En el seu estat primari, recuit,acer inoxidable 316no és-magnètic; no obstant això, pot arribar a ser dèbilment magnètic després del processament mecànic o de la soldadura.
L'acer inoxidable 316 es classifica tècnicament com un material no-magnètic a causa de la seva estructura cristal·lina austenítica, però pot presentar propietats magnètiques mitjançant la "transformació martensítica induïda per deformació-" durant el treball en fred o la formació de ferrita delta-durant la soldadura.
Fonaments del magnetisme en els metalls
Per comprendre per què l'acer inoxidable 316 es comporta com ho fa, primer hem d'entendre el magnetisme dels metalls. El magnetisme sorgeix de l'alineació dels girs electrònics i els moviments orbitals dins dels àtoms. En materials ferromagnètics com el ferro o l'acer al carboni, els dominis magnètics-regions on s'alineen els girs-permeten que el material s'atregui fortament als imants i retingui el magnetisme.
En canvi, els materials paramagnètics tenen electrons no aparellats que s'alineen dèbilment amb un camp magnètic extern, però no retenen el magnetisme un cop eliminat el camp. Els materials diamagnètics, com el coure, repel·leixen dèbilment els camps magnètics. Els acers inoxidables es classifiquen en diferents categories segons els seus elements d'aliatge i la seva microestructura: els graus ferrítics i martensítics són magnètics, mentre que els graus austenítics, inclòs el 316, són generalment no-magnètics o paramagnètics.
L'acer inoxidable 316, també conegut com AISI 316 o UNS S31600, és un grau austenític. La seva composició inclou un 16-18% de crom, un 10-14% de níquel, un 2-3% de molibdè i un baix contingut en carboni. L'alt contingut de níquel estabilitza la fase d'austenita, que té una estructura de cristall cúbic centrat en la cara (FCC). En aquesta xarxa FCC, la disposició atòmica evita la formació de grans dominis magnètics, fent que el material no sigui magnètic a temperatura ambient.
Per què l'acer inoxidable 316 no és-magnètic en la seva forma estàndard?
En la seva condició de recuit-on l'acer s'escalfa a altes temperatures i després es refreda lentament-, la microestructura de 316 és totalment austenítica. El recuit alleuja les tensions internes i afavoreix la fase estable de FCC. En aquest punt, 316 no presenta cap comportament ferromagnètic; no s'enganxarà a un imant i la seva permeabilitat magnètica és molt baixa, normalment al voltant de 1,005-1,02, propera a la de l'aire.
Aquesta propietat no-magnètica és un avantatge clau. En aplicacions on s'han d'evitar les interferències magnètiques, com ara màquines de ressonància magnètica, tancaments electrònics o equips de processament d'aliments, el 316 supera els acers magnètics. L'addició de molibdè millora la resistència a la corrosió en entorns de clorur, la qual cosa la fa ideal per a maquinari marin o dipòsits químics, sense comprometre la seva naturalesa no-magnètica.
La nostra fàbrica produeix acer inoxidable 316 amb processos de recuit precisos per garantir un rendiment no-magnètic constant, recolzat per proves rigoroses.
El paramagnetisme val la pena destacar aquí. Fins i tot els acers austenítics no-magnètics com el 316 són lleugerament paramagnètics, el que significa que es poden atreure dèbilment per imants molt forts, com ara els-de terres rares. Això es deu a l'alineació aleatòria dels girs electrònics que s'orienten temporalment en un camp magnètic. Tanmateix, aquest efecte és insignificant en l'ús quotidià i no fa que el material sigui "magnètic" en el sentit comú.
Per què l'acer 316 encara pot ser magnètic?
Si la teoria diu que no és-magnètic, per què sovint veiem 316 cargols o peces mecanitzades que mostren una tracció magnètica? Hi ha tres raons industrials principals:
1. Treball en fred (martensita induïda per tensió-)
Aquesta és la causa més freqüent. Quan l'acer inoxidable 316 està sotmès a esforços mecànics a temperatura ambient-com ara laminació en fred, embutició profunda, estirada de filferro o flexió-, la xarxa cristal·lina es distorsiona físicament.
Si la deformació és prou severa, una part de l'austenita es transforma en martensita. A diferència de l'austenita, la martensita és magnètica. Per tant, un full de 316 pot ser no-magnètic al centre, però les vores on es va tallar o les cantonades on es va doblegar poden mostrar una resposta magnètica.
2. El procés de soldadura (ferrita Delta)
Quan soldem l'acer inoxidable 316, els metalls d'aportació i el metall base es fonen i es solidifiquen. Per evitar "esquerdes en calent" durant la refrigeració, els consumibles de soldadura estan dissenyats intencionadament per produir una petita quantitat de ferrita Delta (normalment del 3 al 8%) a la piscina de soldadura.
La ferrita delta és una fase magnètica. En conseqüència, una placa 316 perfectament no-magnètica gairebé sempre mostrarà un "punt calent" magnètic a la costura de soldadura. Això no és un signe de mala qualitat; és un signe d'una soldadura estructuralment sòlida.
3. Casting vs. Productes forjats
L'acer inoxidable fos 316 (sovint designat CF8M) sovint té una microestructura lleugerament diferent de la forjada 316 (fulls/barres). Sovint, les peces de fosa contenen un petit percentatge de ferrita per millorar la colabilitat i evitar l'esquerda, que sovint es tradueix en una tracció magnètica detectable que està absent en les versions forjades o laminats del mateix aliatge.
Conclusió
En resum, tot i que l'acer inoxidable 316 és inherentment no-magnètic, no és "a prova d'imant-". El magnetisme en 316 és un indicador de la història de processament del material, no la seva puresa química. Una resposta magnètica sol indicar que el material s'ha reforçat mitjançant treballs en fred o estabilitzat mitjançant tècniques específiques de soldadura.
