Марка 30Cr13 менее пластична, но также магнитна, как и предыдущие три состава.
Является ли нержавеющая сталь магнитной? Разница между магнитной и немагнитной нержавеющей сталью
Дата публикации: 08.05.2023 r.
После прочтения: 9 мин.
Дисплеи: 622
Когда речь заходит о "нержавеющей стали", большинство людей думают о нержавеющей стали – сплаве, известном своими антикоррозийными свойствами. Однако вопрос о том, является ли нержавеющая сталь магнитной, вызывает много споров. Прямого ответа на этот вопрос не существует, поскольку магнитные свойства нержавеющей стали зависят от ее химического состава и кристаллической структуры. Поэтому давайте разберемся, какие металлы со свойствами нержавеющей стали являются магнитными, а какие – нет.
Состав и структура, влияющие на магнитные свойства нержавеющей стали
Магнитные свойства нержавеющей стали во многом зависят от ее структуры и химического состава. Два основных класса нержавеющей стали с магнитными свойствами – это мартенситная и ферритная. Поскольку существует три основных типа нержавеющей стали с магнитными свойствами, важно рассмотреть каждый из них отдельно с точки зрения их магнитных свойств.
Первый тип, который необходимо рассмотреть, это это мартенситная нержавеющая сталь которая имеет высокое содержание углерода, что придает ей магнитные свойства. Это связано с ее кристаллической структурой и химическим составом, которые по своей природе являются магнитными. Примером такой стали является нержавеющая сталь AISI 420. Мартенситная сталь обычно содержит больше углерода, что повышает ее твердость, а также магнитные свойства.
Второй тип стали – это ферритная сталь также обладает магнитными свойствами. Этот тип стали содержит высокий процент хрома и относительно мало углерода. Примером может служить нержавеющая сталь AISI 430. Ферритная структура, как и мартенситная, обладает магнитными свойствами, но они, как правило, ниже, чем у мартенситной структуры. Однако по сравнению с мартенситными сталями ферритные стали менее твердые и прочные, но более устойчивы к ржавчине. Ферритные стали обычно содержат меньше углерода и больше хрома, что в целом повышает их коррозионную стойкость, но снижает магнитные свойства.
Аустенитная сталь – это третий основной тип нержавеющей стали. Это тип стали, который, как правило, является немагнитным из-за своего состава и кристаллической структуры. Аустенитная сталь обычно содержит никель, который стабилизирует аустенитную структуру при комнатной температуре, тем самым предотвращая образование магнитных фаз. Примерами аустенитных сталей являются AISI 304 и 316, которые широко используются в различных отраслях промышленности благодаря своей превосходной коррозионной стойкости.
От чего зависят магнитные свойства материалов
Магнитное поле определенной напряженности (H) действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их. Интенсивность этого намагничивания, обозначаемая буквой J, прямо пропорциональна напряженности поля. Формула для расчета интенсивности намагниченности вещества (J = ϞH) учитывает также коэффициент пропорциональности Ϟ – магнитную восприимчивость вещества.
В зависимости от значения этого коэффициента все материалы можно отнести к одной из трех категорий:
- парамагнитные – коэффициент больше нуля;
- диамагнитные – коэффициент равен нулю;
- ферромагнетики – вещества, магнитная восприимчивость которых значительно изменяется (такие вещества, к которым относятся, в частности, железо, кобальт, никель и кадмий, могут активно намагничиваться даже при помещении в слабые магнитные поля).
Направления взаимодействия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы
Магнитные свойства нержавеющей стали также связаны с ее внутренней структурой, которая может включать аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. Однако на магнитные свойства нержавеющей стали влияют как сами фазовые компоненты, так и пропорции, в которых они содержатся во внутренней структуре.
Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами
Хорошими магнитными свойствами обладают нержавеющие стали, в которых преобладают следующие фазовые компоненты:
- Мартенсит – наиболее чистый ферромагнитный компонент.
- Феррит – этот фазовый компонент во внутренней структуре нержавеющей стали может принимать две формы в зависимости от температуры нагрева. Эта структурная форма становится ферромагнитной, если сталь нагревается до температуры ниже точки Кюри. Если температура нержавеющей стали выше этой точки, то в сплаве преобладает высокотемпературный дельта-феррит, который является ярко выраженным парамагнетиком.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что нержавеющая сталь является магнитной, если в ее внутренней структуре преобладает мартенсит. Как и обычные углеродистые стали, такие сплавы реагируют на магнетизм. Эта характеристика отличает их от немагнитных сталей.
Магнитные свойства нержавеющей стали не влияют на ее коррозионную стойкость.
Нержавеющие стали, в которых преобладает феррит или смесь феррита и мартенсита, также являются ферромагнитными, но их свойства могут меняться в зависимости от доли фазовых элементов во внутренней структуре.
Нержавеющие стали, магнитные свойства которых могут меняться, – это в основном хромовые и хромоникелевые сплавы, которые можно отнести к одной из следующих групп.
Мартенситные
Стали с мартенситной внутренней структурой, которые, как и обычные углеродистые стали, могут быть закалены путем закалки и отпуска. Помимо общего машиностроения, эти стали также широко используются в быту (особенно столовые приборы и режущие инструменты). Наиболее распространенными магнитными нержавеющими сталями, которые подвергаются термообработке и могут быть отшлифованы и отполированы, являются 20X13, 30X13 и 40X13.
Немагнитные нержавеющие стали
Не все составы поддаются намагничиванию. Помимо слабомагнитных составов, не обладающих ярко выраженным магнетизмом, существуют некоторые технические стали на основе хрома и никеля (или хромомарганцевые). Марганец является одним из материалов, который отрицает магнетизм сталей. Немагнитные нержавеющие стали – это в основном аустенитные и аустенитно-ферритные стали.
Аустенитные
Немагнитные аустенитные стали характеризуются высокой устойчивостью к агрессивной химической коррозии. Например, Если на раковину, изготовленную из такой стали, положить кусок мыла и оставить его растекаться, то поверхность раковины в этом месте не будет повреждена даже через несколько лет. Технологическое превосходство немагнитных аустенитных сталей делает их легкими в обработке.
Наиболее распространенными марками в этом подсемействе являются 08Cr22Ni6T, 08Cr21Ni6M2T и 12Cr21Ni5T. Эти стали имеют высокий процент хрома. Однако содержание никеля в них гораздо ниже, чем в других подобных составах. Медь, молибден, титан и/или ниобий добавляются в эти аустенитные композиции для придания им достаточной прочности и пластичности.
Аустенитно-ферритные
Следующие сплавы частично превращаются в ферритные (аустенитно-ферритные): 08Х18Н10 (AISI 304), 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т. Эти соединения широко используются в качестве сырья для пищевого оборудования: тарелок, чашек, ножей, ложек и вилок из нержавеющей стали. Они не проявляют магнитных свойств. В случае санитарно-технического оборудования примером являются перила для бассейнов, но в качестве основного несущего элемента используется не сама нержавеющая сталь, а основа из простой углеродистой стали без ржавчины, на которую нанесен (напылен) слой нержавеющей стали. Баки для холодных и горячих продуктов, баки для ванн также содержат тонкую нержавеющую сталь для стенок, толщиной от 0,4 до 0,7 мм.
Как определить материал с помощью магнита?
Казалось бы, нет ничего проще, чем проверить сталь на магнетизм, приложив к ней магнит. Однако не у всех есть один или несколько магнитов с разной магнитной силой. Тем не менее, хорошо, если у пользователя есть магнитное напоминание на дверце холодильника. Однако используются и альтернативные методы тестирования.
Образец испытуемого объекта погружают в 2%-ный раствор уксусной кислоты. Коррозия, если сталь подвержена ей, станет заметна через несколько дней. Сульфат меди, раствор которого оставляют на поверхности подозреваемой нержавеющей стали по крайней мере на несколько дней, вызывает появление тонкого слоя меди (медно-коричневого цвета). При обычной комнатной температуре происходит сульфатация железа и восстановление меди, которые осаждаются на поверхности предмета.
Проверить без магнита, является ли стальной сплав магнитным или немагнитным, можно только косвенно, угадывая характеристики проявления конкретного сплава. Немагнитный метод не дает абсолютной уверенности в каждом конкретном случае.
От чего зависит цена?
Низкоуглеродистые коррозионностойкие сплавы используются для изготовления широкого спектра продукции: лопастей, профилированных листов, кровли, медицинских материалов. Лом нержавеющей стали можно собрать при демонтаже старого забора, разборке старого холодильника, выбрасывании ненужной кухонной утвари и т.д. Потенциальный доход будет зависеть от таких факторов, как:
- тип стали (аустенитная, ферритная, мартенситная и т.д.);
- марка стали (AISI 304, AISI 630, 12Х21НБТ);
- тип проката (лист, профиль, труба);
- толщина листа;
- состав;
- качество.
Марку и состав нержавеющей стали можно определить в лабораторных условиях, обратившись в надежный пункт приема. У нас есть необходимое оборудование для анализа состава, оценки качества и проверки радиоактивности лома цветных металлов. Однако первоначальную оценку можно провести и в домашних условиях.
Как оценить качество?
Качество нержавеющей стали зависит от различных факторов – от количества добавок до метода соединения. В местах, где образуются сварные швы, антикоррозионные свойства металла значительно ухудшаются, что приводит к ржавлению и постепенному разрушению материала с течением времени. Окрашенные профлисты придется очищать от покрытия и шлифовать, что приведет к повреждению защитного слоя на поверхности. Следовательно, металл станет менее устойчивым к воздействию влаги, его свойства ухудшатся, а цена такого лома снизится. Для первоначальной оценки свойств стали можно использовать солевой раствор. Она не должна оставлять пятен на поверхности высоколегированной стали. На низкокачественной нержавеющей стали вода оставит желтоватые пятна.
Стоимость зависит от количества никеля в сплаве: самые дешевые виды не превышают 5%. Высоколегированные сплавы с содержанием никеля 12% и более – самые дорогие. К высокоценному лому относятся фитинги и гидравлические кольца, проволока и различные электрические разъемы (муфты, адаптеры и т.д.). Высокоценный штейн (побочный продукт цветной металлургии) с содержанием никеля более 35% также высоко ценится, хотя и классифицируется как шлак.
Однако самой популярной маркой стали является А2, которая содержит около 10% никеля и 18% хрома. Она широко используется в производстве бытовых товаров. Чтобы получить точную цену, посетите наш пункт приема металлолома: для определения цены на лом нам потребуется осмотреть металл и оценить его загрязненность, состав и свойства.