Почему некоторые крепежи из нержавеющей стали магнитятся и влияет ли это на защиту от коррозии

Крепеж из нержавеющей стали считается одним из самых надежных и долговечных решений для тех, кто ценит качество и стабильность. Однако, если более подробно рассмотреть этот вопрос, становится очевидным один неожиданно интересный парадокс. Множество людей убеждены, что нержавеющая сталь не должна иметь магнитные свойства, но на практике все не так однозначно, как может показаться на первый взгляд. На собственном опыте я убедился в этом, и теперь готов поделиться тем, что узнал.

Почему нержавеющая сталь магнитится?

На 16.12.2023 стало заметным, что существует устоявшееся точка зрения о том, что качественная нержавеющая сталь не обладает магнитными свойствами. В целом, магнитная проницаемость данного материала действительно сопоставима с проницаемостью вакуума. Тем не менее, в ходе некоторых технологических процессов изделия из нержавеющей стали могут начать проявлять магнитные свойства. Уровень магнитной активности нержавейки зависит от её химического состава и фазовой структуры. В рамках общего термина «нержавеющая сталь» объединяются различные виды сплавов, которые могут содержать в своем составе феррит, мартенсит или аустенит, а также их комбинации. Именно пропорции этих компонентов определяют свойства стали, включая её реакцию на магнитное поле.

• Аустенитные стали. Ярким представителем этой группы считается сталь марки AISI 304, которая активно используется в пищевой промышленности, для хранения жидкостей, изготовления кухонной утвари и холодильного оборудования. Эта сталь известна своей высокой коррозионной стойкостью, что делает её востребованной во множестве отраслей.
• Аустенитно-ферритные стали. В состав этих сплавов входят такие элементы, как хром и никель, а также легирующие компоненты, такие как титаны, молибдены, медь и ниобий. Они обладают высокой прочностью и устойчивостью к коррозионному растрескиванию, что делает их идеальными для применения в строительных и сложных производственных процессах.

Если вы ищете надежный крепеж, такие как болты и гайки, обратите внимание на наш каталог — https://krep-shop.ru/katalog/

Магнитные нержавеющие стали

Магнитные свойства нержавеющих сталей объясняются наличием в их составе ферромагнитных фаз — мартенсита и феррита. Эти материалы способны притягиваться к магниту, так же как стандартная углеродистая сталь, и при этом они сохраняют свою устойчивость к коррозии. К магнитным нержавеющим сталям относятся хромистые и хромоникелевые сплавы следующих категорий:

• Мартенситные стали. Эти стали становятся очень прочными после термической обработки и находят широкое применение в производстве столовых приборов, абразивных материалов и в машиностроении. Примеры таких сталей — марки 20Х13, 30Х13 и 40Х13 — используются для создания инструментов и компонентов, работающих под высоким давлением и нагрузками. Сталь марки 20Х17Н2 известна своей высокой устойчивостью к коррозии и может применяться в условиях повышенной влажности.
• Ферритные стали. Эти сплавы имеют пониженное содержание углерода по сравнению с мартенситными, что делает их более податливыми в обработке. Наиболее распространенный пример — сталь AISI 430, обладающая магнитными свойствами и широко применяемая в пищевой промышленности для создания оборудования.

Магнитная аномалия

Нержавеющая сталь давно завоевала репутацию волшебного материала благодаря своей высокой устойчивости к коррозии. Поэтому, когда речь заходит о крепеже из широко используемой стали марки A2 (AISI 304) или A4 (AISI 316), большинство людей уверены, что такая сталь вообще не магнитится. Тем не менее, замечать, как магнит неожиданно притягивается к вашему винту или болту, может вызвать недоумение и заставить задуматься: «Действительно ли это нержавеющая сталь?»

На практике, такой магнитный парадокс — это вполне обычное явление, а его причина кроется в химическом составе и кристаллической структуре стали. Нержавеющая сталь является сложным сплавом на основе железа с добавлением хрома, никеля и, в зависимости от марки, других элементов. Хром играет ключевую роль, способствуя образованию защиты в виде оксидной пленки, которая предотвращает коррозию. Однако что можно сказать о магнитных свойствах? На них влияет не столько химический состав, сколько организация этих элементов в кристаллической решетке.

Рассмотрим три главные категории нержавеющей стали:

• Ферритная сталь. Она имеет магнитные свойства, хотя используется в крепеже достаточно редко.
• Мартенситная сталь. Также обладает магнитными свойствами и выделяется большей твердостью, что делает её популярной в производстве ножей и различных инструментов.
• Аустенитная сталь (А2, А4). Это наиболее распространённый выбор для крепежных элементов, известный отсутствием магнитных свойств.

Тем не менее, существует интересный факт: аустенитные стали могут стать магнитными! Это происходит, когда механическая обработка, например, резка или шлифовка, меняет их микроструктуру, преобразуя некоторую часть аустенита в феррит или мартенсит. Таким образом, несмотря на начальное отсутствие магнитных свойств, винт или болт может начать немного магнититься после обработки.

Тонкости обработки

Магнитные свойства нержавеющей стали часто проявляются в результате механической обработки. Процессы резки, шлифовки или других видов деформации способны изменять кристаллическую структуру стали. Это явление особенно характерно для аустенитных сталей. Металл может упорядочиваться частично в ферритные или мартенситные фазы, что и приводит к появлению магнитных свойств. Следовательно, ваш нержавеющий болт в процессе производства мог не иметь магнитных свойств, но после определённых обработок он может неожиданно начать притягивать магнит.

Также важно учитывать потенциальные последствия неверной термообработки, которая может изменить микроструктуру металла. Например, если закалка или отжиг проводятся с отклонениями от стандартов, это может привести к превращению аустенита в феррит, придавая ему магнитные свойства.

Как определить нержавеющую сталь?

Визуальный осмотр: Нержавеющая сталь обычно имеет характерный серебристо-серый цвет с блестящей и отражающей поверхностью. Тем не менее, это не является самым надежным признаком, поскольку у других металлов может быть схожий вид.

Проверка нержавейки магнитом: Это можно сделать путем определения силы притяжения: если магнит притягивает изделие, это может означать, что оно изготовлено из магнитного сорта стали.

Штампы или гравировки: Изделия из стали часто имеют маркировку или гравировку, указывающие на их подобие или состав. Обратите внимание на символы или числа, которые могут дать представление о типе сплава.

Устойчивость к ржавчине: Если металл имеет следы ржавчины, это может означать, что перед вами не нержавеющая сталь.

Сравнение веса: Нержавеющая сталь обычно тяжелее более распространенных металлов, таких как алюминий.

Испытание искрами (для специалистов) может проводиться в промышленных условиях. Различные марки сплавов создают уникальные искры.

Химическое тестирование (лабораторно): В лабораторных условиях можно провести химические тесты для определения точного состава. Этот способ является самым точным, хотя и менее практичным для идентификации в обыденных условиях.

Важно понимать, что все эти методы могут предоставить подсказки, но не дают абсолютно точного ответа. В случае необходимости точной идентификации рекомендуется обратиться к экспертам или использовать специализированное оборудование. Кроме того, стандарты и спецификации могут варьироваться в зависимости от региона или конкретной отрасли.

Почему магнетизм важен для нержавеющей стали

Определение свойств нержавеющей стали влияет на выбор подходящей марки для различных применений.

1. Идентификация и сортировка: Магнитные свойства являются удобным способом идентификации и сортировки разных типов нержавеющей стали. Это может быть особенно актуально для эффективного разделения сплавов при переработке.
2. Применения в электромагнитных устройствах: Такие сорта стали используются в производстве трансформаторов, индуктивностей и магнитных клапанов. Их способность намагничиваться делает эти материалы незаменимыми в работе электромагнитных устройств.
3. Процессы разделения (сепарирования): В отраслях, где практикуется разделение ферромагнитных и немагнитных материалов, такие как горнодобывающая, перерабатывающая и обработка отходов, могут использоваться свойства определенных магнитных марок в магнитных сепараторах.
4. Кухонная утварь и техника: Магнитные марки часто предпочтительнее для индукционной посуды, так как они обеспечивают эффективный перенос магнитной энергии, равномерно и быстро нагревая посуду.
5. Магнитный отклик как индикатор: Он может служить индикатором состава и, в некоторой степени, механических свойств. Например, наличие ферритной или мартенситной фаз может влиять на твердость и прочность изделия.
6. Защита от магнитных помех: Это крайне важно для чувствительного электронного оборудования или медицинских устройств. Чтобы избежать разрушительных влияний на электронику, предпочтение отдается немагнитным маркам стали.

Таким образом, магнитные свойства нержавеющей стали играют существенную роль в области применения данного материала. Инженерам, конструкторам и производителям необходимо учитывать эти свойства как в крупных производственных процессах, так и в более мелких бытовых задачах.

Какая нержавеющая сталь обладает магнитными свойствами

Если магнит притягивается к поверхности металлического изделия, это вовсе не означает, что оно изготовлено из углеродистой стали. Многие виды нержавеющей стали также обладают ферромагнитными свойствами.

Ферритная

Если массовая доля хрома в сплаве составляет 17% и более, она принимает ферритную структуру при любых условиях температуры. В таких сплавах отсутствует никель, который в свою очередь способствует превращению структуры в аустенит. Преимущество ферритной стали заключается в ее доступности, однако у нее есть недостаток — предрасположенность к межкристаллической коррозии.

Для повышения устойчивости к химически агрессивным веществам в состав могут добавляться марганец и кремний. Эти компоненты входят в состав сталей AISI 400-х серий.

Мартенситная

Вопрос о том, магнитится ли нержавейка, не возникает при рассмотрении мартенситной стали — ответ очевиден: магнит начинает действовать. Эти сплавы могут быть как высокомарганцевыми, так и низкомарганцевыми (содержание углерода колеблется от 0,1 до 1,2%). Благодаря своей высокой твердости, металл используют для производства хирургических инструментов. Износостойкость мартенситной нержавеющей стали делает её особенной для изготовления насосов, клапанов и другого оборудования.

Ферритно-мартенситные

В данном случае также не потребуется проводить эксперименты, чтобы понять, прилипает ли магнит к нержавейке. Притяжение будет выраженным благодаря тому, что в металле присутствуют как фазы мартенсита (от 15%), так и феррита. Примером таких коррозионно-стойких сталей является марка AISI 430.

В основном такие сплавы используются для производств деталей с применением метода холодной деформации, включая высадку, штамповку, вытяжку или гибку.

Как идентифицировать металл

Коррозионностойкая сталь может как проявлять, так и не проявлять магнитные свойства. Рассмотрим, как можно проверить нержавеющую сталь в условиях домашнего использования.

Для начала стоит отметить, что не каждый магнит способный притягивать нержавеющую сталь. Для обеспечения чистоты эксперимента лучше использовать элемент с высокой силой притяжения, такими свойствами обладает неодимовый магнит. Такого рода перманентный магнит представляет собой сплав редкоземельных металлов и неодима.

Если магнит найти сложно, не стоит отчаиваться: существуют альтернативные методы. Одним из них является химический анализ, который позволяет идентифицировать металл, не разбираясь, магнитится ли он или нет. Суть заключается в химическом взаимодействии реагента с металлической основой. Перед началом анализа нужно очистить металл до блеска и капнуть на поверхность концентрированный медный купорос. Если после этого поверхность приобретает красноватый оттенок, это будет указывать на то, что вы имеете дело с нержавеющей сталью.

Даже если магнит показывает слабую магнитную активность, установить принадлежность металла возможно с помощью 2% раствора уксусной кислоты. Достаточно просто положить металлический образец в раствор на несколько дней. Это время будет вполне достаточным, для появления следов ржавчины на металлической поверхности. Если поверхность остается неизменной, значит перед вами нержавеющая сталь. Оба метода проверки довольно просты для реализации в домашних условиях.

Не уверены, какой тип нержавеющей стали магнитит? Вы можете определить коррозионно-стойкий сплав, исследуя его предназначение. Из этого материала изготавливают:

• нейтральное оборудование;
• посуду;
• оборудование для химической промышленности;
• детали для авиационной отрасли;
• медицинское оборудование.

В этих случаях вам не должно беспокоить, магнитится ли сталь или нет. Такие изделия не создаются из углеродистой стали.

Выше описаны готовые продукты, но для их создания нужны стальные полуфабрикаты — такие как стальные листы, круги, квадраты, трубы и многое другое. В Москве такую продукцию можно приобрести у компании Стальресурс.

На наших клиентах не должно сказаться, магнитится ли нержавейка или нет. Они точно знают, за что платят, поскольку в сопроводительной документации всегда указана марка стали, её количество и прочие параметры.

Что такое “нержавейка” на самом деле

Пришло время разобраться, что представляет собой так называемая пищевая нержавейка, почему она может иметь магнитные свойства и откуда берутся желтые пятна. Итак, по порядку. Вы можете удивиться, но в профессиональной металлургии понятие «пищевая нержавейка» не существует. Это скорее народный термин, который часто употребляется для обозначения стали марки AISI 304. Именно эта сталь в основном используется в пищевой промышленности и для производства большинства бытовых изделий.

В производстве изделий, которые контактируют с пищевыми продуктами или жидкостями, можно применять любой класс нержавеющей стали, так как они все являются нейтральными к воздействиям. Вопросы о выборе материала часто возникают ещё на стадии проектирования. К примеру: каковы условия эксплуатации изделия, какие технологии будут применены во время его производства, какую стоимость будет иметь материал, чтобы не ухудшить качество и при этом уложиться в бюджет.

Например, установки для молочной промышленности в основном изготавливаются из 304-й стали. Наличие никеля в составе этой стали обеспечивает её высокую коррозионную стойкость к щелочам и кислым средам. Это особенно важно для оборудования, так как в циклах очищения используются агрессивные химические вещества, содержащие хлор и щелочь. Без применения 304-й или более дорогой 316-й стали в данном случае не обойтись.

Также довольно часто из 304-й стали изготавливают кастрюли и другую посуду, толщина стенки которой может составлять 0,5 мм и менее, что существенно снижает цену. Здесь учитывается, что сталь должна быть достаточно пластичной и поддаваться формованию. Также необходимо, чтобы она обладала хорошими сварочными свойствами, так как даже лазерная сварка на таких толщах может не сойтись для многих марок стали. Сталь 304 соответствует всем этим критериям. В добавление к этому, её высокая коррозионная стойкость становится дополнительным плюсом, ведь в кастрюле не только готовят еду, но также можно кипятить кухонные тряпки в соде или выполнять другие задачи.

При создании недорогих столовых приборов, таких как вилки и ножи, используется сталь марки 201. По своим характеристикам она близка к 304-й, но более густой никель в ней заменен на марганец. Это приводит к снижению коррозионной стойкости, но делает продукт более доступным с точки зрения цены. Ложки и вилки, как правило, имеют бюджетную стоимость, и, поскольку они обычно находятся в сухом состоянии и не контактируют с агрессивными средами, для их производства прекрасно подойдет сталь марки 201. Эта же сталь используется для изготовления котлов, сковородок и других приборов для общественного питания, которые успешно справляются с задачами при значительно более низкой стоимости по сравнению, например, с 304-й сталью.

Проверка магнитом

Ещё одной маркой стали, которую мы используем, является сталь с индексом 430 (также известная как ферромагнитный сплав). Фирменная особенность этой стали — она имеет магнитные свойства. Пожалуй, многие незнакомые с темой люди полагают, что можно определить нержавеющую сталь по действию магнита: если он притягивается, значит, это черный металл; если нет, то это нержавейка. Однако это мнение далеко от истины. Нержавеющие стали 200-х и 300-х серий относятся к аустенитным сплавам, которые либо слабо магнитятся (например, 201 ст.), либо не магнитятся вообще (например, 304 ст.). Марки стали 400-х серий являются ферромагнитными и ведут себя так же, как и другие железные сплавы с точки зрения магнитного взаимодействия. Это больше достоинство, чем недостаток.

Выбор и аргументы нашего технолога

Большинство перегонных кубов мы производим из стали 430-й марки, которая демонстрирует высокую коррозионную стойкость к средам, содержащим серу (данный аспект крайне важен, поскольку наша работа связана с серными соединениями). Высокая механическая прочность, магнитные свойства, обеспечивающие возможность работы кубов на индукционных плитах, и более доступная цена, благодаря отсутствию никеля — вот главные преимущества стали 430-й марки. В промышленности этот тип стали находит множество применений — в пищевой, нефтехимической и спиртовой отраслях. Можно вспомнить еще массу примеров, однако это уже отдельная история, а настоящая статья посвящена материалам, на которых мы основываем производство наших изделий.

Тем не менее, иногда на изделиях может появиться желтый налет в зонах сварки у конденсирующих трубок или внутри теплообменников, где происходит циркуляция охлаждающей жидкости. Это можно назвать «ржавчиной», хотя не все осознают её природу. Коррозионные процессы имеют место и в нержавейке, однако они не столь выражены, как у черных металлов, и проявляются локально.

Как правило, желтый налет или оксидная пленка возникает не из-за коррозии, а из-за состава используемой воды, которая содержит химические элементы в растворенном виде, включая железо. Это могут быть двухвалентные и трехвалентные соединения. При взаимодействии с кислородом они окисляются и осаждаются на поверхности в виде желтоватого налета (оксидной пленки). Обычно это происходит вокруг сварных швов.

В результате сварки структура металла в этих местах становится более пористой, и частицы окислов задерживаются в порах, притягивая новые частички. Так и возникает желтый налет, который не влияет на эксплуатационные характеристики. Если он доставляет неудобства, его можно легко удалить масляной тряпкой. Подобное также может происходить внутри холодильников, где проточная вода охлаждает горячие трубки. При внимательном рассмотрении можно выявить подобные образования на материалах, которые, как считается, не подвержены коррозии, например, плитка, пластик, раковины, унитазы.

Люди обычно начинают переживать по этому поводу из-за нехватки информации. Понимание материалов и процессов в любой области нашей жизни способствует нашему спокойствию и обоснованным решениям. Надеемся, что данная статья оказалась для вас полезной. Берегите себя, будьте здоровы и старайтесь получать только проверенную информацию!