Магнитится ли нержавейка?

Нержавеющая сталь — магнитится или нет?

Март 25, 2019

Рубрика: Статьи

В нашей стране бытует мнение, что «нержавейка» – это сталь, которая не магнитится. Соответственно, главным тестом на «нержавеечность» является прикладывание к ней магнита. Однако, это на самом деле не так, поскольку есть очень сортов нержавеющей стали, которые магнитятся. Поэтому если к вашим дымоходам прилипает магнит, не спешите возвращать товар поставщику.

Нержавеющая сталь или «нержавейка» — это сложнолегированная сталь, которая является стойкой против коррозии в агрессивных средах. Основным легирующим элементом является хром (доля в сплаве 12-20%). Чтобы усилить коррозионную стойкость, в сплав также добавляют никель (Ni), титан (Ti), молибден (Mo), ниобий (Nb) в различных количествах в зависимости от требуемых свойств к сплаву. Степень коррозионной стойкости сплава можно определить по содержанию основных элементов сплава — хрома и никеля. Если содержание хрома в сплаве больше 12% — это уже нержавеющий металл в обычных условиях и в слабоагрессивных средах. При содержании хрома более 17% в сплаве, это коррозионностойкий сплав в агрессивных средах (например, в 50% концентрированной азотной кислоте). В зоне контакта хромсодержащего сплава с агрессивной средой образуется защитная оксидная плёнка, которая защищает сплав от воздействия окружающей среды. Коррозионная стойкость нержавеющей стали проявляется именно из-за наличия защитной пленки. Кроме того, большое значение имеют такие характеристики: однородность металла, состояние поверхности, отсутствие склонности к межкристаллической коррозии.

Виды и классификация нержавеющей стали Нержавеющая сталь бывает магнитной (ферритный класс) или немагнитной (аустенитный класс). Магнитные свойства не влияют на эксплуатационные характеристики нержавеющей стали, в частности на коррозионную стойкость. Различие магнитных свойств — это следствие различия внутренней структуры сталей, которая напрямую зависит от химического состава нержавейки. Всю производимую нержавеющую сталь разделяют на три типа: Хромистые с подгруппами: — Полуферритные (мартенисто-ферритные) — Ферритные — Мартенситные Хромоникелевые с подгруппами: — Аустенитные — Аустенитно-мартенситные — Аустенитно-карбидные — Аустенитно-ферритные Хромомарганцевоникелевые с подгруппами: — Аустенитные — Аустенитно-мартенситные — Аустенитно-карбидные — Аустенитно-ферритные

При этом, первая группа является магнитной, вторая и третья – немагнитными.

В сегодняшнее время одними из самых потребляемых марок стали для изготовления дымоходов являются AISI 304/316 (аналог 08Х18Н10) и AISI 430 (улучшеный аналог стали 08Х17) Сталь AISI 304/316 является немагнитной (аустенитный класс), AISI 430 – магнитной (ферритный класс).

Таким образом, проверять дымоход из 430 стали магнитом совершенно бесполезно. Если же подозрение в том, что дымоход не из «нержавейки» остается — можете пролить на металл агрессивный раствор (например, соль, разведенную в теплой воде). Если через пару часов на металле не появится следов ржавчины — будьте спокойны, у вас «нержавейка»!

Сплавы, содержащие молибден

Качество молибденовых сплавов зависит от процентной доли добавленного вещества, способности примесей и основного металла взаимодействовать, а также обуславливается технологией процесса легирования.

Некоторых известные сплавы, например, вольфрам-молибден имеют неоднозначную оценку экспертов. Поскольку вольфрам хоть и способствует повышению жаропрочности материала, привносит существенные изменения в деформируемость металла. Подобные оказии случаются и с другими элементами, которыми пробовали легировать молибден.

Наиболее удачные попытки создания жаропрочных и хорошо деформируемых сплавов связаны с редко встречающимся и трудно добываемым рением. Существенные ограничения по доступа к веществу вынудили отказаться от такого типа легирования.

Однако сплавы, повышающие температурный порог использования молибдена, все же существуют и при этом не только сохраняют, но даже улучшают его пластичность. Это титан, ниобий, цирконий и гафний. Регулируя процентное соотношение перечисленных элементов, производят сплавы, способные работать при следующих высокотемпературных режимах:

1100 – 1800 0С. Легируют 0,1 – 1,5% указанными ранее элементами, а также 0,01 – 0,10% углерода;

1500 – 2000 0С. Добавляют до 50% массы Re и W с незначительным внедрением (до 0,1%) С, В, Al, Ni, Cu. Это позволяет избегать появления трещин в процессе легирования. Из таких сплавов изготавливают прутки, листы, проволоку.

Варианты применения молибдена

Как жаро- и коррозионностойкий материал используется при производстве самых нагруженных частей механизмов и конструкций разного рода промышленности. Среди его основного назначения следует отметить:

• Применение в авиационной промышленности при изготовлении всевозможных узлов турбовинтовых реактивных двигателей: воздухозаборники, лопатки турбин и прочее.
• Ракетно-космическая отрасль применяет молибден при производстве отдельных деталей летательных агрегатов: носовые обтекатели, теплоотражатели, рули, сотовые панели, обшивка и т.д. Происходит это по причине соотношения жаропрочности и плотности. Хотя молибден и уступает абсолютной жаростойкости вольфраму, он опережает его в удельной. Поэтому при температуре ниже 1350 выгоднее применять молибден, т.к. существенно снижается масса конструкции.
• Применение в металлургии в качестве легирующей добавки. Молибден размельчает зернистую структуру стали, тем самым упрочняя ее. Помимо этого, происходит увеличение сопротивление коррозии, прокаливаемости и твердости. Добавление в сталь 0,3% молибдена повышает ее прочность в 3 раза.
• В электротехнике применяют при изготовлении державок нитей вольфрама в лампах накаливания. Такое использование связано с обладанием молибдена свойствами сохранения линейных размеров при повышенных температурах.
• В машиностроении молибден используют как материал для обойм подшипников скольжения и шариков подшипников качения. Наконечников режущего инструмента: зенкеров, сверл, токарных резцов, фрез.
• Молибденовые электроды применяют в электропечах для расплавки стекла, по причине того, что металл не вступает в химические реакции с оксидом кремния.
• Сульфиды молибдена служат высокотемпературной смазкой в ответственных узлах, работающих на трение.
• В теплотехнике используют как материал для нагревателей и теплоизоляции вакуумных печей.
• В медицине молибден является сырьем в производстве технеция, который служит средством диагностирования злокачественных опухолей.
• В сельском хозяйстве молибден добавляется в состав удобрений. Доказано, что молибден увеличивает рост растений.

Его даже добавляют в машинное масло, благодаря антикоррозионным свойствам. Например, его можно найти в масле вязкостью 10W40.

Антикоррозийные магнитящие стали

К сплавам, которые стойки к ржавчине, но при воздействии магнита сильно притягиваются, относятся:

• Мартенситные – материал обладает высокой прочностью, хорошо шлифуется и полируется, очень устойчив к коррозии, прекрасно обрабатывается штамповкой, резкой и сваркой. Кроме изготовления промышленного оборудования, используется для изготовления столовых приборов. Поэтому на вопрос о том, магнитится нержавейка или нет, можно смело отвечать положительно.
• Ферритные – самой востребованной маркой стали с магнитными свойствами считается AISI 430, используемая для производства пищевого оборудования.

Наиболее распространённые виды поверхности нержавеющих листов

• 1D или М2Б-М4Б (матовая) —  обычное исполнение для дальнейшей обработки, поверхность листов менее гладкая, чем 2В и 2D, г/к, с отжигом и травлением;
• 2В или М2А-М4А (матовая, гладкая) – очень гладкая поверхность, х/к, с отжигом и травлением;
• 1G/2G или 4N/5N (шлифованная) — однонаправленная текстура, слабо отражающая. Поверхность металла очень гладкая (шероховатость Ra= 1,20 — 1,50 µm), которая не отражает, но переливается цветами радуги,  х/к, дополнительная обработка методом влажной либо сухой шлифовки мелкозернистыми ленточными шлифовальными шкурками или матовая полировка (влажная шлифовка с применением охлаждающего масла). Стандартные типы чистоты поверхности  (grit) 180, 240, 320;
• 2R или ВА (зеркало) –поверхность металла очень гладкая (шероховатость Ra=0,05 μm), отражает, но отражение не четкое, более гладкая и более яркая нежели 2В, х/к, обжиг в вертикальной печи с применением едкого аммиака (возможна отделочная прокатка на дрессировочном стане);
• 1М илиTear Piate (рифлёная) – горячая прокатка с накаткой рисунка («чечевица», «квинтет» и др.);
• 2М или DECO (декорированная) -текстурированная нержавеющая сталь, имеет четко выраженный рисунок

Нержавейка магнитится или нет: как определить нержавеющую сталь

Учитывая тот факт, что нержавейка сегодня выпускается в большом разнообразии марок, нельзя однозначно ответить на вопрос о том, магнитится она или нет. Магнитные свойства нержавеющих сталей зависят от химического состава и, соответственно, от внутренней структуры сплавов.

Портативный анализатор металлов позволяет быстро определить содержание химических элементов и сделать заключение о качестве нержавеющей стали

От чего зависят магнитные свойства материалов

Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности (Н) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. При этом интенсивность такого намагничивания, которая обозначается буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. В формуле, по которой вычисляется интенсивность намагничивания определенного вещества (J = ϞH), также учитывается коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитная восприимчивость вещества.

В зависимости от значения данного коэффициента все материалы могут входить в одну из трех категорий:

• парамагнетики – коэффициент Ϟ больше нуля;
• диамагнетики – Ϟ равен нулю;
• ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых отличается значительной величиной (такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт, никель и кадмий, способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля).

Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы

Магнитные свойства, которыми обладает нержавейка, связаны еще и с ее внутренней структурой, которая может включать в себя аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. При этом на магнитные свойства нержавейки оказывают влияние как сами фазовые составляющие, так и то, в каком соотношении они находятся во внутренней структуре.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Хорошими магнитными свойствами отличается нержавейка, в которой преобладают следующие фазовые составляющие:

• Мартенсит – является ферромагнетиком в чистом виде.
• Феррит – данная фазовая составляющая внутренней структуры нержавейки в зависимости от температуры нагрева может принимать две формы. Ферромагнетиком такая структурная форма становится в том случае, если сталь нагревают до температуры, находящейся ниже точки Кюри. Если же температура нагрева нержавейки находится выше этой точки, то в сплаве начинает преобладать высокотемпературный дельта-феррит, который является выраженным парамагнетиком.

Способность нержавейки магнитится не влияет на её коррозионную стойкость

Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или его смесь с мартенситом, чаще всего также относятся к ферромагнетикам, но их свойства могут различаться в зависимости от соотношения фазовых составляющих их внутренней структуры.

Мартенситные Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые, могут упрочняться при помощи закалки и отпуска. Такая нержавейка, кроме предприятий общего машиностроения, активно используются в быту (в частности, именно из нее производят столовые приборы и режущие инструменты). К наиболее распространенным маркам таких магнитных сталей, изделия из которых производятся с термообработкой и могут подвергаться финишной шлифовке и полировке, относятся 20Х13, 30Х13, 40Х13.

Сталь марки 30Х13 менее пластична, чем сплав 20Х13, несмотря на сходный состав (нажмите для увеличения)

В данную категорию также входит сплав марки 20Х17Н2, который отличается повышенным содержанием хрома в своем химическом составе, что значительно усиливает его коррозионную устойчивость. Почему такая нержавейка популярна? Дело в том, что, кроме высокой устойчивости к коррозии, она характеризуется отличной обрабатываемостью при помощи холодной и горячей штамповки, методов резания. Кроме того, изделия из такого материала хорошо свариваются.

Ферритные

Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13, активно используемая в пищевом производстве. Из такой нержавейки изготавливают изделия и оборудование, предназначенные для мойки, сортировки, измельчения, сортировки, а также транспортировки пищевого сырья.

Механические свойства стали 08Х13

Мартенситно-ферритные

Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13.

Коррозионная стойкость стали марки 12Х13 (другое название 1Х13)

Магнитные свойства материалов

Все материалы по магнитным свойствам делятся на:

• Паромагнитики – олово, платина, алюминий увеличивают внешнее магнитное поле за счет совпадения с ним молекулярных токов.
• Диамагнитики – медь, серебро, цинк, у них внутреннее поле ослабляет внешнее.
• Ферромагнитики – железо, кобальт, никель, в которых сильно усиливается намагничивание даже при слабом воздействии внешнего поля.

Почему магнитится нержавейка? Это происходит тогда, когда магнитное поле снаружи усиливается внутренним. Причем намагничивание будет тем сильнее, чем они интенсивнее будут увеличивать друг друга. Кроме того, магнитные свойства нержавейки зависят как от соотношения легированных добавок, которые входят ее состав, так и от фазового состояния стали.

Основные характеристики

Свойства чугуна можно классифицировать по следующим пунктам:

1. Химические.
2. Тепловые.
3. Технологические.
4. Гидродинамические.

Химические характеристики металла — это склонность к коррозии. Она зависит от состава сплава и элементов, которые входят в него, а также от факторов внешней среды. Элементы в составе лигатуры могут как снижать склонность металла к коррозии, так и повышать ее, все зависит от их влияния на структуру металла.

Теплопроводность железа уменьшается за счет увеличения в его составе примесей. Теплопроводность сплава изменяется за счет степени его графитизации.

Жидкотекучесть относят к технологическим свойствам, ее степень определяют различными способами. Свойство это увеличивается при уменьшении вязкости.

Вязкость металла уменьшается при увеличении содержания в составе марганца, а также при уменьшении в сплаве количества серы и других неметаллических включений. Вязкость также зависит от температуры. Она пропорциональна абсолютной температуре и опыту контакта с ней.

А также существуют и магнитные свойства чугуна, которые в основном зависят от структуры металла. Делятся на первичные и вторичные.

К первичным характеристикам относят:

• температуру магнитного превращения;
• насыщение;
• индукцию;
• проницаемость в сильных полях.

Эти характеристики не зависят от формы и распределения, но зависят от количества и свойства феноменальных фаз.

К вторичным характеристикам относят:

• проницаемость в слабых и средних полях;
• коэрцитивную силу;
• индукцию;
• насыщение;
• остаточный магнетизм.

Вторичные свойства определяются главным образом формой и распределением структурных составляющих.

Существует парамагнитный, или немагнитный чугун. Это материал, который используют в том случае, если требуется снизить магнитные свойства металла, а заменить его на сплав из цветных металлов не представляется возможным.

Чаще других углерод и железо разбавляют:

1. Никелем.
2. Марганцем.
3. Медью и алюминием.

Магнитомягкий материал обладает магнитными свойствами. За них отвечают феррит и цементит. От количества цементита зависят магнитные характеристики металла и степень их выраженности. Одинаковое количество графита в сплаве может определить различные его металлические свойства. Таким образом, магнитными свойствами обладают не все разновидности чугуна, а только ковкий и высокопрочный.

А вот серый чугун при той же матрице подобными свойствами не обладает. Поэтому его относят к парамагнитным материалам.

Похожим образом на материал влияет и уменьшение количества перлита, что нередко используется в металлургии при изготовлении деталей. Отпуск после закалки способен улучшить магнитные составляющие металла.

Металл может обладать магнитными свойствами, а может их вовсе не иметь, и причина тут не в углероде. Железо магнитится, и все сплавы, которые имеют в составе этот элемент, имеют схожие характеристики. Но не стоит забывать и о том, что на лигатуру влияет не только железо, но и углерод, а также другие элементы: никель, медь, марганец и др. Благодаря своим свойствам материал имеет различное применение.

Таким образом, чугун и магнитится, и нет, все зависит от сплава, а также от наличия в его составе цементита.

Магнитные свойства высококачественных аустенитных нержавеющих сталей

Магнитные свойства высококачественных аустенитных нержавеющих сталей.

Метизы BEST-Крепёж из нержавеющих сталей АISI 304 и АISI 316 позволяют сформировать надёжное крепление, стойкое к образованию коррозии. На них возлагают повышенную ответственность в строительстве и промышленной индустрии, на пищевом и химическом производстве – везде, где ожидается воздействие различных агрессивных сред

В силу чего важно знать: из какой стали сделан крепёж. В быту сформировалось мнение о том, что коррозионностойкие сплавы немагнитны

Поэтому на строительных площадках состав сплава принято определять при помощи бытового магнита. Суть теста проста, если металлическое изделие его притягивает – значит: «..это крепёж не из нержавейки, а из обычный стали..».

На самом деле определение стали, опираясь на магнитные свойства изделия, непрофессионально и, зачастую вводит в заблуждение. Когда мы говорим о «магнитности» того или иного сплава, на самом деле рассматриваем вопрос: какова его магнитная проницаемость (или магнитная восприимчивость).

Хромоникелевые стали А2 и А4 по ГОСТ Р ИСО 3506-1 (согласно АISI они соответствуют сплавам 304 и 316) относят к аустенитным коррозионностойким сталям. Среди прочих они выделяются низким содержанием углерода на фоне повышенного содержания хрома и никеля. Сплавы марок A4 дополнительно легируют молибденом для повышения коррозионной стойкости в агрессивных средах:

Марка стали по ГОСТ Р ИСО 3506	Химический состав, %
C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Mo	Cu
A2	≤0,1	≤2	≤0,05	≤0,03	≤1	14 — 20	8 – 19	—	≤4
A4	≤0,08	≤2	≤0,045	≤0,03	≤1	10 — 15	10 — 15	2 — 3	≤4

Хромоникелевые сплавы после закалки на аустенит обладают высокой пластичностью благодаря в первую очередь высокому содержанию никеля (8-14%) вкупе с малым содержанием углерода (не более 0,08%). Благодаря аустенитной структуре их магнитная проницаемость близка к значению немагнитных материлов: 1,002 и выше. Несмотря на это, стали марок А2 и А4 нельзя назвать немагнитными, т.к. их магнитная проницаемость выше μr=1. Различные легирующие элементы заметно изменяют магнитные свойства получаемых сплавов. Так например, некоторые стали марки А2 обладают μr=1,8.

Ко всему прочему термомеханические процессы производства существенно изменяют магнитную и фазовую структуру изделий из хромоникелевых сплавов. При холодных деформациях заготовок обязательных в ходе производственных процессов происходит увеличение магнитной проницаемости готовой продукции из-за структурной трансформации аустенита. Изменения магнитных свойств обусловлены образованием ферромагнитных фаз в структуре этих сталей. В результате чего проверка изделий из аустенитных сталей при помощи магнита или измерителя магнитной восприимчивости может дать неожиданный результат для сплава, который рассматривается как немагнитный. Метизы подвергнутые в ходе производства механическому воздействию, как например, волочение, гибка, нагартовка и т.д., могут вызывать притяжение к себе магнита, даже будучи выполненными из марок сталей А2 по ГОСТ Р ИСО 506.

Единственно достоверным показателем качества метизов из аустенитной сталей является определение её состава. Только крепёжные изделия из регламентированных сплавов обеспечат долговечность эксплуатации крепления даже под воздействием различных агрессивных сред.

Компания BEST-Крепёж специализируется на поставках крепёжных и анкерных элементов из коррозионностойких аустенитных сталей марок А2 и А4 по ГОСТ Р 3506-2009. Отобранные нами производители метизов зарекомендовали себя неизменным высоким качеством своей продукции, которая проходит обязательную сертификацию в Европе. Кроме того, каждую партию изделий BEST-Крепёж подвергают обязательному входному контролю на определение сплава при помощи спектрометра. Эти предупредительные меры дают нам полную уверенность в соответствии состава легирующих элементов стали требованиям ГОСТ. В особенно сложных вопросах или спорных случаях мы обращаемся за экспертизой к научным сотрудникам Московского института сталей и сплавов (НИТУ МИСиС). Тем не менее, Вы вправе сами подтвердить полученные результаты в любой другой независимой лаборатории.

Специалистами BEST-Крепёж накоплен большой опыт в области нержавеющих крепёжных и анкерных изделий промышленного и строительного направления. По необходимости мы подтверждаем состав легирующих элементов Протоколом анализа с указанием соответствующей марки стали. Кроме того, специалисты компании оказывают помощь в подборе и расчёте крепёжных изделий.

Обращайтесь в технический отдел BEST-Крепёж за консультацией на любой стадии проекта.

Почему одна марка нержавейки магнитится , а другая нет?

Немного теории: Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их.

 Ферромагнетики  – это такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт и никель способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля.

Мы привыкли определять нержавеющую сталь при помощи магнита. Считается, что «настоящая нержавейка» не должна магнитится, но на практике такой способ диагностики не всегда позволяет получить достоверный результат. Почему так происходит?

Под термином «нержавейка» понимают различные материалы, состав которых может содержать в своей структуре феррит, мартенсит или аустенит, а также их различные комбинации. Характеристики нержавеющей стали зависят от фазовых составляющих и их соотношения. Итак, какая нержавейка магнитится, а какая нет?

Нержавеющие стали, которые магнитятся

Мартенситы и ферриты – сильные ферромагнетики. Таким материалам не страшна коррозия, но при этом магнит на них воздействует, как и на обычную углеродистую сталь. К представленной группе нержавейки относятся хромистые или хромоникелевые стали следующих групп:

Мартенситные – является ферромагнетиком в чистом виде. Это в основном без никелевые стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, а также некоторые стали легированные никелем, например сталь 14Х17Н2.

 Ферритные – Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13 и её импортный аналог AISI 410.

Мартенситно-ферритные – Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13 и её относительный импортный аналог AISI430.

Нержавеющие стали, которые не магнитятсяЧаще всего для производства нержавеющей стали используется хромоникелевый или хромомаргенцевоникелевый сплав. Эти материалы являются немагнитными.

Аустенитные – Наиболее популярной маркой таких нержавеющих сталей, которые занимают ведущее место среди немагнитных стальных сплавов, является 08Х18Н10Т, а так же стали данного типа 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и их зврубежные аналоги 300-ой серии AISI 304/321/316 и другие.

 Аустенитно-ферритные – В основе таких материалов используются хром и никель, ав качестве дополнительных легирующих элементов может применяться марганец.

При добавлении в сплав марганца свыше 9% он становится немагнитным.

Примером являются импортные стали AISI 201 (12Х15Г9НД) и AISI 202 (12Х17Г9АН4).