無磁鋼是一種鋼鐵功能材料，即一種在磁場作用下基本不產生磁感應的低磁鋼鐵材料。
基本介紹
- 中文名：非磁性鋼
- 別名：無磁性鋼、無磁鋼
- 範疇：鋼鐵功能材料
性質,分類,套用,發電機護環用無磁鋼,簡介,高錳無磁結構鋼,
性質
非磁性鋼相對磁導率μ值略大於1，在磁場中磁化作用很弱，即產生所謂的“無磁”現象，故形象地稱之為無磁鋼。無磁鋼作為一種鋼鐵功能材料，在磁場作用下基本不產生磁感應。
無磁鋼室溫組織要求為穩定的奧氏體，這是由幾拔朽巴於鐵素體、珠光體和馬氏體組織在常溫下為鐵磁性，在磁場中表現出很強的磁化作用，磁導率很高，而具有面心立方結構的奧氏體為順磁性，磁導率很低，通過適當的添加合金元素擴大Fe－C合金相圖中蜜翻殃的奧氏體區以及熱處理方法，就可以在室溫條件下獲得穩定的單相奧氏體組織，從而使鋼鐵材料的磁導率保持在較低的水平。
分類
無磁鋼室溫組織要求為穩定的奧氏體，這是由於鐵素體、珠光體和馬氏體組織在常溫下為鐵磁性，在磁場中表現出很強的磁化作用，磁導率很高，捉謎放而具有面心立方結構的奧氏體為順磁性，磁導率很低，通過適當的添加合金元素擴大Fe－C合金相圖中的奧氏體區以及熱處理方法，就可以在室溫條件下獲得穩定的單相奧氏體組織，從而使鋼鐵材料的磁導率保持在較低的水平。
按鋼中成分劃分，無磁鋼可以分為高Ni鋼、高Mn鋼、高Cr－Ni鋼、高Cr－Mn－N鋼等；
按使用性能劃分，無磁鋼又可分為奧氏體無磁不鏽鋼和無磁結構鋼，前者為保證奧氏體穩定性，必須加入足夠量的Ni和Mn，同時為保證不銹性能，鋼中Cr的質量分數至少應大於13%。而無磁結構鋼多採用Fe－Mn系無磁鋼，主要利用較高的Mn、C含量在室溫即獲得奧氏體組織，主要包括Fe－Mn、Fe－Mn－Cr和Fe－Mn－Al系無磁結構鋼。
套用
無磁鋼用途十分廣泛，涉及電力、軌道交通、建築以及國防軍工等諸多領域。
（1）電力行業用發電機護環的設計應力較高，採用高強無磁鋼可以減少轉子端部的漏磁；大型核聚變裝置，超導發電、輸電和儲能設備的結構材料需要大汽多堡量無磁鋼；磁懸浮列車的導向機構要求鋼材滿足無磁性能。
（2）建築行業中避磁掩體採用無磁鋼可以免受磁場影響，電力傳導網路設備和大型飛機防護掩體等均使用無磁鋼。我國電動腳踏車的保有量已超1.2億，其電機中也大量使用無磁鋼。
（3）石油鑽鋌、無磁模具和軸承等亦需要無磁鋼鐵材料。
（4）在說拘國防軍工領域，無磁鋼被用於製造掃雷艇的船體和無磁發動機、隱蔽潛艇的結構材料等。採用無磁鋼對軍用船艦隱身能料旬乎起到非常好的效果，例如俄羅斯颱風級核潛艇非耐壓殼就採用了高強度無磁鋼。德國一直採用無磁鋼建造潛艇，212型潛艇就採用的是高強度不銹無磁鋼。
發電機護環用無磁鋼
簡介
在電機工程中，無磁鋼主要用作發電機護環材料。
我國護環用鋼主要包括4個鋼號，即40Mn18Cr4、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4N、50Mn18Cr4WN， 經變形強化後，σ0.2可達1100 MPa。此外，40Mn18Cr3和55Mn18Cr3兩種仿製的大型發電機護環用無磁結構鋼主要作為利用半熱鍛形變強化工藝製造護環材料，將40Mn18Cr3鋼中C含量提高到0.45%～0.65%，可使形變強化率得到有效改善。其半熱鍛最佳溫度區間為550℃～600℃，變形量為30%，此時的形變強化方式以滑移、塊移和蠕變三種方式同時進行。
高錳無磁結構鋼
1.性質
Fe－Mn－Cr系高錳無磁結構鋼的典型合金成分為18Mn－4Cr，即w(C)=0.3%～0.5%、w(Si)=0.3%～0. 8%、w(Mn)=17.0%～19.0%、w(Cr)=3.0%～5.0%、w(P)≤0.04%、w(S)≤0.03%，因其良好的力學性能，曾一度作為大型發電機護環用無磁結構鋼，但當工作環境中存在腐蝕性介質(包括普通水)時容易發生應力腐蝕開裂，熱抹匙淚後來逐步被不含Ni的18Cr－18Mn－N無磁不鏽鋼取代作為發電機護環的主要製造材料。然而，前者由於Cr含量相對較低而且不需要額外添加N來穩定奧氏體，具有生產成本低廉，冶煉工藝相對簡單的優勢，所以仍可用作無腐蝕環境下令人滿意的無磁鋼鐵結構材料。
2.鍛造工藝
（1）壓鉗把倒棱拔長；
（2）鐓粗—沖孔；
（3）擴孔；
（4）心軸拔長。
高錳無磁結構鋼
1.性質
Fe－Mn－Cr系高錳無磁結構鋼的典型合金成分為18Mn－4Cr，即w(C)=0.3%～0.5%、w(Si)=0.3%～0. 8%、w(Mn)=17.0%～19.0%、w(Cr)=3.0%～5.0%、w(P)≤0.04%、w(S)≤0.03%，因其良好的力學性能，曾一度作為大型發電機護環用無磁結構鋼，但當工作環境中存在腐蝕性介質(包括普通水)時容易發生應力腐蝕開裂，後來逐步被不含Ni的18Cr－18Mn－N無磁不鏽鋼取代作為發電機護環的主要製造材料。然而，前者由於Cr含量相對較低而且不需要額外添加N來穩定奧氏體，具有生產成本低廉，冶煉工藝相對簡單的優勢，所以仍可用作無腐蝕環境下令人滿意的無磁鋼鐵結構材料。
2.鍛造工藝
（1）壓鉗把倒棱拔長；
（2）鐓粗—沖孔；
（3）擴孔；
（4）心軸拔長。
