Магнитные свойства нержавеющей стали

ПРО НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ

В нашей стране бытует мнение, что "нержавейка" сталь не магнитится и соответственно главным тестом на "нержавеечность" является прикладывание к ней магнита. Однако, это на самом деле не так, поскольку есть очень много магнитных сортов нержавеющей стали. Поэтому, если к вашей нержавейке прилипает магнит, не спешите возвращать товар поставщику, возможно у вас именно ферритный класс нержавеющей стали. Ниже мы рассмотрим свойства, классификацию и сферы применения сплавов нержавеющей стали.

Химический состав и свойства нержавеющей стали

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%). Что бы 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

Н/ж 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. Проверять сталь на «нержавеечность» магнитом – это как проверять кожу на натуральность зажигалкой (бесполезно т.к. современный дерматин держит температуру гораздо выше, чем кожа).

Всю производимую нержавеющую сталь разделяют на три типа:

Хромистые с подгруппами:

Хромоникелевые с подгруппами:

Хромомарганцевоникелевые с подгруппами:

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

Классификация материалов по их магнитным свойствам Тела, помещённые в магнитное поле, намагничиваются. Интенсивность намагничивания (J) прямо пропорциональна увеличению напряжённости поля (H): J= ϰH, где ϰ – коэффициент пропорциональности, называемый магнитной восприимчивостью. Если ϰ>0, то такие материалы называют парамагнетиками, а если ϰ Некоторые металлы – Fe, Co, Ni, Cd – обладают чрезвычайно большой положительной восприимчивостью (около 105), они называются ферромагнетиками. Ферромагнетики интенсивно намагничиваются даже в слабых магнитных полях. Нержавеющие стали промышленного назначения могут содержать в своей структуре феррит, мартенсит, аустенит или комбинации этих структур в разных соотношениях. Именно фазовыми составляющими и их соотношением определяется – магнитится нержавейка или нет. Магнитная нержавеющая сталь: структурный состав и марки

Читайте также:  Чертёж формы для блоков

Существуют две фазовые составляющие стали с сильными магнитными характеристиками:

Таким образом, коррозионностойкие стали, структура которых состоит из мартенсита, – это магнитная нержавейка. Эти сплавы реагируют на магнит, как обычная углеродистая сталь. А ферритные или феррито-мартенситные стали могут иметь различные свойства, зависящие от соотношения фазовых составляющих, но, чаще всего, и они ферромагнитны.

К данной категории относятся хромистые и некоторые хромникелевые стали. Они разделяются на следующие подгруппы:

Немагнитная нержавеющая сталь

К немагнитным сплавам относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали следующих групп:

К группе немагнитных материалов относятся также коррозионностойкие аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные стали. Способ определения, является ли немагнитная сталь коррозионностойкой Как показывает изложенная выше информация, однозначного ответа на вопрос – нержавейка магнитится или нет – не существует. Если сталь магнитится, можно ли узнать, является ли она коррозионностойкой? Для ответа на этот вопрос необходимо зачистить небольшой участок детали (проволоки, трубы, пластины) до блеска. На зачищенную поверхность наносят и растирают две-три капли концентрированного раствора медного купороса. Если сталь покрылась слоем красной меди – сплав не является коррозионностойким. Если никаких изменений на поверхности материала не произошло, то перед вами нержавеющая сталь. Проверить в домашних условиях, относится ли сталь к группе пищевых сплавов, невозможно. Магнитные свойства нержавеющей стали никак не влияют на эксплуатационные характеристики, в частности, на коррозионную стойкость материала

Количество просмотров: 27692

Количество комментариев: 0

· Аустенитные. Из материалов аустенитного класса (например, из стали AISI 304) производят оборудование для пищевой промышленности, тару для пищевых жидкостей, кухонную посуду, а также разнообразное холодильное, судовое и сантехническое оборудование. Высокая стойкость к агрессивным средам обеспечивает широкое распространение этого типа стали.

· Аустенитно-ферритные. В основе таких материалов используются хром и никель. В качестве дополнительных легирующих элементов могут применяться титан, молибден, медь и ниобий. К главным достоинствам аустенитно-ферритных сталей относятся улучшенные показатели прочности и большая стойкость структуры к коррозионному растрескиванию.

· Мартенситные. Благодаря закалке и отпуску материал характеризуется высокой прочностью, не уступающей соответствующему параметру стандартных углеродистых сталей. Мартенситные марки находят свое применение в изготовлении абразивов и в машиностроительной отрасли. Также их них делают столовые приборы, и в этом случае можно смело давать положительный ответ на вопрос, магнитится ли пищевая нержавейка. Материалы классов 20Х13, 30Х13, 40Х13 широко используются в шлифованном или полированном состоянии, а класс 20Х17Н2 высоко ценится за непревзойденную устойчивость к коррозии, превосходя по этому показателю даже 13%-ные хромистые стали. Благодаря высокой технологичности этот материал хорошо подходит для любых видов обработки, включая штамповку, резание и сварку.

· Ферритные. Эта группа материалов легче мартенситных сталей из-за меньшего содержания углерода. Один из самых востребованных сплавов – это магнитная сталь AISI 430, которая находит свое применение в производстве оборудования для пищевых производственных предприятий.

Среди основных свойств металла выделяют степень магнетизма. В последнее время встречается просто огромное количество нержавеек, эксплуатационные характеристики которых могут существенно отличаться. Во многом рассматриваемое свойство зависит от химического состава сплава. Самостоятельно проверить степень магнетизма достаточно сложно, так как оно может меняться в зависимости от эксплуатационных условий.

Читайте также:  Изготовление стропов из стальных канатов

От чего зависят магнитные свойства материалов

Для определения магнитных свойств нержавейки и других сплавов используется определенная формула, в которой отражается коэффициент пропорциональности и магнитная восприимчивость. В зависимости от типа используемого коэффициента нержавеющая сталь входит в одну из нескольких групп:

  1. При коэффициенте выше нуля материал относится к группе парамагнетиков.
  2. При использовании нуля нержавейка относится к диамагнетикам.
  3. Ферромагнетики характеризуются хорошей магнитной восприимчивостью. В эту группу входят никель, кадмий и железо.

Магнитные свойства нержавейки

Нержавейка магнитится при воздействии определенного поля. Подобная реакция связана с особенностями структуры сплава, в некоторой степени, от химического состава. Некоторые вещества характеризуются тем, что реагируют на воздействие магнита.

Нержавеющие стали с хорошими магнитными свойствами

Магнитные свойства нержавеющей стали во многом зависят от структуры материала. Больше всего они проявляются в нижеприведенных случаях:

  1. Мартенсит характеризуется хорошими магнитными свойствами, является ферримагнетиком в чистом виде. Встречается подобная нержавейка крайне редко, так как чистый химический состав выдержать довольно сложно. Как и обычные углеродистые варианты исполнения, рассматриваемый может улучшаться при помощи закалки или отпуска. Подобный металл получил широкое распространение не только в промышленности, но и в быту. Наибольшее распространение получили следующие марки: 20Х13 и 40Х13. Они могут подвергаться механическому воздействию, шлифованию или полированию, а также различной термообработке. К особенностям химического состава можно отнести повышенную концентрацию хрома и углерода. 20Х17Н2 – еще одна нержавейка, которая характеризуется высокой концентрацией хрома. За счет этого структура становится более устойчивой к воздействию влаги и некоторых агрессивным средствам. Несмотря на большое количество легирующих элементов, спав поддается сварке и может подвергаться горячей или холодной штамповке.
  2. Феррит в зависимости от степени нагрева может применять две формы: ферромагнетика и парамагнетика. В химическом составе подобных материалов меньше углерода, за счет чего они становятся более мягкими и лучше поддаются обработке. В эту группу входит нержавейка 08Х13, которая активно применяется в пищевой промышленности. Кроме этого, в данную группу входят AISI 430, который применяется на пищевых производственных предприятиях.
  3. Мартенситно-ферритные сплавы характеризуются весьма привлекательными эксплуатационными качествами. Подобной структурой обладает сплав 12Х13. Как и предыдущие металлы, рассматриваемый может подвергаться механической и термохимической обработке.

Приведенная выше информация указывает на то, что наиболее ярко выраженные магнитные свойства у мартенситной структуры.

При выборе сплава следует учитывать, что не все нержавейки характеризуются устойчивостью к механическим повреждениям. Даже незначительное воздействие может привести к повреждению поверхностного слоя. Несмотря на то, что хромистая пленка способна восстанавливаться при контакте с кислородом, были выпущены новые сплавы, характеризующиеся повышенной механической устойчивостью.

Еще одна классификация металлов подразумевает их деление на следующие группы:

  1. С высокой степенью устойчивости к воздействию кислот.
  2. Жаропрочный вариант исполнения
  3. Пищевые нержавейки.

Жаропрочная нержавеющая сталь

Маркировка материала проводится при применении буквенно-цифрового обозначения. Каждый символ применяется для обозначения конкретного химического элемента, цифра указывает на концентрацию. В других странах применяются свои определенные стандарты для обозначения металла.

Читайте также:  Описание работы простейшего регулятора

Нержавеющие стали, не обладающие магнитными свойствами

Есть довольно большое количество металлов, которые не обладают магнитными свойствами. В их состав включается никель и марганец. Выделяют следующие группы сплавов:

  1. Аустениты получили самое широкое распространение. В эту группу входят 08Х18Н10 и 10Х17Н13М2Т. эти металлы активно применяются при изготовлении различных изделий в пищевой промышленности, к примеру, столовых приборов и посуды. Повышенные коррозионные свойства выдерживаются практически в любой среде эксплуатации.
  2. Аустенитно-ферритные нержавейки 08Х22Н6Т и 08Х21Н6М2Т характеризуются повышенной концентрацией хрома и некоторых других легирующих элементов. Для изменения основных характеристик в состав включаются и другие химические элементы.

Немагнитная нержавеющая сталь выбирается в случае, когда получаемое изделие не должно реагировать на воздействие магнитного поля.

Выбор нержавейки может проводится не только при учете степени магнетизма, но и следующих моментов:

  1. Способность к свариванию. Некоторые варианты исполнения нужно предварительно подогревать, другие хорошо свариваются даже в холодном состоянии.
  2. Пластичность учитывается в случае выбора материала для холодной и горячей штамповки. Достаточно высокий показатель пластичности определяет то, что можно проводить штамповку металлических листов в холодном состоянии.
  3. Коррозионная стойкость при воздействии высокой температуры. Многие металлы теряют свои характеристики при сильном нагреве, в том числе и коррозионную стойкость.
  4. Цена также является немаловажным фактором. Металлы могут обладать высокими эксплуатационными характеристиками, но из-за высокой стоимости их использовать для производства некоторых изделий нецелесообразно.
  5. Степень механической обрабатываемости. Часто заготовки поставляются для обработки резанием на специальном оборудовании. За счет большой концентрации углерода повышается твердость и усложняется процесс обработки поверхности.
  6. Жаропрочность также является важным качеством, которое рассматривается при выборе материала. При хорошей жаропрочности изготавливаемое изделие не теряет свою прочность и твердость при воздействии высокой температуры.

Некоторые марки подвергаются термической обработке, за счет чего повышается прочность и твердость поверхности.

При проведении отпуска структура становится более пластичной и устойчивой к воздействию переменных нагрузок.

Как определить, является ли магнитная или немагнитная сталь нержавеющей?

Как ранее было отмечено, определить магнитится ли нержавейка можно без использования специального оборудования. Среди особенностей проводимой процедуры отметим следующие моменты:

  1. Тестируемый участок должен быть отполирован до блеска. Для этого могут использоваться ручные инструменты и специальные материалы.
  2. На очищенный участок наносится несколько капель концентрированного медного купороса.
  3. Если металл нержавейка, то на поверхности появится красный налет.

Определение магнитных свойств при помощи купороса

Подобный процесс позволяет определить, какая нержавейка магнитится, а какая не обладает коррозионной стойкостью. Характеристики пищевого сплава определить самостоятельно практически невозможно.

Магнитные свойства можно проверить также при использовании обычного магнита. Однако, он не дает точного результата.

Именно поэтому рекомендуется приобретать изделия у известных производителей.

Портативный анализатор металлов

В заключение отметим, что магнитные свойства ничуть не снижают коррозионную стойкость поверхности. Именно поэтому подобные сплавы характеризуются широкой областью применения.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.