Нержавейка магнитится или нет? Марки и свойства нержавеющей стали

Нержавейка магнитится или нет? Марки и свойства нержавеющей стали

Нельзя представить отсутствие антикоррозийной стали в современной жизни. Появление нержавеющего сплава позволило сделать большие успехи во многих областях народного хозяйства. Только добавление в состав стали хрома делает ее устойчивой к коррозии. Но при ее использовании у потребителей нередко возникает вопрос: нержавейка магнитится или нет? Вот об этом и поговорим в этой статье.

Что такое антикоррозийная сталь?

Сталь, которая не покрывается при эксплуатации ржавчиной, в народе называется нержавейкой. Ее получают из сплава железа с углеродом и различными легирующими добавками: никелем, хромом, ниобием, титаном. Каждый из этих компонентов усиливает или уменьшает определенные свойства сплава – магнитность, прочность, твердость, пластичность, коррозийность. Главное качество нержавеющей стали – сопротивление коррозии. Оно как раз и зависит от содержания в ней хрома.

Чем больше этого металла в сплаве, тем он меньше подвергается коррозии. Поэтому все стали, проявляющие стойкость к ржавлению, содержат хрома не менее 10,5%. Уникальность этого металла состоит в том, что, вступая в реакцию с кислородом, на поверхности изделия он создает оксидную пленку, которая препятствует реагированию сплава с агрессивными средами. Причем при повреждении поверхности, пленка образуется вновь после окисления хрома кислородом.

Классификация нержавейки

И все же, нержавейка магнитится или нет? В зависимости от состава химических элементов и внутренней структуры она бывает магнитной или нет, и делится на следующие типы:

• Ферритные – содержат хрома более 20%, устойчивы к агрессивным средам, наделены магнитными свойствами, доступны по цене, имеют широкое применение.
• Аустенитные – не подвергаются коррозии, содержат большое количество никеля и хрома, отличаются гибкостью и прочностью. Легко свариваются, принадлежат к немагнитным сплавам.
• Мартенситные – антикоррозийные сплавы могут подвергаться воздействию высоких температур, не выделяют вредных паров, обладают повышенной износоустойчивостью и прочностью.
• Комбинированные – особые нержавеющие стали, в которых сочетаются свойства всех перечисленных выше групп. Производятся по индивидуальным заявкам заказчика. Наибольший спрос имеют аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные сплавы.

Следует отметить, что магнитные свойства стали не оказывают влияния на ее коррозийные свойства.

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.

Как определить изделие из нержавейки?

Многие потребители часто пытаются определить самостоятельно, из какого металла изготовлен тот или иной бытовой предмет. Визуально обычную сталь от нержавейки отличить нельзя, поэтому для проверки принято использовать магнит. Существует мнение, что настоящая антикоррозийная сталь не магнитится. Может ли нержавейка магнититься или нет на самом деле? Всякое бывает. А потому такой способ проверки не дает достоверного результата. Иногда случается, что изделие притягивается к магниту, а служит долго, не изменяя своих качеств.

И наоборот, никак не реагирующее на него, от соприкосновения с водой оно покрывается ржавчиной. Правильно определить коррозийную стойкость можно, исследовав ее химический состав, что в домашних условиях выполнить нереально. Для ограждения себя от подделок, приобретать изделия для домашнего обихода лучше в фирменных магазинах.

Нержавейка, которая не магнитится

Очень часто для производства антикоррозийной стали используются сплавы с большим содержанием хрома, никеля и марганца. Из них производится большое количество различного оборудования и изделий для применения в разных сферах. К немагнитным сталям относятся:

• Аустенитные. Из них делают оснащение для судов, холодильников, пищевой промышленности, посуду для кухни и сантехническое оборудование.
• Аустенитно-ферритные. Основные достоинства таких сплавов – это прочность и повышенная стойкость к растрескиванию.

Люди чаще всего в быту сталкиваются с оборудованием и изделиями, изготовленными из этих сталей, поэтому на вопрос «Нержавейка магнитится или нет?» и отвечают отрицательно, хотя это неверно.

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.

Использование хромоникелевой стали

Антикоррозийная сталь 12Х18Н10Т принадлежит к экологически чистому и долговечному материалу. В состав хром-никелевого сплава, кроме основного компонента – железа, входит до 19% хрома, обеспечивающего ей сильные антикоррозийные свойства, и 11% никеля, которые переводят ее в класс аустенитов и придает гибкость, прочность и жаростойкость. Благодаря своим характеристикам она находит широкое применение. Многих интересует, сталь марки 12Х18Н10Т магнитится или нет? Она не является магнитной, как и все аустенитные сплавы, и находит применение в следующих отраслях промышленности:

• Химической – агрессивные кислоты: уксусная, азотная, фосфорная транспортируются по трубам из этой марки стали.
• Пищевой – молочной, мясной, алкогольной.
• Машиностроительной – изготовление деталей, контактирующих с кислотами и щелочами, производство сварной аппаратуры, коллекторов выхлопных систем.
• Нефтяной – для изготовления труб.

Кроме того, хромоникелевые сплавы используют в топливно-энергетическом секторе. Из них изготавливают печную арматуру, теплообменники.

Заключение

Теперь вы знаете, какая нержавейка магнитится, а какая – нет, и что эти свойства никакого влияния не оказывают на качество приобретенного изделия. В домашних условиях нет возможности проверить, заржавеет купленная вами посуда или сантехническое оборудование, или нет. Все выяснится при эксплуатации. Чтобы не ошибиться в выборе, делайте покупки в крупных торговых точках и у известных производителей.

Как отличить титан от нержавеющей стали и алюминия

Отличить титан от нержавеющей стали аустенитного класса или алюминия довольно сложно. Особенно если у вас имеется один образец и сравнивать не с чем. Все три металла являются парамагнетиками и не реагируют на магнит, имеют серебристый цвет и похожий удельный вес. Но есть несколько простых и проверенных способов отличить титан от легированной стали и алюминия в домашних условиях без специального оборудования.

Доступный и простой способ — поцарапать металлом стекло

Если коротко

• Титан не поцарапает стекло, но оставит полоску
• Нержавейка поцарапает, но не оставит темного следа
• Алюминий не оставить никаких следов

Пояснение, детали

Метод основан на способности титана оставлять характерные темные следы на поверхности стекла и кафельной плитки. При этом металл не царапает стекло, а именно рисует на его поверхности. Смыть такой след можно только раствором плавиковой кислоты (HF). А нержавеющая сталь может поцарапать стекло, но темного следа не оставит. Алюминий вообще не способен нанести никаких повреждений.

Отличить титан по искре

Если коротко

• Титан: даст много искр ярко-белого цвета
• Нержавейка: меньше искр желтого или красного оттенка, или искр вообще нет
• Алюминий: не даст искру

Пояснение, детали

Во время обработки титана на точильном станке или при резком продольном трении по абразивной поверхности точильного камня контакт металла сопровождается россыпью искр ярко-белого цвета. При отсутствии абразива можно использовать мелкий напильник или даже простой бетон, хотя эффект будет меньшим.

Искры от нержавеющей стали имеют желтый и красный оттенок. Их вылетает намного меньше, а на бетоне и напильнике не будет совсем. Некоторые сорта нержавеющих сталей были разработаны, как пожаробезопасные. Искрообразование во время обработки таких металлов невозможно технологически. При трении алюминия по образивной поверхности искры не выделяются, но могут оставаться характерные серебристые следы на поверхности.

Такой тест на возможность образования искр наиболее популярный и простой, поскольку цвет действительно отличается очень сильно, а их полное отсутствие сразу говорит о том, что этот металл не титан.

После того, как вы определите какой именно металл перед вами вы можете сдать его по выгодной цене:

за 200 – 1000 руб/кг за 60 – 90 руб/кг за 40 – 98 руб/кг

Проверка на гальваническую реакцию

Для проведения этого теста потребуется источник постоянного тока с напряжением около 12 В. Это может быть автомобильный аккумулятор или преобразующий трансформатор. Соедините через провод плюс батареи с исследуемым образцом, а минус с металлическим стержнем, на конце которого намотана вата, марля или кусок хлопчатобумажной ткани. Намочите вату слабым раствором соляной кислоты или обычной кока-колой.

Если это титан, то при прикосновении к металлу его поверхность будет окрашиваться в результате образования оксидной пленки. Цветовой оттенок зависит от величины напряжения, концентрации кислоты в растворе и времени воздействия. Нержавеющие сплавы и алюминий данной реакции не подвержены.

Сравнение удельного веса — способ, требующий точных измерений

Всем известно, что алюминий это самый легкий из этих трех металлов, а сталь самая тяжелая. Но как определить, если у вас один образец и сравнивать не с чем? Это можно сделать путем измерений и вычисления плотности или удельного веса материала, который примерно составляет:

• 2,7 г/см3 для алюминия;
• 4,5 г/см3 у титана;
• 7,8 г/см3 у нержавейки.

Этот способ определения требует наличия точных весов и емкости для погружения образца в воду.

После взвешивания металла необходимо определить его объем. Проще всего воспользоваться для этого, известным со школы законом Архимеда, погрузив образец в жидкость. Изменение уровня воды покажет искомую величину.

Это более сложный и длительный вариант определения и поэтому используют его очень редко. Но он тоже дает результаты и должен рассматриваться.

Специфические способы определить титан

В отдельных случаях определение металла можно произвести простыми и весьма оригинальными способами:

• Подожгите металл
  Титановая стружка довольно легко воспламеняется и горит
• Нагрейте металл
  Этот металл хороший теплоизолятор и при нагреве одного края образца остальная часть будет холодной
• Подержите в руках
  Низкая теплопроводность дает ощущение теплого предмета в руках в отличие от холодной стали и алюминия
• Ударьте молотком
  И последнее, ударьте по образцу молотком, в результате на стали следов не останется, на титане образуется небольшая вмятина, а алюминий пострадает больше всего.

Насколько надежны эти методы?

Приведенные методы достаточно надежные и часто используюстся специалистами по приему металлолома. Однако стоит учитывать, что точное определение химического состава сплава, особенно при наличии примесей, может быть выполнена только с использованием специального оборудования.

Маломагнитные стали

Сферы применения маломагнитных сталей [ править | править код ]

Маломагнитные стали в приборостроении [ править | править код ]

Маломагнитные стали применяют в приборостроении в тех случаях, когда ферромагнитные материалы нельзя применять, так как они влияют на точность показания приборов. В качестве немагнитных материалов применяют стали и чугуны с аустенитной структурой. Аустенитные немагнитные стали содержат углерод, никель, хром, марганец и иногда другие элементы. Эта сталь после быстрого охлаждения в воде с 600 °С становится полностью немагнитной. Недостатки стали: пониженная теплопроводность, обрабатываемость резанием, высокая стоимость. Более низкую стоимость имеют аустенитные никельмарганцевые стали Н12ХГ, 55Г9Н9, ЭИ269 (4 — 5,5 % Mn, 18,5 — 21,5 Ni) и др. Они обладают более высокими механическими свойствами и более устойчивы в условиях нагрева, хорошо деформируются в нагретом состоянии, а после нормализации или закалки и в холодном состоянии. [2]

Также например маломагнитная сталь марки ЭИ-269 применялась для накладных листов под компасы, так как они чувствительны к магнитным материалам (обычным сталям) вблизи них. [3]

Маломагнитные стали в судостроении [ править | править код ]

Маломагнитные стали применяются для изготовления корпусов и частей судов, которые имеют повышенные требования к немагнитности для защиты от магнитных мин, торпед с магнитными взрывателями и прочих приборов, использующих данный принцип — например, для тральщиков и подводных лодок. Для таких судов зачастую простого размагничивания недостаточно и требуется иметь корпус и внутреннее насыщение корабля с минимальной магнитной проницаемостью. Для подводных лодок, вдобавок, это важно с точки зрения обнаружения.

При этом даже если корпус судна сделан из другого немагнитного материала (например, стеклопластика как на тральщиках проекта 1252 и проекта 12700 или дерева), всё равно остаётся необходимость иметь на корпусе тяжелонагруженные стальные детали. Например клюзы, мортиры гребных валов, кнехты и прочие дельные вещи, которые невозможно изготовить из пластика или цветных сплавов в виду их недостаточно высоких механических свойств.

Для этих целей разработана широкая номенклатура специальных сталей (например некоторые стали ЭИ, АК, ЮЗ, ММЛ и др.) идущих как на изготовление сортового проката, так и на изготовление поковок и отливок.

В Германии в 1950-х годах были построены три подводные лодки проекта 201, корпуса которых изготавливались из маломагнитных сталей, однако из-за повышенной склонности к коррозии этот опыт более не повторялся.

Маломагнитные стали в электромашиностроении [ править | править код ]

В электромашиностроении от материала требуются иногда немагнитность и механическая прочность одновременно. Вместо цветных металлов для этой цели применяют более дешёвые немагнитные аустенитные стали. Аустенитные нержавеющие или износоустойчивые стали пригодны как немагнитные, если по прочностным свойствам они удовлетворяют поставленным требованиям. Однако сталь 110Г13Л часто не проходит по прочностным и технологическим свойствам, а аустенитные нержавеющие стали слишком дороги в качестве материала для деталей большой массы (например, для немагнитных бандажных колец в турбогенераторах). В этом случае применяют стали, легированные марганцем, хромом, алюминием при сравнительно повышенном содержании углерода и ограниченном содержании никеля.

Раньше в качестве немагнитных применяли стали с высоким содержанием никеля . В настоящее время найдены составы с меньшим содержанием дефицитного никеля или даже совершенно без никеля где в качестве аустенитообразователя выступает марганец. Марганец как аустенитообразователь действует в два раза слабее никеля, поэтому для получения устойчивого аустенита увеличивают содержание углерода. Если полностью отказаться от присадки никеля, то аустенитная структура и немагнитность могут быть получены в стали состава: 11–14,5 % Mn, 0,9–1,3 % С. Это — сталь Гадфильда с присущей ей склонностью сильно упрочняться при деформировании и, следовательно, плохо подвергаться обработке давлением, резанием и т. д., что в данном случае является недостатком. При одновременном требовании немагнитности и высокой коррозионной устойчивости следует применять нержавеющие стали или цветные металлы.

Получили применение и железомарганцовистые стали, прочность которых обусловлена образованием не α-, а ε- немагнитного мартенсита. Такие стали содержат примерно 17 % марганца с дополнительным легированием кремнием и некоторыми другими элементами, в том числе и нитридообразующими. Из-за низкого содержания углерода при умеренной прочности они обладают высокой пластичностью и хорошей свариваемостью, нечувствительностью к коррозионному растрескиванию. [4]

Примеры маломагнитных сталей [ править | править код ]

Маломагнитная сталь ЮЗ и ЮЗХ [ править | править код ]

(другое название 45Г17Ю3)

Сталь разработана в ЦНИИ «Прометей» совместно с предприятиями СССР и РФ. Изготавливается в виде листового проката в толщинах 2-60 мм и профилей различного сортамента. Используется в судостроении (например, в качестве маломагнитного материала цельносборных корпусов различных судов), в строительстве, электротехнике (трансформаторы и т. п.) и горнодобывающей промышленности (лотки для транспортировки горной породы и т. п.). К достоинствам данной стали относятся: сталь имеет устойчивую аустенитную структуру при обычных температурах, которая сохраняется при любых деформациях и наклёпе; сталь хорошо сваривается всеми видами сварки и легко поддается механической обработке. [5]

Маломагнитные стали ММЛ [ править | править код ]

Свариваемые немагнитные аустенитные стали марок ММЛ-1, ММЛ-2 и ММЛ-3 используются для изготовления фасонных отливок для деталей корпусов, механизмов и оборудования судов всех классов, типов и назначений, а также балласта, к которым предъявляется требование по немагнитности (относительной магнитной проницаемости) μ не более 1,005 гс/э. [6]

Назначение и условия работы

Не допускается использование сталей ММЛ для литых деталей работающих на трение или требующих поверхностного упрочнения азотированием, а также деталей арматуры и им подобных деталей. [6]

Магнитные свойства аустенитных нержавеющих сталей

Нержавеющий крепёж из коррозионно-стойких сталей марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506: болты, винты и гайки, саморезы и вытяжные заклёпки, повсеместно используют при монтаже фасадных систем.
BEST-Крепёж – отечественная команда специалистов.
Инженеры компании продолжают отвечать на Ваши вопросы о нержавеющих сталях и крепёжных изделиях из них, которые регулярно поступают в технический отдел.

«К нержавеющим болтам (гайкам или заклёпкам) притягивается магнит. Так должно быть? Что делать, если «технадзор» не принимает работы?»

На множественных общедоступных ресурсах интернета аустенитные нержавеющие стали безосновательно называют «немагнитными» – если можно так выразится. И, действительно, при определённых условиях магнитная проницаемость этих сталей близка к значениям магнитной проницаемости вакуума. Тем не менее, ошибочно утверждать, что все метизы из аустенитных сплавов абсолютно лишены магнитных свойств.

Действующие российские стандарты допускают заметную магнитную проницаемость у аустенитных сталей.
Свойства крепёжных изделий из коррозионно-стойких аустенитных сталей марок А2 и А4 регламентированы ГОСТ ISO 3506–2014, где сказано:

«Все крепежные изделия из аустенитных нержавеющих сталей при нормальных условиях – немагнитные; после холодного деформирования могут проявиться магнитные свойства»

Другими словами, сами по себе заготовки из аустенитных сталей не обладают заметной магнитной проницаемостью. Однако, технологические процессы производства крепежа предусматривают механическую обработку заготовок именно путём холодного деформирования. Для болтов и винтов это: накатка резьбы и штамповка головок. Аналогичные операции предусматривает и производство гаек. Гильзы вытяжных заклёпок формируют путём штамповки. В общем промышленное изготовление практически всех крепёжных изделий предусматривает схожие производственные процессы.
Таким образом заготовки из «немагнитных» аустенитных сталей в ходе производства подвергаются интенсивным деформациям. Это приводит к образованию ферромагнитных фаз в аустенитной матрице – высокодисперсных кристаллов мартенсита.
Поэтому изначально «немагнитные» стали марок А2 или А4, но уже в виде готовых крепёжных изделий, обладают вполне заметной магнитной проницаемостью.

В приложении H ГОСТ ISO 3506-1–2014 приводятся в справочном порядке магнитные свойства аустенитных нержавеющих сталей:
«Магнитную проницаемость материала обозначают коэффициентом μr, показывающим отношение магнитной проницаемости материала к магнитной проницаемости вакуума. Материал имеет низкую магнитную проницаемость, если его коэффициент μr близок к 1.
Пример 1:
А2: μr ≈ 1,8.
Пример 2:
А4: μr ≈ 1,015.»

Поэтому определять марку стали, опираясь лишь на магнитные свойства изделия, как на косвенную характеристику сплава – непрофессионально и зачастую вводит в заблуждение.
В прениях с представителями технического надзора следует опираться на действующие в России нормативные документы, в частности, на приведённые выше выдержки из стандартов.

Ко всему сказанному необходимо добавить, что единственным достоверным показателем качества метизов из коррозионно-стойких сталей является определение их химического состава. Инженеры BEST-Крепёж подвергают обязательному входному контролю каждую партию поставляемых изделий на определение сплава при помощи рентгенофлуоресцентного спектрометра. Эти предупредительные меры дают нам и нашим клиентам уверенность в соответствии состава легирующих элементов стали требованиям отечественных стандартов.
При разрешении сложных вопросов и претензий мы обращаемся к специалистам ведущих профильных институтов и лабораторий, в первую очередь: НИТУ МИСиС, МГСУ и ИЛ Технополис.

Приглашаем читателей задавать свои вопросы, касающиеся свойств нержавеющих сталей и крепёжных изделий на сайте BEST-Крепёж в разделе Справочник.
Там же Вы может познакомиться с полными ответами технического отдела компании на Ваши вопросы.