Apa Itu Logam? Magnetik?
Logam umum, baja tahan karat, dan tes sederhana
Besi, nikel, kobalt, dan banyak jenis baja menarik magnet tangan biasa pada suhu ruangan. Aluminium, tembaga, kuningan, perunggu, magnesium, titanium, seng, timbal, timah, emas, dan perak biasanya tidak menunjukkan daya tarik statis yang signifikan. Baja tahan karat bervariasi: jenis feritik, martensitik, dan dupleks menarik magnet, sedangkan baja tahan karat 304 dan 316 yang telah dianil biasanya menunjukkan sedikit atau tidak ada daya tarik sama sekali.
Logam apa saja yang menempel pada magnet?
Daftar di bawah ini menjelaskan daya tarik statis yang terasa terhadap magnet tangan dalam kondisi suhu ruangan biasa. Ini mencakup logam dan paduan logam umum. "Tidak ada daya tarik yang terasa" berarti responsnya terlalu lemah untuk dinilai dengan tangan; ini bukan berarti respons magnetik nol.
Ini adalah pengamatan penyaringan material. Kekuatan tarik tidak dapat mengidentifikasi tingkatan yang tepat, kandungan karbon, perlakuan panas, atau ketahanan korosi.
Pada layar yang sempit, geser tabel ke samping untuk membaca ketentuannya.
| Keluarga logam atau paduan | Respons yang umum | Kondisi yang penting |
|---|---|---|
| Besi, nikel, dan kobalt | Daya tarik yang jelas | Logam-logam unsur ini bersifat feromagnetik pada suhu kamar. Paduan dari logam-logam ini memerlukan penilaian terpisah. |
| Baja karbon, baja paduan rendah, baja perkakas, dan baja bantalan. | Biasanya kuat | Struktur feritik atau martensitik umum saling menarik. Magnet tangan tidak dapat memisahkan jenis baja atau tingkat kekerasannya. |
| Baja listrik dan paduan magnet lunak | Daya tarik yang jelas | Produk Fe–Si, Fe–Ni, dan Fe–Co memiliki sifat magnetik yang terkontrol yang tidak dapat diverifikasi melalui pengujian manual. |
| Besi cor abu-abu, ulet, dan mudah dibentuk | Biasanya kuat | Matriks besi memberikan respons tersebut. Besi cor paduan tinggi austenitik merupakan pengecualian. |
| Baja karbon galvanis | Biasanya kuat | Substrat baja memiliki daya tarik; lapisan seng tidak menciptakan daya tarik yang kuat. |
| Baja tahan karat feritik: 409, 430, 444 | Daya tarik yang jelas | Matriks feritik bersifat magnetik. Ini adalah baja tahan karat meskipun memiliki daya tarik magnetik. |
| Baja tahan karat martensitik: seri 410, 420, 440 | Daya tarik yang jelas | Respons tersebut tidak menetapkan kondisi pengerasan atau penempaan. |
| Baja tahan karat dupleks: 2205, 2507 | Daya tarik yang jelas | Ferit berkontribusi terhadap respons; tarikan tidak mengukur keseimbangan ferit-austenit. |
| Baja tahan karat PH umum: 17-4 PH, 15-5 PH | Biasanya kuat | Jenis-jenis pengerasan presipitasi ini bersifat magnetik. Jangan menerapkan aturan ini pada setiap paduan PH. |
| Baja tahan karat austenitik: 304, 316 dan kelas L-nya | Sedikit, tidak ada, atau terlokalisir | Material austenitik penuh yang dianil merespons dengan lemah. Pengerjaan dingin dan ferit logam las dapat meningkatkan daya tarik. |
| Baja austenitik mangan tinggi | Seringkali tarikan sangat lemah atau bahkan tidak ada sama sekali. | Struktur austenitik merupakan pengecualian dari anggapan bahwa semua baja bersifat kaku. |
| Paduan berbasis nikel dan berbasis kobalt | Tergantung pada paduan | Kandungan unsur saja tidak menentukan struktur atau respons magnetik paduan tersebut. |
| Aluminium dan paduan umumnya | Tidak ada tarikan statis yang terlihat. | Respons magnetik yang lemah dan hambatan arus eddy akibat magnet bergerak adalah efek yang berbeda. |
| Tembaga, kuningan biasa, dan perunggu | Tidak ada tarikan statis yang terlihat. | Penambahan paduan logam yang tidak biasa, baja yang tertanam, atau perangkat keras yang terpasang dapat mengubah hasilnya. |
| Magnesium dan titanium | Tidak ada tarikan statis yang terlihat. | Respons paramagnetik mereka yang lemah bukanlah sinyal uji tangan yang berguna. |
| Seng, timbal, dan timah | Tidak ada tarikan statis yang terlihat. | Lapisan atau pelapis dapat menyembunyikan logam dasar yang berbeda. |
| Emas, perak, dan platinum | Tidak ada tarikan statis yang terlihat. | Tidak adanya tarikan tidak membuktikan kemurnian. Paduan logam perhiasan, pengait, dan inti mungkin berperilaku berbeda. |
| Tungsten, molibdenum, kromium, dan tantalum | Biasanya tidak ada tarikan yang terasa. | Periksa apakah objek tersebut terbuat dari logam murni, paduan, komposit, atau rakitan berlapis. |
| Gadolinium | Tergantung suhu | Transisi feromagnetiknya terjadi di dekat suhu ruangan, sehingga bukan merupakan sampel referensi yang dapat diandalkan untuk penggunaan sehari-hari. |
Perilaku material keluarga stainless steel dijelaskan oleh Carpenter Technology ; panduan magnetisme Universitas Minnesota menjelaskan kelas respons yang mendasarinya. Geometri pengujian, jarak, dan kondisi material dapat mengubah gaya tarik yang dirasakan dengan tangan.
Mengapa beberapa logam saling menarik dengan kuat?
Kemagnetan bergantung pada bagaimana elektron berperilaku dan bagaimana momen magnetiknya berinteraksi. Suatu material feromagnetik mengandung daerah-daerah yang disebut domain, di mana banyak momen mengarah ke arah yang sama.
Domain yang berbeda dapat mengarah ke arah yang berbeda, sehingga sepotong baja biasa memiliki sedikit magnetisasi secara keseluruhan. Medan yang diterapkan mendukung domain yang mengarah searah dengan medan tersebut: domain tersebut dapat tumbuh, dan momen dapat berputar. Respons yang dihasilkan jauh lebih kuat daripada respons lemah aluminium atau tembaga.
Itulah mengapa baja dapat tertarik meskipun sebelumnya tidak bertindak sebagai magnet permanen. OpenStax mengilustrasikan mekanisme domain tersebut.
“Nonmagnetik” biasanya berarti responsif lemah.
Bahan paramagnetik, seperti aluminium, memiliki respons lemah terhadap medan yang lebih kuat. Bahan diamagnetik, seperti tembaga, memiliki respons berlawanan yang lemah. Keduanya biasanya tidak memberikan hasil yang sama seperti uji magnet tangan yang umum. Susunan antiferomagnetik adalah susunan lain; momen berlawanan sebagian besar saling meniadakan.
Daya tarik dan magnet permanen berbeda
Paduan magnet lunak dirancang untuk mudah termagnetisasi dan terdemagnetisasi. Material magnet keras mempertahankan magnetisasi lebih kuat. Nd–Fe–B, samarium–kobalt, dan Alnico adalah material magnet permanen hasil rekayasa; neodymium murni bukanlah bahan dasar pembuatan "magnet neodymium".
Ferit memiliki dua kegunaan dalam pembahasan ini. Ferit dalam baja adalah fase logam. Magnet ferit keramik adalah material berbasis oksida besi dengan susunan ferimagnetik. Ini adalah material magnetik, tetapi bukan logam.
Suhu dapat mengubah respons.
Di atas suhu Curie-nya, suatu feromagnet kehilangan keteraturan feromagnetiknya dan menjadi paramagnetik. Ini tidak berarti respons magnetiknya tepat nol. Gadolinium merupakan pengecualian yang berguna karena transisinya terletak di dekat suhu ruangan, seperti yang dibahas dalam penelitian tentang magnetisme gadolinium yang bergantung pada suhu . Memanaskan bagian yang tidak dikenal bukanlah uji identifikasi yang tepat di bengkel.
Mengapa baja tahan karat memberikan hasil yang berbeda?
Istilah "stainless" tidak menggambarkan struktur kristal tunggal. Baja tahan karat feritik, martensitik, austenitik, dan dupleks memiliki struktur dan perilaku magnetik yang berbeda. Meskipun memiliki daya tarik magnetik yang kuat, baja tersebut tetap dapat dikategorikan sebagai baja tahan karat dengan spesifikasi yang tepat.
Pengerjaan dingin dapat membuat 304 lebih magnetik.
Pembengkokan, penarikan, atau deformasi lainnya dapat mengubah sebagian austenit menjadi martensit magnetik. Jumlahnya bergantung pada komposisi, suhu, dan tingkat deformasi. Oleh karena itu, sudut yang dibentuk atau tepi yang dikerjakan mungkin memberikan respons yang lebih kuat daripada area datar yang dianil pada bagian yang sama.
Responsnya bervariasi tergantung pada tingkatan dan riwayat pemrosesan. Baik "kode 304 selalu berlaku" maupun "kode 316 tidak pernah berlaku" bukanlah aturan penerimaan yang tepat.
Logam las dapat bereaksi secara berbeda dari lembaran logam.
Logam las baja tahan karat austenitik dapat mengandung ferit. Responsnya dapat berbeda dari logam dasar, tergantung pada bahan pengisi, pengenceran, dan pembekuan. Tarikan lokal pada lasan saja tidak membuktikan bahan pengisi yang salah atau sambungan yang cacat. Catatan material dan pengelasan harus menjelaskan kondisi tersebut. Asosiasi Baja Tahan Karat Inggris membahas perubahan lokal ini.
Dupleks terdiri dari dua fase
Baja tahan karat dupleks mengandung ferit dan austenit. Ferit memberikan respons magnetik yang jelas. Magnet tangan tidak dapat menentukan apakah material tersebut adalah 2205 atau apakah keseimbangan fasenya memenuhi spesifikasi.
Pembacaan ferit-scope dipengaruhi oleh kelengkungan, ketebalan, kondisi permukaan, deformasi, dan lokasi pengukuran. Outokumpu menjelaskan batasan pengukuran ini. Angka Ferit dan persentase volume tidak boleh dianggap sama tanpa kalibrasi dan metode yang sesuai.
Untuk perbandingan material yang lebih luas, lihat baja tahan karat dupleks 316L versus 2205.
Contoh ilustratif: braket berlabel 304 menarik lebih kuat pada bagian tekukannya daripada pada permukaan datarnya. Transformasi pengerjaan dingin adalah salah satu penjelasan yang masuk akal. Pertama, periksa apakah ada baja yang tertanam dan bandingkan geometri yang serupa; kemudian cocokkan hasilnya dengan catatan material. Pengamatan saja tidak membuktikan adanya kesalahan pencampuran mutu atau menyatakan bahwa komponen tersebut aman untuk digunakan.
Mengapa magnet melambat di tembaga tanpa menempel?
Magnet kuat yang jatuh melalui tabung tembaga atau aluminium dapat turun perlahan meskipun magnet diam tidak terlihat menempel pada logam tersebut.
Saat magnet bergerak, fluks magnetik melalui konduktor berubah. Hal ini menginduksi arus sirkulasi, yang disebut arus eddy . Efek magnetiknya menentang perubahan tersebut, sehingga menghambat gerakan. Prinsip yang sama digunakan dalam pengereman magnetik.
Rekam gaya hambat bergerak secara terpisah dari gaya tarik statis. Ini menunjukkan induksi elektromagnetik dalam konduktor, bukan respons feromagnetik biasa yang digunakan untuk memilah baja. Geometri, konduktivitas, medan, dan kecepatan memengaruhi gaya hambat. OpenStax menjelaskan peredaman arus eddy.
Cara melakukan tes magnet tangan yang bermanfaat
Gunakan magnet tangan untuk menyaring kelompok material atau menyelidiki respons lokal yang tidak terduga. Untuk perbandingan yang dapat diulang, kendalikan magnet, jarak, area kontak, dan geometri bagian.
- Periksa referensinya. Gunakan satu magnet yang teridentifikasi dan tidak rusak. Konfirmasikan responsnya pada baja yang diketahui dan pada bahan referensi yang tidak menarik, seperti aluminium.
- Periksa konstruksinya. Baca tanda dan catatan. Cari lapisan, cat, sisipan, pengencang, atau penyangga baja. Singkirkan serpihan besi yang lepas tanpa merusak bagian tersebut.
- Bandingkan seperti geometri. Gunakan ketebalan dan bentuk yang serupa. Pertahankan permukaan magnet, pendekatan, dan celah yang sama; gesekan geser bukanlah ukuran gaya tarik.
- Periksa beberapa lokasi. Bandingkan material datar, lekukan, tepi, lasan, dan perangkat keras yang terpasang. Pisahkan pengamatan lokal.
- Catatlah pengamatan tersebut. Catat magnet, lokasi, lapisan, dan kondisi komponen, beserta daya tarik statis yang kuat, lemah/terlokalisasi, atau tidak terdeteksi. Rekam hambatan gerak saja secara terpisah.
Jarak dapat menyembunyikan substrat yang seharusnya bersifat magnetik. Cat atau lapisan tebal memperbesar celah; bagian yang kecil atau tipis juga dapat terasa berbeda dari blok referensi yang tebal. Sebaliknya, serpihan baja atau pengikat internal dapat membuat permukaan yang tidak menarik tampak magnetik.
Gulir ke samping pada layar yang sempit.
| Observasi | Apa yang disarankannya | Pemeriksaan selanjutnya |
|---|---|---|
| Daya tarik statis yang kuat | Terdapat fase atau komponen yang sangat magnetik. | Periksa apakah sinyal berasal dari logam utama, lapisan pelapis, serpihan, atau sisipan. |
| Daya tarik yang lemah atau terlokal | Struktur lokal, fraksi magnetik kecil, atau geometri dapat mengontrol hasilnya. | Petakan respons tersebut dan bandingkan lokasi dan dimensi yang setara. |
| Tidak ada daya tarik statis yang terlihat. | Tidak ada respons kuat yang terdeteksi dengan pengaturan ini. | Periksa magnet dan celah sebelum menempatkan bagian tersebut di dalam kelompok material yang tidak saling menarik. |
| Seret hanya saat bergerak | Pengereman arus eddy mungkin terlibat. | Ulangi percobaan dengan magnet dalam keadaan diam dan pisahkan kedua pengamatan tersebut. |
Tangani magnet kuat dengan hati-hati. Jauhkan jari dari celah yang menutup dan cegah magnet saling membentur. Gunakan pelindung mata yang sesuai dan ikuti panduan dari pemasok magnet dan produsen perangkat implan. K&J Magnetics menjelaskan bahaya terjepit, pecah, dan gangguan perangkat.
Ketika sifat material atau magnetik yang tepat menjadi penting.
Pilih metode verifikasi untuk pertanyaan yang sedang dijawab. Kimia, permeabilitas magnetik, dan inspeksi retakan adalah tugas yang berbeda.
Untuk memastikan tingkat paduan
Mulailah dengan penandaan, nomor batch atau lot, dan laporan uji material yang sesuai. Jika informasi ini hilang atau tidak konsisten, gunakan metode identifikasi material positif (PMI) yang sesuai.
Metode fluoresensi sinar-X (XRF) genggam yang dipilih dengan tepat dapat mengukur kromium, nikel, dan molibdenum untuk membantu membedakan baja tahan karat tipe 304 dan 316. XRF genggam konvensional tidak dapat mengukur karbon , sehingga tidak dapat menentukan akhiran karbon L atau H. Spektrometri emisi optik (OES) yang mampu mendeteksi karbon, instrumen spektroskopi penguraian yang diinduksi laser (LIBS) yang dikonfigurasi dengan tepat, atau analisis laboratorium mungkin diperlukan. Thermo Fisher menjelaskan perbedaan analitis ini.
Lihat panduan identifikasi 304 vs 316 untuk jalur verifikasi terperinci. Hasil komposisi masih belum membuktikan perlakuan panas, sifat mekanik, atau kesesuaian penggunaan.
Untuk menerima bagian dengan permeabilitas rendah
Gunakan metode pengukuran, kalibrasi, kondisi material, dan lokasi pengujian yang telah ditentukan. ASTM A342/A342M-26 mencakup metode untuk material yang bersifat magnetik lemah; ruang lingkupnya menjelaskan mengapa metode dan medan yang diterapkan dapat memberikan hasil yang berbeda. Tarikan magnet tangan bukanlah pengukuran permeabilitas numerik.
Untuk memeriksa adanya retakan
Pengujian partikel magnetik menemukan diskontinuitas permukaan dan dekat permukaan pada bagian feromagnetik. Metode ini tidak mengidentifikasi komposisi kimia paduan. Pilih prosedur inspeksi secara terpisah dari metode identifikasi material.
Untuk proses fabrikasi, tentukan mutu dan kondisi material sebelum memilih bahan pengisi, gas pelindung, atau pengaturan laser. Panduan pengelasan laser baja tahan karat kami membahas pertanyaan proses selanjutnya tersebut.
Sumber dan bacaan lebih lanjut
- Universitas Minnesota — Kelas-kelas Material Magnetik: keteraturan magnetik dan respons yang lemah.
- OpenStax — Magnetisme dalam Materi: domain dan respons material.
- Teknologi Carpenter — Sifat Magnetik Baja Tahan Karat: keluarga dan efek kerja dingin.
- Outokumpu — Pengukuran ferit-scope: struktur dupleks dan keterbatasan pengukuran.
- OpenStax — Arus Eddy dan Peredaman MagnetikPenjelasan tentang magnet yang bergerak.
- ASTM A342 / A342M-26: cakupan publik untuk pengujian permeabilitas.
Berencana untuk mengelas atau membersihkan material?
Bagikan informasi paduan, kondisi, ketebalan, permukaan, dan hasil target yang telah dikonfirmasi kepada Oceanplayer Laser untuk membahas pengujian sampel yang representatif.