Магнитится или нет "нержавейка"? Магнитится ли нержавейка: магнитные свойства нержавеющей стали От чего зависят магнитные свойства материалов

Нержавеющие стали, которые не магнитятся

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:

Полуферритные (мартенисто-ферритные) Ферритные Мартенситные

Хромоникелевые с подгруппами:

Хромомарганцевоникелевые с подгруппами:

Аустенитные Аустенитно-мартенситные Аустенитно-карбидные Аустенитно-ферритные

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

ЕЩЕ ПОДРОБНЕ

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

Существуют две фазовые составляющие стали с сильными магнитными характеристиками:

Мартенсит, с точки зрения магнитных свойств, является чистым ферромагнетиком. Феррит может иметь две модификации. При температурах, которые находятся ниже точки Кюри, он, как и мартенсит, ферромагнетик. Высокотемпературный дельта-феррит – парамагнетик.

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.

Мартенситные стали твёрдые, упрочняются закалкой и отпуском, как обычные углеродистые стали. Применяются они в основном для производства столовых приборов, режущего инструмента и в общем машиностроении. Стали 20Х13, 30Х13, 40Х13 мартенситного класса производятся преимущественно в термически обработанном шлифованном или полированном состоянии Хромоникелевая сталь мартенситного класса 20Х17Н2 обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем 13 %-ые хромистые стали. Эта сталь отличается высокой технологичностью – хорошо поддаётся штамповке, горячей и холодной, обрабатывается резанием, может свариваться всеми видами сварки. Ферритные стали типа 08Х13 мягче мартенситных из-за меньшего содержания углерода. Одна из самых потребляемых сталей ферритного класса – магнитный коррозионностойкий сплав AISI 430, который является улучшенным аналогом марки 08Х17. Эта сталь применяется для изготовления технологического оборудования пищевых производств, используемого при мойке и сортировке пищевого сырья, измельчения, разделения, сортировки, расфасовки, транспортировки продукции. Ферритно-мартенситные стали (12Х13) имеют в структуре мартенсит и структурно-свободный феррит.

Немагнитная нержавеющая сталь

К немагнитным сплавам относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали следующих групп:

Аустенитные стали по объёму производства занимают ведущее место. Широко распространена нержавейка немагнитная аустенитного класса – сталь AISI 304 (аналог – 08Х18Н10). Этот материал применяется в производстве оборудования для пищевой промышленности, изготовления тары для кваса и пива, испарителей, столовых приборов – кастрюль, сковород, мисок, раковин для кухни, в медицине – для игл, судового и холодильного оборудования, сантехнического оборудования, резервуаров для жидкостей различного состава и назначения и сухих веществ. Стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т имеют прекрасную технологичность и высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах. Аустенитно-ферритным сталям характерно высокое содержание хрома и пониженное содержание никеля. Дополнительными легирующими элементами являются молибден, медь, титан или ниобий. Эти стали (08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т) имеют некоторые преимущества перед аустенитными сталями – более высокую прочность при сохранении требуемой пластичности, большую стойкость к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию.

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

Виды нержавеющей стали нержавейка

Большую часть изделий мы делаем из нержавеющей стали. В обязательном порядке из нержавейки изготавливается второе дно дымника - эта деталь принимает на себя горячий дым из трубы, поэтому требования к антикоррозийной защите здесь повышенные.

Иногда наши клиенты пытаются проверить качество нержавеющей стали с помощью магнита - есть такой "народный способ". Но не спешите обвинять поставщика в обмане, если вдруг обнаружили магнитные свойства у "нержавейки". На самом деле сейчас выпускается более 250 марок стали, которая имеет общее название "нержавеющая", но по составу и свойствам сильно отличается и вполне может быть магнитной.

Современная классификация нержавеющей стали

Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий.

Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.

Первый условный тип разбиения на группы:

• Пищевая
• Жаропрочная сталь
• Кислотостойкая сталь

Второй тип классификации - по микроструктуре:

• Аустенитные (Austenitic) - не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
• Мартенситные (Martensitic) - значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии.
• Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами.

Маркировка нержавеющей стали

В России и странах СНГ принята буквенно-цифровая система, согласно которой цифрами обозначается содержание элементов стали, а буквами - наименование элементов. Общими для всех обозначениями являются буквенные обозначения легирующих элементов: Н - никель, Х - хром, К - кобальт, М - молибден, В - вольфрам, Т - титан, Д - медь, Г - марганец, С - кремний.

Стали нержавеющие стандартные, согласно ГОСТ 5632-72, маркируют буквами и цифрами (например, 08Х18Н10Т). В США существует несколько систем обозначения металлов и их сплавов. Это объясняется наличием нескольких организаций по стандартизации, к ним относятся АMS, ASME, ASTM, AWS, SAE, ACJ, ANSI, AJS. Вполне понятно, что такая маркировка требует дополнительного разъяснения и знания при торговле металлом, оформлении заказов и т. п.

Европа (EN)	Германия (DIN)	США (AISI)	Япония (JIS)	СНГ (ГОСТ)
	X6CrNiMoTi17-12-2


Из всего многообразия марок мы используем в своём производстве три основные - AISI 304, AISI 316 и AISI 430.

Подробнее про марки нержавеющей стали, которые мы используем



• Нержавейка AISI 430 (Российский стандарт 12Х17);

Из-за низкого содержания углерода - самая пластичная, сравнительно легко гнётся. Высокий процент хрома обеспечивает высокий уровень защиты. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Нержавейку AISI 430 мы используем для гибки планок, декоративных изделий, заборных колпаков, дымников (если нет газа и дизеля), внешней изоляции дымоходов на сэндвич трубах.

• Нержавейка AISI 304 (Российский стандарт 08Х18Н10);

Это самая востребованная нержавейка, которая пользуется большим спросом во всех отраслях промышленности, втом числе и нашем гибочном производстве. Имеет высокий уровень устойчивости к коррозии. У нас основное применение такого вида нержавейки - это дымники, проходка дизель и газ, внутренняя труба на сэндвич трубах для дымохода и в других изделиях, которые будут использоваться в агрессивных средах. Нержавеющая сталь марки AISI 304 является хромоникелевой и относится к аустенитной группе сталей, то есть является не магнитной. Так же как ее аналоги стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и др.

Однако при определенных физических воздействиях металлопрокат данной группы может проявлять магнитные свойства. Так, например, при сварке любого типа, под воздействием высокой температуры, происходит выгорание легирующих элементов и изменение структуры металла в месте сварного шва. Соответственно в этом месте металл начинает проявлять магнитные свойства. Изменение структуры кристаллической решетки металла также происходит при механическом воздействии, как то ковка металла, накатка резьбы, воздействие прессом, изгиб металла и т.д. Что также ведет к проявлению магнитных свойств. При этом общие химические и физические свойства стали не меняются.


• Нержавейка AISI 316 (10Х17Н13М2);

Нержавейка AISI 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, но её использование необходимо для изделий, работающих при высокой температуре (дымники). Гнётся плохо.

Помимо изготовления материалов из нержавеющей стали, мы также продаём дымоходы «Вулкан» - здесь тоже всё непросто по выбору марки нержавеющей стали. Например, для изготовления линейных труб и фасонных изделий (тройники, отводы, кронштейны и т. д.) используются высоколегированные нержавеющие аустенитные стали, специально разработанные для применения в условиях агрессивной среды. Внутренний контур элементов дымохода изготовляется из стали марки AISI 321, обладающей повышенной жаростойкостью (до 850°С), механической и химической прочностью. Внешний контур - из аустенитной полированной нержавеющей стали AISI 304. За счет повышенной доле никеля в ее формуле, сталь AISI 304 является глубоко аустенитной - те есть стабильной по структуре и не склонной к межкристаллитной коррозии. Помимо этого, сталь устойчива к воздействию окружающей среды, перепадам температуры, может использоваться в любых климатических условиях.

Магнитность - немагнитность нержавейки зависит от содержания никеля в ее составе. Классическая нержавейка - 12х18н10т, в ней десять процентов никеля. Если процент никеля снизить до 9 и ниже то нержавейка начинает магнитить, даже если это нержавейки аустенитного класса. Например 06Х22Н6Т. В ней всего 6 проц. никеля - она магнитит. И структура ее состоит не из чистого аустенита, а из смеси аустенита с ферритом (который магнитит). Но все же немного теории - когда в железо добавляют хром, то после 12...13 процентов хрома резко, скачком увеличивается коррозионная стойкость сплава. То есть, при 10 процентах хрома коррозионная стойкость еще низкая, а при 13 процентах - на порядок выше. И неважно какую структуру имеет сталь (хоть аустенит, хоть феррит, хоть мартенсит). Казалось бы - чем больше хрома тем лучше? Нет.


Выбор марки нержавеющей стали в нашем случае определяется выбором по следующим характеристикам:
• пластичность (для гибки сложного профиля)
• способность к сварным соединения
• коррозионная стойкость на высоких температурах

ГОСТ			Магнитность	Характеристики	Примеры применения
08Х18Н10		304		Сталь с низким содержанием углерода, аустенитная незакаливаемая, устойчивая к воздействию коррозии, немагнитная в условиях слабого намагничивания, (если была подвергнута холодной обработке). Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллической коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электро-полировке.	Установки для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической, бумажной промышленности. Мы используем при изготовлении дымников, проходки дизель и газ, внутренних труб на сэндвич-трубах для дымохода и в других изделиях, которые будут использоваться в агрессивных местах.
				Сталь аустенитная незакаливаемая, особенно пригодная для сварных конструкций. Отличается высокой устойчивостью к воздействию межкристаллической коррозии, используется при температуре до 425°С. По химическому составу отличается от 304 почти вдвое меньшим содержанием углерода.	Находит те же применения, что и AISI 304, для изготовления сварных конструкций и в отраслях, где необходима устойчивость к воздействию межкристаллической коррозии.
08Х17Н13М2				Сталь аустенитная незакаливаемая, наличие молибдена (Мо) делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Также и технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден.	Химическое оборудование, подвергающееся особенно сильным воздействиям, инструмент, вступающий в контакт с морской водой и атмосферой, оборудование для проявления фотопленки, корпусы котлов, установки для переработки пищи, емкости для отработанных масел для коксохимических установок.
03Х17Н14М2				Сталь, аналогичная AISI 316, аустенитная незакаливаемая, с очень низким содержанием углерода С, особенно подходит для изготовления сварных конструкций. Обладает высокой устойчивостью к межкристаллической коррозии, используется при температуре до 450°С. По химическому составу отличается от 316 почти вдвое меньшим содержанием углерода.	Находит те же применения, что и AISI 316, для изготовления сварных конструкций, где необходима высокая устойчивость к воздействию коррозии. Особенно пригодна для производства пищевых продуктов и ингридиентов (майонез, шоколад и т.д.)
10Х17Н13М2Т				Наличие титана (Ti), в пять раз превышающего содержание углерода С, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов. Титан (Ti), действительно, образует с углеродом карбиды, которые хорошо распределяются и стабилизируются внутри кристалла. Обладает повышенной устойчивостью к межкристаллической коррозии.	Детали, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур и к среде с присутствием новых ионов хлора. Лопасти для газовых турбин, баллоны, сварные конструкции, коллекторы. Применяется в пищевой и химической промышленности.
08Х18Н10Т				Сталь хромоникелевая с добавкой титана (Ti), аустенитная незакаливаемая, немагнитная, особенно рекомендуется для изготовления сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С, устойчива к коррозии.	Коллекторы сброса для авиационных моторов, корпусы котлов или кольцевые коллекторы оборудования для нефтехимической промышленности. Компенсационные соединения. Химическое оборудование и оборудование, устойчивое к высоким температурам.
			+	Базовая хромистая ферритная сталь с улучшенной способностью к глубокой вытяжке, незакаливаемая. 18% Cr. Магнитит!	Товары повседневного использования, кухонное оборудование, декор, отделка, контейнеры для отжига латуни, горелки для нафты, резервуары и цистерны для азотной кислоты. Мы используем для гибки планок, декоративных изделий, заборных колпаков, дымников (если нет газа и дизеля), внешней изоляции дымоходов на сэндвич-трубах.

Краткая схема марок нержавейки (классификация AISI)

Доброго времени суток, дорогие винокуры! Недавно мы столкнулись с удивительным для нас явлением. Некоторые детали оборудования сделанного из нержавеющей стали марки AISI 304 магнитятся и ржавеют. Что нас очень озадачило и удивило. Соответственно мы решили в этом вопросе разобраться подробней и вот что выяснилось.

Нержавеющая сталь марки AISI 304 является хромоникелевой и относится к аустенитной группе сталей, то есть является не магнитной. Так же как ее аналоги стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и др.

Однако при определенных физических воздействиях металлопрокат данной группы может проявлять магнитные свойства. Так, например, при сварке любого типа, под воздействием высокой температуры, происходит выгорание легирующих элементов и изменение структуры металла в месте сварного шва. Соответственно в этом месте металл начинает проявлять магнитные свойства. Изменение структуры кристаллической решетки металла также происходит при механическом воздействии, как то ковка металла, накатка резьбы, воздействие прессом, изгиб металла и т.д. Что также ведет к проявлению магнитных свойств. При этом общие химические и физические свойства стали не меняются.

Теперь по поводу ржавчины. В первую очередь ржавчина может проявиться на сварочном шве. Из-за чего это может произойти. В процессе сварки на поверхности шва образуется пленка, которая имеет малую сопротивляемость к агрессивной среде, вот она то и может покрыться коррозией, то есть ржавчиной. Также ржавчина может проявиться мелкими пятнами и на самом металле. Это происходит из-за способа обработки металла, так сказать наведения красоты. После сварки конструкция зачищается стальной корщеткой, наводятся так называемые риски. Микрочастицы от этой щетки застревают в более мягкой нержавейке, они то и проявляются ржавыми пятнышками при взаимодействии с влагой, содержащейся, в том числе и в воздухе. Оба эти вида коррозии удаляются элементарно с помощью полировальной губки и больше не проявляются.

В общем, в процессе изучения этих вопросов мы поняли одно, физика наука интересная и увлекательная, которая не раз нас еще удивит!

С уважением, коллектив магазина НОВАТРА!

Информация взята из научных источников.