Proč zpracované prodlužovací pružiny z nerezové oceli vykazují magnetismus

V průmyslu výroby přesných pružin mnoho zákazníků provádí jednoduchý test pomocí magnetů poté, co obdrží a Prodlužovací pružina z nerezové oceli . Když se zjistí, že pružina má slabé nebo dokonce silné magnetické vlastnosti, často vyvstávají otázky týkající se kvality materiálu s obavami, že byla použita uhlíková ocel nebo méně kvalitní materiály. Ve skutečnosti je magnetismus pružin z austenitické nerezové oceli složitým fyzikálním vývojem úzce spojeným s Práce kalení mechanismus.

Počáteční metalurgická struktura austenitické nerezové oceli

Suroviny typicky používané pro vysoce výkonné pružiny, jako např Třída 304 nebo Třída 316 , patří do austenitické rodiny. Ve stavu rozpouštěcím žíháním je vnitřní mikrostruktura těchto materiálů primárně austenit. Z fyzikálního hlediska je austenit paramagnetický, což znamená, že vykazuje nemagnetické nebo extrémně slabé magnetické vlastnosti. Tato charakteristika pramení z jeho Face-Centered Cubic (FCC) krystalové struktury, kde uspořádání atomů zabraňuje významnému čistému magnetickému momentu v jeho přirozeném stavu.

Transformace martenzitu indukovaná deformací prostřednictvím tváření za studena

A Prodlužovací pružina z nerezové oceli musí podstoupit intenzivní Práce za studena během svého výrobního cyklu. Jak je drát tažen na určité průměry a následně navíjen vysokou silou na CNC pružinovém formovači, materiál podléhá významné dislokaci mřížky a prokluzu.

pro 304 Nerezová ocel , což je metastabilní austenitická třída, mechanické napětí během plastické deformace spouští fázovou přeměnu z austenitu na martenzit. Na rozdíl od austenitu má martenzit Tetragonální (BCT) strukturu zaměřenou na tělo a je ze své podstaty feromagnetický. V důsledku toho, čím hlubší je stupeň redukce chladem, tím vyšší je obsah deformací indukovaného martenzitu, což má za následek silnější magnetický tah z pružiny.

Vliv geometrie prodlužovací pružiny na magnetickou intenzitu

Ve srovnání s tlačnými pružinami je výroba a Prodlužovací pružina zahrnuje jedinečné profily stresu. Aby se zajistilo, že si pružina zachová své potřebné Počáteční napětí drát je během procesu navíjení vystaven vyššímu torznímu a tahovému namáhání.

Zpracování konce smyček: Háčky nebo smyčky na obou koncích obvykle vyžadují silné ohnutí v úhlech 90 stupňů nebo více. Tato lokalizovaná extrémní deformace způsobuje, že magnetické vlastnosti u háčků jsou výrazně silnější než u centrálního těla pružiny.

Jarní index: A menší Jarní index (poměr středního průměru cívky k průměru drátu) vyžaduje agresivnější deformaci, vedoucí k důkladnějšímu mikrostrukturálnímu posunu a vyšší magnetické permeabilitě.

Srovnávací magnetismus: 304 vs 316 nerezová ocel

Časté téma v Nerezová ocel 304 vs 316 technickým srovnáním je jejich různá magnetická odezva. Třída 316 obsahuje vyšší obsah niklu (Ni) a přídavek molybdenu (Mo). Nikl slouží jako silný stabilizátor austenitu, který potlačuje přeměnu na martenzit i při mechanickém namáhání. Proto a 316 Prodlužovací pružina z nerezové oceli obvykle vykazuje mnohem menší magnetismus než verze 304 za stejných podmínek zpracování. Díky tomu je 316 preferovanou volbou pro přesné přístroje, kde je nutné minimalizovat magnetické rušení.

Tepelné zpracování a meze demagnetizace

Po procesu navíjení procházejí pružiny Uvolnění stresu spravovat Vnitřní stres a stabilizovat rozměry. Je běžnou technickou mylnou představou, že standardní uvolnění napětí (typicky mezi 250 °C a 450 °C) odstraní magnetismus. Tyto teploty jsou nedostatečné pro přeměnu martenzitu zpět na austenit.

K úplnému odstranění magnetismu by materiál vyžadoval proces úplného rozpouštěcího žíhání přesahující 1000 °C. Tak vysoké teploty by však způsobily, že jaro ztratí své Pevnost v tahu a elasticita získaná tvářením za studena, díky čemuž je komponenta nepoužitelná pro technické aplikace. Proto je v pružinovém průmyslu magnetismus přijímán jako přirozený fyzikální vedlejší produkt Práce za studena zesílení.