Tất cả các kim loại đều có từ tính không?

Tất cả các kim loại đều có từ tính không?

Mục lục

Không. Sắt có từ tính rất mạnh, nhưng hầu hết các kim loại quen thuộc — bao gồm vàng, bạc, đồng, nhôm, titan, đồng thau và chì — sẽ không bị nam châm thông thường hút một cách rõ rệt. Thép không gỉ là trường hợp đặc biệt: một số loại có từ tính, trong khi một số loại khác thì không. Thành phần hợp kim rất quan trọng, nhưng các yếu tố như quá trình tạo hình, gia công, xử lý nhiệt, các bộ phận thép ẩn bên trong và thậm chí cả cách nam châm tiếp xúc với bề mặt cũng đều có ảnh hưởng.

Một thử nghiệm nhanh bằng nam châm rất hữu ích trong nhà máy. Đây không phải là chứng chỉ vật liệu.

Trước khi đi vào tìm hiểu từng loại kim loại, đây là so sánh thực tế mà hầu hết người mua đều cần:

Kim loại

Nam châm có dính không?

Điều gì thường gây ra sự nhầm lẫn?

Thép không gỉ

Tùy thuộc vào cấp độ

Gia công nguội và các loại thép hỗn hợp

Vàng

Không

Khóa bằng thép mạ hoặc khóa từ tính

Nhôm

Không có điểm thu hút đáng chú ý nào

Phanh dòng điện xoáy

Bạc

Không

Kim loại cơ bản mạ bạc

Đồng

Không

Vai trò của nó trong các nam châm điện

Titan

Không có điểm thu hút đáng chú ý nào

Phản ứng từ tính yếu của nó

Đồng thau

Thông thường là không

Lò xo bên trong hoặc miếng lót thép

Sắt

Đúng vậy

Sự khác biệt về hợp kim và xử lý nhiệt

Chì

Không

Ô nhiễm thép hoặc các cấu kiện chịu lực bên trong

Cụm từ “kim loại từ tính” cũng có phần quá rộng. Điều mà các kỹ sư thường quan tâm là liệu một vật liệu có bị nam châm vĩnh cửu hút mạnh hay không, liệu nó có thể dẫn từ thông hiệu quả hay không, và liệu nó có giữ được từ tính sau đó hay không. Đó là những câu hỏi có liên quan, nhưng không hoàn toàn giống nhau.

Thép không gỉ có từ tính không?

Thỉnh thoảng.

Thép không gỉ ferit, bao gồm các loại thép không gỉ phổ biến như 430, đều có tính từ. Các loại thép không gỉ martensit như 410 và 420 cũng có tính từ. Thép không gỉ austenit, bao gồm 304 và 316, thường được coi là không có tính từ ở trạng thái ủ.

Sau đó, quá trình sản xuất bắt đầu, và câu trả lời không còn rõ ràng như trước nữa.

Tấm thép không gỉ 304 có thể hầu như không bị nam châm hút trước khi gia công. Sau khi trải qua các công đoạn kéo sâu, uốn cong mạnh, dập khuôn hoặc gia công nguội cường độ cao, cấu trúc bên trong của tấm thép có thể bị thay đổi. Khi đó, chi tiết thành phẩm có thể bị nam châm hút yếu, đặc biệt là ở các vị trí uốn cong và các khu vực bị biến dạng mạnh.

Điều này thường dẫn đến những tranh cãi không cần thiết trong quá trình kiểm tra. Bản vẽ ghi là 304. Người kiểm tra đặt một nam châm vào mép uốn và cảm nhận được một lực hút nhẹ. Ai đó kết luận rằng nhà cung cấp đã sử dụng vật liệu sai.

Có thể. Nhưng không hẳn là vậy.

Từ góc độ kỹ thuật, không nên sử dụng nam châm cầm tay làm phương pháp duy nhất để xác định loại thép không gỉ. Nếu việc xác minh loại thép là quan trọng, hãy kiểm tra chứng chỉ của nhà máy và sử dụng thiết bị phân tích vật liệu phù hợp.

Còn có một sai lầm khác, tốn kém hơn: đó là việc chọn thép không gỉ không từ tính làm tấm ghép trong hệ thống kẹp từ tính. Việc sử dụng nam châm lớn hơn có thể không giải quyết được vấn đề. Bản thân mạch từ tính đã không đạt yêu cầu.

Đối với chốt từ tính, hệ thống lắp đặt, cảm biến và cụm giữ, hãy chỉ định chính xác loại thép không gỉ thay vì chỉ ghi “thép không gỉ” trên bản vẽ.

Vàng có từ tính không?

Vàng nguyên chất không bị hút bởi nam châm thông thường. Chất này có tính phản từ, nghĩa là nó phản ứng rất yếu với từ trường được tạo ra. Ngoài phòng thí nghiệm, lực đẩy đó là điều mà con người không thể cảm nhận được.

Điều này khiến nam châm trở thành công cụ hữu ích để phát hiện một số sản phẩm vàng giả dễ nhận biết. Nếu một món đồ được cho là làm bằng vàng nguyên chất lại bị nam châm hút về phía mình, thì rất có thể nó chứa thép, niken hoặc một chất liệu từ tính nào đó.

Tuy nhiên, bài kiểm tra này cũng có những hạn chế.

Một món trang sức chính hãng có thể được trang bị khóa từ tính hoặc một lò xo nhỏ bên trong. Một món đồ giả mạo làm từ đồng hoặc hợp kim không từ tính khác có thể dễ dàng vượt qua bài kiểm tra nam châm. Lớp mạ vàng cũng không cho bạn biết gì về chất liệu bên dưới.

Vì vậy, một nam châm có thể gây nghi ngờ. Nó không thể xác nhận độ tinh khiết.

Đối với các nhà mua hàng trong ngành công nghiệp, vàng thường được lựa chọn để chế tạo các điểm tiếp xúc điện chống ăn mòn, các ứng dụng hàn, lớp phủ và các thiết bị điện tử đòi hỏi độ tin cậy cao. Tính chất không có từ tính mạnh của vàng thường được coi là yếu tố thứ yếu so với tính dẫn điện và tính ổn định hóa học của nó.

Nhôm có từ tính không?

Nếu đưa một nam châm thông thường áp sát vào một tấm nhôm thì sẽ không có hiện tượng đáng chú ý nào xảy ra. Nhôm có tính tham từ yếu, nhưng trong thực tế, nó thường được coi là vật liệu không từ tính.

Tuy nhiên, nếu di chuyển một nam châm mạnh qua tấm kim loại đó một cách nhanh chóng, hiện tượng xảy ra sẽ trở nên thú vị hơn.

Từ trường chuyển động tạo ra các dòng điện xoáy trong nhôm. Các dòng điện này tạo ra từ trường riêng của chúng, có hướng ngược lại với chuyển động đã tạo ra chúng. Đây chính là lý do tại sao một nam châm mạnh lại rơi chậm qua một ống nhôm dày thay vì rơi thẳng xuống.

Nhôm chưa biến thành nam châm vĩnh cửu. Nó đang phản ứng với một từ trường thay đổi.

Chi tiết đó rất quan trọng đối với các loại máy móc vận hành ở tốc độ cao, hệ thống phanh từ, hệ thống cảm ứng và các thiết bị được lắp đặt gần các nam châm mạnh. Một vật liệu có thể được xác định là “không từ tính” trong một thử nghiệm hút đơn giản nhưng vẫn có thể tương tác mạnh mẽ với từ trường biến đổi.

Nhôm vẫn là lựa chọn phổ biến cho vỏ động cơ điện, các bộ phận xe cộ, vỏ thiết bị điện tử và kết cấu hàng không vũ trụ. Vật liệu này có trọng lượng nhẹ và chống ăn mòn tốt, đồng thời không tạo ra đường dẫn từ tính thuận lợi như sắt hay thép cacbon.

Tuy nhiên, nhôm không phải lúc nào cũng vô hại khi ở gần mọi hệ thống từ tính. Cần lưu ý đến hiện tượng gia nhiệt và phanh do dòng điện xoáy khi nam châm di chuyển nhanh ở gần.

Bạc có từ tính không?

Bạc không có tính từ theo nghĩa thông thường. Nam châm sẽ không dính vào bạc nguyên chất, và kim loại này sẽ không giữ được từ tính sau khi nam châm được gỡ ra.

Giá trị thực sự của nó nằm ở tính chất điện.

Bạc có tính dẫn điện tuyệt vời, vì vậy các nhà sản xuất sử dụng nó trong các điểm tiếp xúc, công tắc, keo dẫn điện, bột nhão và một số linh kiện điện tử nhất định. Trong những ứng dụng đó, câu hỏi thường không phải là liệu bạc có bị nam châm hút hay không, mà là liệu lớp bạc có đủ dày, đủ sạch và được liên kết chắc chắn với vật liệu nền hay không.

Một chi tiết bằng thép mạ bạc có thể bị nam châm hút rất mạnh. Điều đó không có nghĩa là bạc có từ tính; mà là lớp mạ đủ mỏng để thép bên dưới chiếm ưu thế trong thí nghiệm.

Khi viết ra thì điều này nghe có vẻ hiển nhiên. Tuy nhiên, trên bàn kiểm tra, điều này lại thường bị bỏ sót hơn bạn tưởng.

Đồng có từ tính không?

Đồng không bị hút bởi nam châm vĩnh cửu thông thường. Đồng có tính phản từ, mặc dù phản ứng của nó quá yếu để có thể nhận thấy nếu không có thiết bị đo lường nhạy cảm.

Tuy nhiên, đồng lại xuất hiện trong hầu hết mọi thiết bị điện từ chuyên dụng.

Các cuộn dây động cơ, cuộn dây biến áp, cuộn cảm, máy phát điện, rơle, thiết bị sạc và thanh cái đều sử dụng đồng. Khi dòng điện chạy qua một dây dẫn bằng đồng, nó sẽ tạo ra một từ trường. Ngừng dòng điện, từ trường đó sẽ biến mất.

Do đó, đồng không phải là vật liệu từ vĩnh cửu, nhưng nó là một trong những vật liệu chính được sử dụng để tạo ra các từ trường có thể điều khiển được.

Sự khác biệt này rất quan trọng khi người mua nói: “Chi tiết bằng đồng phải có tính từ.” Thông thường, yêu cầu thực tế lại khác. Có thể chi tiết đó cần dẫn điện, hoạt động gần nam châm, tạo ra dòng điện xoáy, hoặc không bị ảnh hưởng bởi cảm biến từ tính.

Cần phải sửa lại nội dung trước khi bất kỳ ai tiến hành cắt kim loại.

Titan có từ tính không?

Titan có tính tham từ yếu. Trong các công việc mua sắm, gia công và lắp ráp thông thường, titan thường được coi là vật liệu không từ tính vì nam châm thông thường sẽ không bám dính rõ rệt vào nó.

Đặc tính này rất hữu ích trong các thiết bị y tế, hệ thống hàng không vũ trụ, thiết bị hàng hải, dụng cụ phòng thí nghiệm và các bộ phận được lắp đặt gần các thiết bị từ tính nhạy cảm.

Titan còn có mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn cao và tỷ lệ độ bền trên trọng lượng lớn. Tuy nhiên, những ưu điểm này đôi khi khiến các nhà thiết kế sử dụng vật liệu này ở những nơi thực sự không cần thiết.

Cá nhân tôi sẽ không chọn titan chỉ vì một dự án yêu cầu phải có linh kiện không từ tính. Nhôm, thép không gỉ austenit, đồng thau hoặc polymer kỹ thuật có thể có giá thành thấp hơn và dễ gia công hơn. Việc sử dụng titan chỉ thực sự hợp lý khi có nhiều yêu cầu khác nhau cùng tồn tại — chứ không phải khi “không từ tính” là yêu cầu duy nhất trong danh sách.

Việc lựa chọn vật liệu sẽ giải quyết được toàn bộ vấn đề.

Đồng thau có từ tính không?

Đồng thau nguyên chất thường không có tính từ. Đây chủ yếu là hợp kim của đồng và kẽm, cả hai nguyên tố này đều không bị nam châm thông thường hút mạnh.

Một cụm chi tiết bằng đồng thau đã hoàn thiện vẫn có thể không đạt yêu cầu trong bài kiểm tra từ tính.

Hãy tưởng tượng một thân van được cung cấp với thông tin là “đồng thau”. Nhân viên kiểm tra khi nhận hàng đặt một nam châm lên bề mặt và cảm nhận được lực hút rõ rệt. Lô hàng bị tạm giữ, quá trình sản xuất bị dừng lại, và nhà cung cấp được yêu cầu giải thích về chất liệu.

Sau khi tháo rời van, phần thân bằng đồng thau hóa ra vẫn còn nguyên vẹn. Sức hút này xuất phát từ một lò xo hồi vị nhỏ và một bộ phận giữ bằng thép bên trong.

Sự nhầm lẫn tương tự cũng có thể xuất phát từ các miếng lót thép có ren, các chi tiết kết nối được mạ, tạp chất do gia công, hoặc kim loại nền được phủ một lớp hoàn thiện màu đồng thau. Việc kiểm tra toàn bộ cụm lắp ráp không giống như việc kiểm tra chính vật liệu đồng thau.

Khi nhiễu từ là vấn đề cần quan tâm, hãy kiểm tra từng bộ phận — không chỉ phần vỏ bên ngoài có thể nhìn thấy được.

Sắt có từ tính không?

Đúng vậy. Sắt là chất sắt từ và bị nam châm hút rất mạnh.

Các vùng từ bên trong vật liệu này có thể sắp xếp theo hướng của từ trường bên ngoài. Tùy thuộc vào trạng thái của vật liệu, một phần sự sắp xếp đó có thể vẫn còn tồn tại sau khi từ trường được loại bỏ.

Sắt cũng dẫn từ thông rất tốt, đó là lý do tại sao các vật liệu làm từ sắt được sử dụng trong động cơ, máy biến áp, nam châm điện, loa, máy tách từ, hệ thống nâng hạ và các cụm cảm biến.

Sắt nguyên chất không phải lúc nào cũng là vật liệu mà kỹ sư thực sự mong muốn. Thép cacbon thấp có thể mang lại độ bền cơ học cao hơn và dễ gia công hơn. Thép điện có thể giảm tổn thất trong các lớp lá thép của động cơ và máy biến áp. Hợp kim từ mềm có thể mang lại độ thấm từ cao hơn hoặc từ tính cưỡng bức thấp hơn.

Việc một vật liệu có “tính từ mạnh hơn” không có nghĩa là nó tự động trở nên tốt hơn.

Đối với lõi nam châm điện, việc từ hóa và khử từ dễ dàng có thể là yếu tố quan trọng. Đối với một nam châm vĩnh cửu, mục tiêu là duy trì từ tính. Đối với một giá đỡ kết cấu nằm gần cảm biến, hiện tượng từ tính mạnh có thể là một vấn đề không mong muốn.

Sắt đã trả lời rõ ràng cho câu hỏi về lực hút. Còn câu hỏi về ứng dụng thì vẫn cần phải suy ngẫm thêm.

Chì có tính từ không?

Chì không bị nam châm thông thường hút. Chì là chất phản từ, và phản ứng từ tính của nó cực kỳ yếu.

Chính mật độ của nó là nguyên nhân gây ra một số nhầm lẫn. Chì cho cảm giác nặng và chắc chắn, và đôi khi người ta cho rằng các kim loại nặng cũng phải có từ tính. Không có quy luật nào như vậy cả.

Chì được sử dụng trong ắc-quy, vật liệu chắn bức xạ, kiểm soát âm thanh, giảm chấn, đối trọng và một số ứng dụng lợp mái. Những ứng dụng này liên quan đến mật độ, tính chất hóa học và khả năng gia công của chì — chứ không phải do lực hút từ tính.

Nếu một thành phần chính có tính từ tính, hãy tìm một vật liệu khác. Nguyên nhân có thể là do cốt thép, phụ kiện lắp đặt, phế liệu hỗn hợp, tạp chất bám trên bề mặt hoặc khung bên trong.

Đó cũng là một nguyên tắc cuối cùng hợp lý đối với việc kiểm tra từ tính: hãy kiểm tra vật liệu mà bạn thực sự muốn xác định, chứ không chỉ đơn thuần là sản phẩm bao quanh nó.

Không phải tất cả các kim loại đều có từ tính, và việc chỉ đơn thuần gắn nhãn “có” hay “không” có thể che lấp những chi tiết quan trọng. Sắt có từ tính rất mạnh. Một số loại thép không gỉ cũng có từ tính. Vàng, bạc, đồng, đồng thau, chì, nhôm và titan thường không có từ tính trong điều kiện sử dụng thông thường, mặc dù một số loại vẫn phản ứng yếu hoặc tương tác với từ trường thay đổi.

Đối với việc phân loại thông thường, nam châm là công cụ nhanh chóng và hữu ích. Đối với các quyết định kỹ thuật, cần xác định chính xác loại hợp kim, điều kiện gia công, các bộ phận xung quanh, khe hở từ, diện tích tiếp xúc và môi trường hoạt động thực tế. Một trường hợp hỏng hóc lắp ráp từ tính không phải lúc nào cũng do nam châm yếu gây ra. Rất thường xuyên, người ta lại đưa ra giả định sai lầm về kim loại nằm cạnh nó.

Bài viết liên quan này có thể HỮU ÍCH cho bạn: Vàng có từ tính không?

NHẬN BÁO GIÁ MIỄN PHÍ CHO DỰ ÁN CỦA BẠN

viVietnamese