合金鋼は磁性がありますか? 磁気特性ガイド

先に簡単に答えます:

ほとんどの合金鋼は磁性がありますが、組成によっては例外もあります。鉄分を多く含む合金は一般に磁性を保持しますが、ニッケル/クロムの含有量が多いと磁性が失われることがあります。

磁性および非磁性合金鋼の概要

産業用途において磁気が重要な理由とは?

磁気特性は、以下の材料の選択に直接影響します。

• 電気システム（変圧器、モーター）
• 製造工程（金属の選別、持ち上げ）
• 腐食しやすい環境（海洋/医療機器）

SteelPro Group では、MRI 対応の外科用ツールから高耐久性の磁気リフティング システムまで、磁性が成否を分ける要因となる 200 以上のプロジェクト向けに合金鋼ソリューションを最適化してきました。

次に、合金鋼の磁気挙動とその産業上の影響について詳しく説明します。 

合金鋼が磁性を持つ理由は何ですか?

この表は、鋼鉄の磁性に影響を与える主な要因の概要を簡単に示しています。 

鋼鉄がなぜ磁性を持つのかについてのより詳しい情報については、以下をお読みください。

微細構造

さまざまな相からなる鋼の微細構造は、その磁性に直接影響します。フェライト相またはマルテンサイト相を持つ鋼は磁性を持ちますが、オーステナイト相を持つ鋼は磁性を持ちません。

仕組み: フェライト そして マルテンサイト 強磁性体であり、電子スピンを整列させて磁性を帯びます。 オーステナイト 電子スピンが整列しないため、非磁性のままです。鋼の微細構造は組成と熱処理の影響を受け、磁性を示すかどうかが決まります。

炭素含有量

炭素含有量の増加 磁力を高める 合金鋼では、特に熱処理後には、鋼の 透過性 磁場に対する耐性が低下する可能性があるため、状況によっては磁化が困難になる可能性があります。

仕組み: 炭素含有量の増加により 硬化性鋼が急速に冷却されると、マルテンサイトが形成されます。マルテンサイトは電子スピンを整列させる構造を持っているため強磁性となり、外部磁場が除去された後でも磁性を保持することができます。

合金元素

合金元素 ニッケル そして クロム 鉄鋼の磁性を弱めたり、なくしたりする。クロムが12%を超え、ニッケルが8%を超えると、鉄鋼は 非磁性オーステナイト相.

仕組み: 鉄 本来は強磁性体であるが、ニッケルやクロムと合金化すると構造が変化する。 オーステナイト、電子スピンの整列をサポートしません。これが、 304ステンレス鋼 (高クロムおよびニッケル含有)は非磁性です。

熱処理

熱処理は 磁力を増減する 鋼の冷却方法によって異なります。急速冷却（焼入れ）により鋼は 磁性マルテンサイト 冷却が遅いと非磁性相になる可能性がある。 オーステナイト系 段階。冷却速度は、プロセスに応じて、本質的に磁性構造または非磁性構造を「固定」します。

その他の要因

• 機械的ストレス

応力により原子構造がわずかに歪むことがあります。鋼の結晶構造の転位により磁区の配列が変わり、磁性がわずかに強まったり弱まったりすることがあります。その影響は通常小さいです。

• 沈殿物と介在物

介在物（硫黄や酸素不純物など）や析出物（鋼鉄内部に形成される粒子）は、磁区の規則的な配列を妨げる可能性があります。これらは鋼鉄の原子格子を乱し、磁性を保持する能力を低下させる可能性があります。

合金元素は磁性にどのように影響しますか?

合金鋼の基本元素である鉄 (ほとんどのグレードで 90% 以上) は、鉄の固有の強磁性によって磁気的挙動が促進されます。ただし、合金添加物によって鉄の結晶構造が変化するため、磁気応答も変化します。

クロム

クロムの磁性への影響はその濃度に依存します。 12%以下、ほとんど影響はありません。しかし、クロムが 12% ニッケルと組み合わせると、 オーステナイト構造鋼は非磁性になります。 

ニッケル

ニッケルは強い オーステナイト安定剤を超えると鋼は非磁性になる。 8%鋼（10-14% ニッケル）は磁石に反応しません。ニッケル含有量が低いと効果が弱くなり、ある程度の磁性が残ります。ただし、特定の熱処理を施すと、ニッケル含有量の高い鋼でも磁性を取り戻すことができます。

マンガン

マンガンは磁性を低下させ、 オーステナイト形成ニッケルに似ています。ニッケルを含まないステンレス鋼によく使用されます。 201ステンレス （7.5%マンガン）非磁性構造を実現します。

カーボン

炭素増加 マルテンサイト形成、特にその後、磁力を強化します 焼入れただし、炭素が多すぎると透磁率が低下し、鋼が磁化しにくくなります。

重要な相互作用

• Cr + Ni シナジー: クロム単独（例：430 ステンレス）では磁性が保持されますが、ニッケル（304/316）と組み合わせると非磁性オーステナイトが生成されます。
• 熱処理オーバーライド: 高ニッケル鋼であっても、焼入れしてマルテンサイトを形成すると磁性を帯びるようになります (例: 17-4 PH ステンレス)。

一般的な合金鋼の種類と磁気特性

アプリケーション: 磁気が重要な場合?

磁性合金鋼を必要とする産業

• 電気モーターと変圧器

磁性合金鋼は、電気モーター、発電機、変圧器に不可欠です。磁性合金鋼は、高い透磁率と低いコア損失を提供し、効率的な電磁場制御を可能にします。 

一般的な電磁鋼板であるシリコン鋼は、エネルギーの無駄と熱の蓄積を最小限に抑えます。

• 自動車部品

多くの自動車部品には、構造的耐久性とセンサー互換性の両方のために磁性特性が必要です。ギア、クランクシャフト、ドライブシャフトなどの部品は、強度と耐摩耗性のために磁性合金鋼に依存しています。さらに、ABS システム、速度センサー、点火部品では、正確な誘導検知のために磁性鋼が使用されています。

非磁性合金鋼を必要とする産業

• 医療機器（MRI対応）

磁性材料は、強力な磁場を使用して画像を撮影する MRI 装置では危険を伴います。オーステナイト系ステンレス鋼と高ニッケル合金は、手術器具、インプラント、医療機器が非磁性のままであることを保証し、スキャンの歪みを防止します。

• 海洋および化学環境

海洋工学および化学処理では、磁性よりも耐食性が重要です。磁性鋼は局部腐食の影響を受けやすく、早期故障につながります。オーステナイト系ステンレス鋼は非磁性を維持しながら過酷な条件に耐えるため、造船、海洋構造物、化学薬品貯蔵タンクに最適です。

合金鋼の磁性試験

簡単な方法：磁石を使う

磁気をテストする最も簡単な方法は ハンドヘルドマグネット鋼鉄が磁石を引き付ける場合、その中には 強磁性相 フェライトやマルテンサイトのような。引力がほとんどないか全くない場合は、 常磁性または非磁性オーステナイト系ステンレス鋼など。

しかし、この方法は 制限:

• 冷間加工の影響: 非磁性鋼の中には、 弱い磁性 機械加工または変形後。
• 混合微細構造: 両方を備えたスチール 磁性相と非磁性相 部分的な磁性を示す場合があります。
• 精度の欠如: 簡単な磁石テスト 磁力の強さを測定できない または微妙な変化を検出します。

詳細な分析を行うには、高度なテスト方法が必要です。

高度なテクニック

精密な磁気特性に依存する業界では、特殊なテスト方法が使用されます。

透過性試験

このテストでは、 透磁率（μ）—物質が磁場をどれだけ容易にサポートできるか。

• あ 透水性計 または 磁化率試験器 鋼鉄が 強磁性、常磁性、非磁性.
• 検証に役立ちます ステンレス鋼種 望ましくない位相変化を検出します。

渦電流検査

これは 非破壊的 鋼の導電性と磁気応答を分析する方法。

• あ コイルは交流電流を発生させる材料内に渦電流を誘導します。
• 回答の違いは 組成の変化、微細構造の不一致、または欠陥.
• 一般的に使用される 航空宇宙、自動車、エネルギー産業.

適切な合金鋼の選択と専門家のアドバイス

適切な合金鋼を選択することは、磁気性能、構造的完全性、および業界のコンプライアンスを確保する上で非常に重要です。SteelPro Group では、以下を提供しています。

• 専門家による指導 お客様のニーズに最適な合金鋼の選択について。
• ISO 17025認定試験 正確な磁気特性を確保するため。
• カスタマイズされたソリューション 精度と信頼性が求められる業界向け。

間違った材料を選択するリスクを冒さないでください。今すぐ当社の専門家にご相談ください。SteelPro Group に問い合わせて、用途に適した合金鋼を入手してください。