Нержавеющая сталь применяется для производства проволочной сетки, труб для транспортировки нефтепродуктов, фитингов и комплектующих для газового и нефтяного оборудования.
Все, что необходимо знать о магнитных свойствах нержавеющей стали
В данной статье мы ответим на главный вопрос: обладает ли нержавеющая сталь магнитными свойствами и насколько эффективен магнит. Мы углубимся в изучение основных типов нержавеющей стали и предоставим информацию о наиболее популярных ее вариантах.
Существует распространенное мнение о том, что нержавеющая сталь является совершенно немагнитным металлом, однако это утверждение далеко от истины. Оно основано на практическом опыте множества людей, которые пытались удержать магнит на предметах из нержавейки, таких как кухонные мойки.
Вопрос о том, обладает ли нержавеющая сталь магнитными свойствами, зависит от химического состава сплава. Ответ на него может быть как положительным, так и отрицательным. Магнитные характеристики конкретного сплава зависят от содержания металлов и пропорций определенных добавок, таких как неодим или бор.
Разные сплавы нержавеющей стали обладают различной способностью намагничиваться под воздействием мощного магнитного поля.
Существует три группы коррозионно-стойких сталей: мартенситные, ферритные и аустенитные. Их кристаллическая структура содержит атомные магниты, находящиеся в упорядоченном, неупорядоченном или компенсирующем состоянии.
Содержание различных компонентов в каждом типе сплава определяет его реакцию на магнитное поле.
Немагнитная нержавеющая сталь в чистом виде чаще всего производится из «конструкционной стали» без дополнительных добавок и находит свое применение в создании различных предметов для дома, включая раковины, декоративные элементы, мебель и прочее.
Современная классификация нержавеющей стали
Актуальная классификация нержавеющей стали делится на четыре основные группы, которые различаются как по внутренней структуре, так и по ориентации магнитных атомов, а также по химическим компонентам финального сплава.
Ферритные сплавы. Этот сплав является наиболее распространенным, применяемым как в промышленных сферах, так и в быту. Он обладает высоким содержанием хрома (более 20%), что делает его очень устойчивым к влиянию внешней среды.
Аустенитные сплавы. У аустенитной нержавеющей стали наблюдаются низкие магнитные свойства. В ее составе содержатся такие химические элементы, как никель и хром в ограниченных количествах. К положительным характеристикам этих сплавов можно отнести устойчивость к коррозии, хорошую эластичность и гибкость. Изделия из аустенитных сплавов легко поддаются процессам сварки.
Мартенситные сплавы. Мартенситные сплавы применяются для производства столовых приборов, медицинских инструментов, а также в пищевой промышленности. Эти сплавы отличаются высокой твердостью и гибкостью. Они способны выдерживать воздействие высоких температур без разрушений и обладают нейтральными свойствами в агрессивных средах.
Композитные сплавы. Эти материалы представляют собой комбинацию различных категорий сплавов в разнообразных пропорциях. Обычно они производятся по индивидуальному заказу для определённых изделий. Основное их преимущество заключается в том, что они объединяют практически все положительные характеристики нержавеющей стали, однако из-за сложности производства они имеют относительно высокую стоимость.
Маркировка нержавеющей стали
Существуют два основных типа маркировки стальных сплавов: коды ГОСТ и AISI. Для европейского и американского рынков используется маркировка AISI, также как и для товаров отечественного производства, предназначенных на экспорт. В то время как ГОСТ применяется на территориях России и стран СНГ.
Согласно стандартам ГОСТ, марки стали обозначаются с помощью комбинации букв и цифр. Буквенные символы указывают на присутствие определённых химических элементов в сплаве, а цифры обозначают их количественное содержание.
Система обозначений AISI отличается от ГОСТа тем, что состоит лишь из трёх цифр (иногда могут добавляться буквы). Первая цифра указывает на класс стали, а остальные две цифры представляют собой номер конкретной стали в списке примесей.
Немагнитная нержавеющая сталь, которая не содержит никаких добавок, обычно производится из «конструкционной стали». Она находит применение в изготовлении различных бытовых предметов, таких как раковины, элементы декора, мебель и прочее.
Что собой представляет антикоррозийная сталь?
Сталь, обладающая устойчивостью к коррозии в процессе эксплуатации, обычно называют нержавеющей. Такой материал создается из железного сплава с углеродом и рядом легирующих компонентов: никель, хром, ниобий и титан. Каждый из этих добавок влияет на характеристики сплава, такие как твердость, прочность, вязкость, пластичность и стойкость к коррозии. Ключевым свойством нержавеющей стали является ее способность противостоять коррозии, что напрямую зависит от содержания хрома в сплаве.
Чем больше хрома в сплаве, тем меньше вероятность коррозии. Из-за этого все виды нержавеющей стали содержат не менее 10,5% хрома. Характерной чертой этого металла является его способность образовывать оксидный слой на поверхности изделия при взаимодействии с кислородом, что препятствует химическим реакциям сплава с агрессивными веществами. Если поверхность стального изделия повреждена, защищающий слой восстанавливается после окисления хрома кислородом.
Классификация нержавеющей стали
Однако возникает вопрос: является ли нержавеющая сталь магнитной? В зависимости от содержания химических элементов и внутренней структуры, она может быть как магнитной, так и немагнитной. Нержавеющая сталь делится на следующие типы:
- Ферритная — содержит более 20% хрома, устойчива к воздействию агрессивных сред, обладает магнитными свойствами, имеет доступную цену и широко используется в различных отраслях.
- Аустенитные — это сплавы, обладающие высокой стойкостью к коррозии благодаря значительному содержанию никеля и хрома. Они гибкие, прочные и легко поддаются сварке, что делает их немагнитными.
- Мартенситные — представляют собой антикоррозийные сплавы, которые могут выдерживать высокие температуры. Они не выделяют вредных паров и характеризуются высокой прочностью и отличной износостойкостью.
- Комбинированные — это особые нержавеющие стали, которые объединяют свойства всех вышеописанных категорий. Их производят в соответствии с уникальными техническими требованиями клиентов. Наибольшей популярностью пользуются аустенитно-мартенитные и аустенитно-ферритные сплавы.
Важно отметить, что магнитные характеристики стали не оказывают влияния на ее коррозионные свойства.
Магнитные характеристики материалов
Материалы можно классифицировать по их магнитным характеристикам:
- Парамагнетизм — к таким материалам относятся олово, платина и алюминий, которые усиливают внешнее магнитное поле благодаря совпадению молекулярных токов с ним.
- Диамагнетизм — медь, серебро и цинк; эти материалы ослабляют внешнее магнитное поле за счет своего внутреннего поля.
- Ферромагнетики — сюда входят железо, кобальт и никель, в которых намагниченность значительно возрастает под воздействием даже слабого внешнего поля.
Почему нержавеющая сталь обладает магнитными свойствами? Это связано с тем, что внешнее магнитное поле может усиливаться внутренним полем материала. Чем выше уровень намагниченности, тем сильнее происходит взаимодействие между ними. Кроме того, магнитные характеристики нержавеющей стали зависят как от пропорций легирующих элементов в ее составе, так и от фазового состояния самой стали.
Магнитные свойства нержавеющей стали не оказывают влияния на её эксплуатационные качества, включая коррозионную стойкость. Даже если сталь подвергается намагничиванию, это не исключает ее классификации как сплав нержавеющей стали. Нержавеющая сталь с преобладанием мартенситной фазы имеет магнитные свойства.
Когда магнитное поле с определенной силой (H) действует на объект, он начинает намагничиваться. Степень этой намагниченности, обозначаемая как J, пропорциональна интенсивности поля. Формула для вычисления интенсивности намагничивания данного материала представлена как J = ϞH, где Ϟ — это коэффициент пропорциональности, известный как магнитная восприимчивость.
В зависимости от значения магнитной восприимчивости, все материалы можно классифицировать на три основные группы:
- парамагнитные — коэффициент восприятия больше нуля,
- диамагнитные — коэффициент восприятия равен нулю,
- ферромагнетики — материалы с значительно высокой магнитной восприимчивостью (к ним относятся, в частности, такие вещества, как железо, кобальт, никель и кадмий, которые способны активно намагничиваться даже под влиянием слабых магнитных полей).
Направления взаимодействия магнитных моментов соседних атомов в веществах с различными магнитными характеристиками
Магнитные свойства нержавеющей стали обусловлены ее внутренней структурой, включающей аустенит, феррит и мартенсит, а также их комбинации. На магнитные характеристики данного материала влияют как фазовые составы, так и их соотношение в структуре.
Тем не менее, наличие магнитных свойств у стали не исключает её причисления к нержавеющим сплавам. Существует простой способ проверить, относится ли магнетизм к нержавеющей стали. Чтобы это установить, требуется отшлифовать поверхность испытываемого объекта до блеска металла, после чего на этот участок следует нанести несколько капель концентрированного сульфата меди.
Красное медное покрытие, которое вы можете увидеть на очищенной поверхности, свидетельствует о том, что материал выполнен из нержавеющей стали. Этот простой метод позволяет с высокой точностью определить, относится ли магнитная сталь к категории нержавеющих. Тем не менее, в домашних условиях практически невозможно точно удостовериться в том, безопасна ли данная нержавеющая сталь для использования в пищевых изделиях.
Если вы хотите выяснить, является ли магнитная сталь нержавеющей, имейте в виду, что такие характеристики, как намагничиваемость, совершенно не влияют на ее устойчивость к коррозии.
Магнитные свойства нержавеющей стали не оказывают влияния на ее эксплуатационные качества, в частности на устойчивость к коррозии. Даже если сталь приобретает магнитные свойства, это не умаляет ее классификации как сплава нержавеющей стали. Нержавеющая сталь с преобладанием мартенситной структуры обладает магнитными характеристиками.
Кратко о главном
Нержавеющая сталь представляет собой легированную сталь, что подразумевает добавление различных легирующих элементов для улучшения её исходных свойств.
Легированные материалы выделяются повышенной стойкостью к коррозионным воздействиям и другим условиям эксплуатации.
В зависимости от используемых легирующих добавок изменяется структура металла и, соответственно, его магнитные свойства.
Сталь с магнитными характеристиками может терять эти свойства при нагреве, если она содержит ферритные компоненты.
Нержавеющая сталь находит применение в различных сферах промышленности, таких как производство магнитной и немагнитной посуды, а также в дизайне интерьеров и других секторах.
Поделитесь в комментариях своим мнением о том, какая посуда вам кажется предпочтительней: из нержавеющей стали, чугуна, керамики или, возможно, вы рассматриваете другие материалы?
