Нержавеющая сталь используется для изготовления проволочной сетки, труб для транспортировки нефтепродуктов, фитингов и компонентов для газо- и нефтеперерабатывающего оборудования.
Все что нужно знать о магнитных свойствах нержавейки
В этой статье мы ответим на основной вопрос: магнитится ли нержавеющая сталь или нет и насколько надежен магнит. Мы подробно рассмотрим основные виды нержавеющей стали и проинформируем вас о наиболее распространенных типах.
Распространенное мнение о том, что нержавеющая сталь является абсолютно немагнитным металлом, в корне неверно. Эти утверждения основаны на практическом опыте многих людей, которые пытались удержать магнит в предмете из нержавеющей стали, например, в кухонной мойке.
Является ли нержавеющая сталь магнитной или нет — это вопрос соотношения добавок. Ответ одновременно и «да», и «нет». Магнитные свойства конкретного сплава зависят от состава металла и доли определенных добавок, таких как неодим, бор и тому подобное.
Различные сплавы нержавеющей стали в разной степени намагничиваются под воздействием сильного магнитного поля.
Кроме того, существует три типа коррозионно-стойких сталей (мартенситные, ферритные и аустенитные), кристаллическая решетка которых содержит атомные магниты в упорядоченном, неупорядоченном или взаимно компенсированном состоянии.
Процентное содержание стали в каждом типе сплава нержавеющей стали определяет его реакцию на магнитное поле.
Полностью немагнитная нержавеющая сталь обычно изготавливается из «конструкционной стали» без добавок и используется для изготовления бытовых предметов, таких как раковины, декоративные изделия, мебель и т.д.
Современная классификация нержавеющей стали
Современная классификация нержавеющей стали подразделяется на четыре основные категории, которые различаются как по внутренней структуре и ориентации магнитных атомов, так и по химическому составу конечного сплава.
Ферритные сплавы. Самый востребованный сплав, используемый как в промышленных, так и в бытовых изделиях. Он содержит высокий процент (более 20%) хрома и поэтому очень устойчив к внешним воздействиям.
Аустенитные сплавы. Магнитные свойства аустенитной нержавеющей стали низкие. Такие химические элементы, как никель и хром, присутствуют в структуре металла в небольших пропорциях. К преимуществам сплавов относятся коррозионная стойкость, эластичность и гибкость. Изделия из аустенитных сплавов легко поддаются сварке.
Мартенситные сплавы. Мартенситные сплавы используются для изготовления столовых приборов, медицинских инструментов и в пищевой промышленности. Мартенситные сплавы очень твердые и гибкие. Они выдерживают высокие температуры без ударов и ведут себя нейтрально в агрессивных средах.
Композитные сплавы. Эти сплавы представляют собой сплавы из всех вышеперечисленных категорий в различных пропорциях. Как правило, они изготавливаются на заказ и для конкретного продукта. Их преимущество заключается в том, что они сочетают в одном сплаве практически все полезные свойства нержавеющей стали, но недостатком является высокая стоимость производства.
Маркировка нержавеющей стали
Существует два типа стальных сплавов — коды ГОСТ и AISI. Стали для европейского и американского рынков маркируются по AISI, как и отечественные сплавы для экспорта. ГОСТ используется для рынков России и СНГ.
ГОСТ предусматривает обозначение марок стали в виде комбинации буквенно-цифровых символов. Буквы указывают на наличие химического элемента в сплаве согласно таблице Менделеева, цифры — количественное значение.
AISI отличается от ГОСТа тем, что состоит только из трех цифр (в некоторых случаях может быть дополнен буквенным обозначением). Первая цифра указывает на марку стали, а вторая и третья цифры — на номер стали в порядке таблицы примесей.
Полностью немагнитная нержавеющая сталь обычно изготавливается из «конструкционной стали» без добавок и используется для изготовления бытовых предметов, таких как раковины, декоративные изделия, мебель и т.д.
Что такое антикоррозийная сталь?
Сталь, которая не ржавеет в процессе эксплуатации, обычно называется нержавеющей. Она изготавливается из сплава железа с углеродом и различными легирующими элементами: Никель, хром, ниобий и титан. Каждый из этих легирующих элементов улучшает или уменьшает свойства сплава, а именно твердость, прочность, вязкость, пластичность и коррозионную стойкость. Самым важным свойством нержавеющей стали является ее коррозионная стойкость. Это зависит от количества содержащегося в нем хрома.
Чем больше металла в сплаве, тем меньше он подвержен коррозии. По этой причине все нержавеющие стали содержат не менее 10,5% хрома. Особенностью этого металла является то, что он образует на поверхности изделия оксидный слой, вступая в реакцию с кислородом, что предотвращает реакцию сплава с агрессивными средами. А если поверхность повреждена, пленка образуется снова после того, как кислород окислит хром.
Классификация нержавейки
Но является ли нержавеющая сталь магнитной или нет? В зависимости от состава химических элементов и внутренней структуры он бывает магнитным или нет и делится на следующие типы:
- Ферритная — содержит более 20% хрома, устойчива к агрессивным средам, обладает магнитными свойствами, доступна по цене и широко используется.
- Аустенитные — не подвержены коррозии, высокое содержание никеля и хрома, гибкие и прочные. Они легко свариваются и относятся к немагнитным сплавам.
- Мартенситные — антикоррозийные сплавы могут подвергаться воздействию высоких температур, не выделяют вредных испарений и обладают высокой прочностью и износостойкостью.
- Комбинированные — специальные нержавеющие стали, сочетающие в себе свойства всех вышеперечисленных групп. Они изготавливаются в соответствии с индивидуальными техническими требованиями заказчика. Наибольшим спросом пользуются аустенитно-мартенитные и аустенитно-ферритные сплавы.
Следует отметить, что магнитные свойства стали не влияют на ее коррозионные свойства.
Магнитные свойства материалов
Все материалы делятся на различные категории в зависимости от их магнитных свойств:
- Парамагнетизм — олово, платина, алюминий увеличивают внешнее магнитное поле за счет совпадения с ним молекулярных токов.
- Диамагнетизм — медь, серебро, цинк; их внутреннее поле ослабляет внешнее поле.
- Ферромагниты — это железо, кобальт, никель, в которых намагниченность сильно усиливается и под действием слабого внешнего поля.
Почему нержавеющая сталь магнитная? Это происходит, когда внешнее магнитное поле усиливается внутренним полем. И чем сильнее намагниченность, тем сильнее они усиливают друг друга. Кроме того, магнитные свойства нержавеющей стали зависят как от соотношения легирующих добавок, входящих в ее состав, так и от фазового состояния стали.
Магнитные свойства нержавеющей стали не влияют на эксплуатационные характеристики, особенно на коррозионную стойкость материала. Даже если сталь намагничивается, это не означает, что она не может быть классифицирована как сплав нержавеющей стали. Нержавеющая сталь с преобладанием мартенситного состава является магнитной.
Магнитное поле с определенной силой (H) воздействует на тело внутри таким образом, что оно намагничивается. Интенсивность этой намагниченности, обозначаемая J, прямо пропорциональна напряженности поля. Формула для расчета интенсивности намагничивания данного вещества (J = ϞH) также учитывает коэффициент пропорциональности Ϟ — магнитную восприимчивость вещества.
В зависимости от значения этого коэффициента все материалы можно отнести к одной из трех категорий:
- парамагнитный — коэффициент больше нуля,
- диамагнитный — коэффициент равен нулю,
- ферромагнетики — материалы, магнитная восприимчивость которых сильно отличается (эти материалы, к которым относятся, в частности, железо, кобальт, никель и кадмий, могут активно намагничиваться даже в слабых магнитных полях).
Направления действия магнитных моментов соседних атомов в веществах различной магнитной природы
Магнитные свойства нержавеющей стали также связаны с ее внутренней структурой, которая может содержать аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. На магнитные свойства нержавеющей стали влияют как сами фазовые составляющие, так и соотношение, в котором они содержатся во внутренней структуре.
Однако, даже если сталь обладает магнитными свойствами, это не означает, что ее нельзя отнести к сплавам нержавеющей стали. Существует довольно простой способ проверить, является ли магнитная сталь нержавеющей. Чтобы определить это, поверхность тестируемого объекта должна быть отшлифована до металлического блеска, после чего на этот участок наносится несколько капель концентрированного сульфата меди.
Красное медное покрытие, покрывающее очищенную область, указывает на то, что это нержавеющая сталь. С помощью этого простого метода можно очень точно определить, является ли магнитная сталь нержавеющей или нет. Однако практически невозможно (особенно в домашних условиях) проверить, является ли нержавеющая сталь безопасной для пищевых продуктов.
Если вы хотите проверить, является ли магнитная сталь нержавеющей или нет, вы должны знать, что такие ее свойства, как намагничиваемость, нисколько не снижают ее коррозионную стойкость.
Магнитные свойства нержавеющей стали не влияют на эксплуатационные характеристики, особенно на коррозионную стойкость материала. Даже если сталь намагничивается, это не означает, что она не может быть классифицирована как сплав нержавеющей стали. Нержавеющая сталь с преобладанием мартенситного состава является магнитной.
Коротко о главном
Нержавеющая сталь — это легированная сталь, что означает, что в нее добавляют различные добавки для улучшения первоначальных свойств.
Легированный материал характеризуется повышенной устойчивостью к коррозии и другим условиям эксплуатации.
В зависимости от типа используемой добавки меняется структура металла и, соответственно, его намагничиваемость.
Магнитная сталь может размагничиваться при нагревании, если она содержит ферритные компоненты.
Нержавеющая сталь используется во многих отраслях промышленности, например, в производстве магнитной и немагнитной посуды, в дизайне интерьеров и других областях.
Напишите в комментариях — какая посуда, по вашему мнению, лучше: из нержавеющей стали, чугуна, керамики или другие варианты?
