原子以六邊形密堆積的方式排列。這種結(jié)構(gòu)常見于鈦、鎂等金屬,在密堆積結(jié)構(gòu)中每個原子周圍有最大的對稱性,因為它們被排列成六邊形最密堆積。在密堆積結(jié)構(gòu)中比面心立方結(jié)構(gòu)更具有對稱性。
綜上,可以看出,如果僅從晶體結(jié)構(gòu)上比較,面心立方結(jié)構(gòu)、密堆積結(jié)構(gòu)是無磁的,體心立方結(jié)構(gòu)(在一定條件下)是有磁的。

? ? ? 以純鐵為例,常溫下純鐵是體心立方晶體結(jié)構(gòu),當(dāng)純鐵溫度升高到912℃時,晶體結(jié)構(gòu)由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成面心立方結(jié)構(gòu)(這一現(xiàn)像稱之為相變),如前所述,面心立方結(jié)構(gòu)各原子的磁矩相互抵消,這時鐵會失去磁性;當(dāng)溫度處于912℃~1838℃(熔點)的鐵由于具備面心立方晶體結(jié)構(gòu),可稱之為奧低體(當(dāng)然奧氏體的定義是鐵碳合金,嚴(yán)格來說,此時的純鐵需要加點碳才算奧氏體,)? 。
? ? ? 當(dāng)鐵的溫度降到912℃以下,它的晶體結(jié)構(gòu)又變回體心立方結(jié)構(gòu)。也就開始變得有磁性。如果在鐵中加入一定比例的鎳和鉻(就好比如304或316那樣的成分比例),再將該鐵鎳鉻合金的溫度降到912℃以下,神奇的一幕出現(xiàn)了,它的結(jié)構(gòu)仍然保持面心立方結(jié)構(gòu),并沒有變回體心立方結(jié)構(gòu),繼續(xù)降到常溫,結(jié)構(gòu)仍然沒有變化。而這,正是304、316等不銹鋼沒有磁性的原因,也是304不銹鋼、 316不銹鋼(在常溫下)被稱作奧氏體的原因。
? ? ? 如果該合金的溫度繼續(xù)往下降,只要溫度足夠低(比如-200℃以下),它終究還是會回到體心立方晶體結(jié)構(gòu),這時可稱之為馬氏體,也就變得有明顯磁性。由于日常并不會碰到這種低溫,所以我們直接說304、316屬于奧氏體或說 304、316不銹沒有磁性,這雖不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)埠锨椋?br />? ? ? 以上說的是304不銹鋼、316不銹鋼等奧氏體不銹鋼在常溫下沒有磁性的原因。那為何用磁鐵去吸附不銹鋼螺絲為什么又有會弱磁性呢,如上所述在人為變化其結(jié)構(gòu)(冷墩工藝將線材強束成一顆螺絲就是典型的人為變化其結(jié)構(gòu))的條件下,其晶體結(jié)格變得不是那么對稱,甚至至局部的結(jié)構(gòu)被硬擠成馬氏體,那它就會產(chǎn)生一定磁性——盡管在宏觀上很弱。由于只是晶體結(jié)的變化而化學(xué)成份并沒有發(fā)生變化,因此它仍然屬于304或316,故也不能憑磁性判定某種材料是不是不銹鋼。
