不銹鋼彎頭的磁性主要受晶體結(jié)構(gòu)的影響,但也會(huì)受到合金元素和制造過(guò)程中冷加工變形量等因素的影響。有些合金元素是強(qiáng)烈形成鐵素體相的元素,如鉻、硅、鉬、鋁 等,可以使不銹鋼彎頭具有磁性結(jié)構(gòu),對(duì)增強(qiáng)磁性能有好處;有些元素是強(qiáng)烈形成奧氏體相的元素,如鎳、錳。碳 等,對(duì)減弱或阻止磁性能有好處。通過(guò)這些合金的合理添加,就可以影響磁性能,進(jìn)而達(dá)到調(diào)控材料磁性能的目的。對(duì)一個(gè)給定等級(jí)牌號(hào)的鋼,磁導(dǎo)率會(huì)隨著不銹鋼彎頭的化學(xué)成分和冷加工變形星顯著變化。這種現(xiàn)象在許多“不穩(wěn)定”的鋼種如304中會(huì)充分表現(xiàn)出來(lái)。因?yàn)樵趭W氏體不銹鋼彎頭中可以獲得的磁導(dǎo)率值與傳統(tǒng)軟磁材料如硅鐵合金相比是非常低的,因此,在使用中更應(yīng)關(guān)注的是它們的無(wú)磁行為。
由鐵,鉻組成的不銹鋼彎頭的基本結(jié)構(gòu)是鐵素體晶粒結(jié)構(gòu),與碳鋼類似,并具有鐵磁性。在不銹鋼彎頭中添加鎳就是為了把晶粒結(jié)構(gòu)改為順磁性的奧氏體結(jié)構(gòu),導(dǎo)致含有鎳的奧氏體等級(jí)不銹鋼彎頭在未加工狀態(tài)大多數(shù)是順磁性的。如300系列不銹鋼彎頭含有不同含量的鎳,使得它們大都是順磁性的,但經(jīng)過(guò)冷加工后,在冷加工區(qū)應(yīng)力使原子點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,就會(huì)形成馬氏體結(jié)構(gòu)的磁性顆粒。一般來(lái)說(shuō),鎳含量越高,奧氏體結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,來(lái)白冷加工的磁響應(yīng)就越小。事實(shí)上,結(jié)果是具有更高鎳含量的316不銹鋼彎頭,在大多數(shù)情況下經(jīng)過(guò)冷加工后都沒(méi)有磁性;而鎳含量更低的304,冷加工后可能會(huì)有輕微磁性。
通常情況下冷加工后無(wú)磁性的奧氏體不銹鋼彎頭將呈現(xiàn)弱的鐵磁性,冷加工對(duì)幾種奧氏體不銹鋼彎頭磁導(dǎo)率的影響如圖所示。冷加工后奧氏體合金的磁導(dǎo)率也可以表述為抗拉強(qiáng)度的函數(shù),如圖所示。磁導(dǎo)率的上升與抗拉強(qiáng)度的增大或者加工硬化行為的增強(qiáng)關(guān)聯(lián)得很好,這是對(duì)奧氏體相穩(wěn)定性的另一種度量。不同等級(jí)之間的性能差異是其成分差異的反映。特別是,鎳增加了奧氏體的穩(wěn)定性,因此減小了加工硬化的比率和磁導(dǎo)率增大的幅度。結(jié)果是,在冷加工量相同的情況下,鎳含量越高的牌號(hào)(如384鋼)比低鎳牌號(hào)(如304/304L)顯示更低的磁導(dǎo)率。高錳高鎳合金(如18Cr-2Ni-12Mn)在變形量很大的情況下也能維持低的磁導(dǎo)率。