Магнитится ли инструментальная сталь?

Да, большинство инструментальных сталей магнитные. Инструментальные стали относятся к группе углеродистых и легированных материалов, разработанных для выдерживания интенсивных нагрузок, сохранения твердости при высоких температурах и обеспечения превосходной износостойкости.

Что делает инструментальную сталь магнитной?

Мы знаем, что магнитные свойства инструментальной стали обусловлены ее особым составом и способом обработки. 

Высокое содержание железа

Инструментальная сталь в основном состоит из углеродистой стали и легированной стали, обе из которых имеют высокую концентрацию железа. Само железо является ферромагнитным материалом. Чем выше содержание железа в инструментальной стали, тем сильнее ее магнитные свойства.

Микроструктура

В большинстве случаев инструментальная сталь имеет ферритную и мартенситную микроструктуру, обе из которых являются магнитными.

Ферритная структура: В отожженном состоянии инструментальная сталь обычно имеет ферритную структуру, которая является магнитной. Такая структура обеспечивает ориентацию магнитных доменов, заставляя материал реагировать на магнитные поля.

Аустенитное превращение: Когда инструментальная сталь нагревается до высоких температур (обычно выше 723°C для углеродистых сталей), она претерпевает фазовое превращение в аустенитную структуру. Этот материал не проявляет магнитных свойств, поскольку его атомная конфигурация препятствует организации магнитных доменов.

Мартенситная структура: При закалке (быстром охлаждении) сталь снова превращается в мартенситную структуру, которая снова становится магнитной. Мартенсит — это высокостабильная, закаленная структура, которая сохраняет свои магнитные свойства благодаря выравниванию своей кристаллической решетки.

Что влияет на магнитные свойства инструментальной стали?

Магнитные свойства инструментальной стали определяются в первую очередь содержанием железа и микроструктурой. Однако на силу ее магнетизма влияют и другие факторы, такие как легирующие элементы и термическая обработка.

Состав сплава

Хром: Повышенное содержание хрома, особенно в инструментальных сталях, таких как D2 или M2, имеет тенденцию к снижению магнитных свойств, способствуя образованию немагнитной аустенитной фазы.

никель: Как и хром, никель снижает магнетизм, способствуя развитию аустенитных структур, которые не обладают магнитными свойствами.

Углерод: Углерод увеличивает прочность стали, но он имеет мало прямого влияния на магнетизм. Его влияние более очевидно в твердости и структуре стали.

Ванадий и молибден: Эти элементы могут измельчать структуру зерна, но они не оказывают прямого влияния на магнетизм; однако они могут помочь стабилизировать мартенситную структуру, которая остается магнитной после закалки.

Немагнитные примеси

Сталь должна иметь минимальное количество примесей, которые могут нарушить ее магнитные свойства. Слишком много немагнитных элементов могут уменьшить или устранить магнетизм.

Сера и фосфор: Эти элементы обычно присутствуют в следовых количествах и немагнитны. Они могут нарушить кристаллическую структуру стали, потенциально ослабляя ее общий магнитный отклик.

Кремний и алюминий: Хотя эти элементы сами по себе не являются магнитными, в определенных количествах они могут влиять на формирование микроструктуры стали, влияя на ее способность сохранять магнетизм.

Марки инструментальной стали и магнитные свойства

Различные марки инструментальной стали демонстрируют различную степень магнетизма из-за их уникального состава сплава и микроструктуры. Вот некоторые классические марки инструментальной стали:

Сильномагнитные инструментальные стали

1. W1 (Инструментальная сталь, закаливаемая в воде)

В1 это высокоуглеродистая сталь с большим содержанием железа, что делает ее сильно магнитной. После закалки она образует мартенситную структуру, которая сохраняет ее магнитной, что делает ее идеальной для инструментов, которые должны быть одновременно твердыми и магнитными.

2. O1 (Инструментальная сталь, закаленная в масле)

О1 — еще одна высокоуглеродистая инструментальная сталь с хорошими магнитными свойствами. Она содержит небольшое количество легирующих элементов, таких как хром и ванадий, но они не сильно снижают ее магнетизм. После термообработки она остается сильно магнитной из-за своей мартенситной структуры.

3. D2 (Высокоуглеродистая, высокохромистая инструментальная сталь)

D2 известен своей износостойкостью и высоким содержанием хрома. Хотя хром немного снижает магнетизм, D2 остается умеренно магнитным, особенно при закалке в мартенситную форму.

Марки слабомагнитной инструментальной стали

1. М2 (быстрорежущая инструментальная сталь)

М2 это быстрорежущая сталь с большим количеством легирующих элементов, таких как вольфрам и молибден, что снижает ее магнетизм. Хотя она все еще имеет некоторые магнитные свойства после закалки, ее магнетизм намного слабее по сравнению с низкоуглеродистыми инструментальными сталями.

2. H13 (Сталь для горячедеформированных инструментов)

H13 используется для высокотемпературных применений и содержит много хрома и молибдена. Эти элементы снижают его магнетизм. Хотя он слабомагнитен после термической обработки, он гораздо менее магнитен, чем стали типа W1 или O1.

3. A2 (Инструментальная сталь, закаливаемая на воздухе)

А2 содержит хром и молибден, которые снижают его магнитные свойства. Хотя он все еще магнитен после закалки, его магнетизм слабее, чем у высокоуглеродистых сталей, таких как W1 или O1.

Почему магнетизм не так важен для инструментальной стали?

1. Твердость и износостойкость являются приоритетными. Эти свойства более важны для инструментов, которые должны оставаться острыми и хорошо работать в условиях нагрузки.
2. В большинстве случаев применения инструментальной стали магнитные свойства не влияют на эффективность работы инструмента.
3. Термическая обработка и легирующие элементы в инструментальной стали направлены на то, чтобы сделать сталь более твердой, прочной и износостойкой. Эти процессы гораздо важнее для производительности, чем то, является ли сталь магнитной.

Найдите подходящую инструментальную сталь с помощью SteelPro Group

Для проектов, где важны точность и производительность, SteelPro Group предлагает правильную инструментальную сталь, соответствующую вашим требованиям. Нужны ли вам высокомагнитные марки, такие как W1 и O1, или более специализированные, такие как M2, Д2, и Н13наш выбор гарантирует вам долговечное качество.