Притягивает ли магнит сталь

Обновлено: 09.05.2024

Иногда возникает необходимость в определении марки стали. Например при покупке китайских инструментов потребитель сомневается: сверла и ключи сделаны из коррозионно-стойкого сплава или из чего-то другого?

Бытует мнение, что «нержавейка» – это сталь, которая не магнитится, соответственно, можно провести проверку магнитом. На самом деле это не так, поскольку есть много сортов нержавеющей стали, которые магнитятся.

Разберем в статье: должна ли нержавейка магнитится?

Нержавейка — это сталь с низким содержанием углерода, добавками никеля, хрома, марганца и других элементов, препятствующих окислению железа. Атомы связываются в молекулярных соединениях, не допускающих химических реакций с водой, кислородом, кислотами и щелочами.

Материалы, которые притягиваются к магнетикам, называют магнитными. К ним относятся:

Заметное притяжение возникает у ряда редкоземельных металлов и минералов, иногда для этого нужны специальные условия, например низкие температуры или электрический ток. Внешние электроны атомов у этих элементов ориентируются определенным образом и при накоплении магнитных моментов деталь сама может стать магнитом.

На самом деле все вещества в той или иной степени взаимодействуют с магнитными полями, но у других металлов электроны соседних атомов производят разнонаправленные усилия: отталкивают и притягивают. Без установленного порядка результирующая сила оказывается незначительной. Магнитная восприимчивость вещества обозначается символом Ϟ. В зависимости от величины коэффициента действует классификация:

Должна ли магнититься нержавеющая сталь? Введение легирующих добавок приводит к образованию карбидов, соединений железа, интерметаллических включений. Даже если отдельные элементы обладают магнитными свойствами, в таких связках это происходит не всегда. В области магнетизма до сих пор совершаются открытия. Например, под давлением железо становится немагнитным, но добавки никеля возвращают притяжение.

Нержавейка, которая не магнитится

Магнетизм зависит не от марки стали, а от класса, обусловленного формой кристаллической решетки. В хромоникелевых и хроммарганценикелевых железо перестает быть магнетиком.

Не реагируют на притяжение следующие классы:

Аустениты

Это растворы внедрения, при которых атом углерода помещается внутрь ячейки железа, а железо при этом замещается легирующими элементами. Обычные углеродистые стали находятся в таком состоянии лишь при высоких температурах, но большое содержание хрома и никеля делает это возможным в нормальных условиях. К аустенитам относят наиболее популярные марки: AISI 304, AISI 316. Из этих сплавов изготавливают посуду, сантехническую арматуру, отсутствие чувствительности к магнитному полю позволяет производить корпуса высокоточных приборов, панели оборудования.

Аустенитно-ферритные стали

Двухкомплексные составы, в которых объединяется стойкость к межкристаллической коррозии и прочность ферритов. Концентрации марганца выше 9% также делают металл немагнитным. Самые известные марки: AISI 201 и AISI 202. Они были разработаны в качестве альтернативы дорогостоящим аустенитам: снижение доли никеля отражается на цене, а улучшенные прочностные характеристики позволяют изготавливать детали меньшего веса. В России созданы сплавы специального назначения: ЭИ67 (03Х22Н6М2) для транспортировки минеральных удобрений, и Avesta2205 для изготовления резервуаров наливных судов, транспортирующих серную и фосфорную кислоту.

Эти нержавейки легко протестировать с помощью магнита: они покажут нулевую реакцию. В таком случае потребитель может быть спокоен. Но как быть с нержавеющими ножами, которые крепятся на магнитные держатели?

Нержавеющие стали, которые магнитятся

В некоторых случаях железо в составе сплава проявляет магнетические свойства, и здесь проверка народным методом только введёт в заблуждение. Но сомнения в качестве товара будут необоснованны.

К ферромагнетикам относят два класса стали и их промежуточные варианты:

Ферриты

В хромистых сплавах нет никеля, который превращает структуру в аустенит. С одной стороны это недорогие материалы, но с другой — они склонны к межкристаллической коррозии. Для повышения стойкости к агрессивным веществам в состав добавляют марганец, кремний и другие элементы. Все марки AISI 400-й серии — ферриты.

Мартенситы

Мартенситное превращение происходит при отпуске аустенитной стали. Состав остается тем же, но кристаллы приобретают упорядоченную структуру, а сплав высокую прочность и способность к самовосстановлению при незначительных деформациях. Свойства этого состояния мало изучены, однако хромоникелевый сплав становится ферромагнетиком при выполнении специфических условий. Превращению способствуют присадки вольфрама и молибдена. Рядовые покупатели редко сталкиваются с подобным материалом, он необходим для изготовления хирургических инструментов, роторов, промышленного оборудования.

Ферритно-мартенситные стали

В структуре сплава присутствуют фазы мартенсита (от 15%) и феррита. Наиболее распространенная: AISI 430.

Важное практическое значение у магнитных качеств нержавейки отсутствует, скорее они ограничивают применение вблизи точных приборов и везде, где используется электромагнитное поле: компьютеры, электроинструмент, транспорт, нефтепереработка. Тем не менее мысль очумелых ручек не знает границ. С помощью кусочка магнита можно обеспечить порядок при хранении нержавеющих деталей, плотное прилегание москитных сеток на садовом участке.

Как определить нержавеющую сталь

Главное свойство нержавейки — химическая инертность, а вовсе не магнетизм. Если следовать логике, то в определении сплава такой тест должен быть первоочередным.

Самые простые испытания для выявления подделок:

Капля медного купороса. Алгоритм основан на том, что железо активнее меди и вытесняет ее. Таким образом Fe+CuSO₄ = FeSO₄+Cu. Медь осядет на поверхности в виде красноватого налета.
Хлорид натрия. Концентрированный раствор поваренной соли способен вывести на чистую воду сплав, не устойчивый к щелочам.

Теплопроводность легированной стали ниже, чем у углеродистой. Следовательно вода в такой посуде нагревается медленнее.
Плотность соответствует заявленной. Закон Архимеда о вытесняемых жидкостях обрастает притчами: корона вытеснила меньший объем воды, чем слиток, который пошел на ее изготовление. Следовательно мастер разбавил золото медью.

При сварке карбиды выгорают, а в нержавейке их меньше. Шлифовка болгаркой должна показать светлые белые искры.

Подобные способы помогут установить действительно ли изделие выполнено из нержавейки, но не определяют пищевую сталь или марку. Например AISI 204 выглядит как AISI 304, но не является полноценным аналогом. Из нее нельзя изготавливать конструкции, применяемые в морском климате. Для производства дымоходов используют жаростойкие сплавы, так как на них одновременно воздействует температура и продукты горения, имеющие кислотную природу.

Даже если изделие имеет отношение к нержавейке, срок его службы может значительно сократиться. Лучший из возможных вариантов: выбирать проверенных производителей, приобретать продукцию, имеющую сертификаты качества.

Какие металлы не магнитятся и почему?

Любой ребенок знает, что металлы притягиваются к магнитам. Ведь они не раз вешали магнитики на металлическую дверцу холодильника или буквы с магнитиками на специальную доску. Однако, если приложить ложку к магниту, притяжения не будет. Но ведь ложка тоже металлическая, почему тогда так происходит? Итак, давайте выясним, какие металлы не магнитятся.

Научная точка зрения

Чтобы определить, какие металлы не магнитятся, нужно выяснить, как все металлы вообще могут относиться к магнитам и магнитному полю. По отношению к внесенному магнитному полю все вещества делят на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Они непрерывно движутся, что создает магнитное поле. Магнитные поля электронов одного атома могут усиливать друг друга или уничтожать, что зависит от направления их движения. Причем скомпенсированы могут быть:

Магнитные моменты, вызванные движением электронов относительно ядра – орбитальные.
Магнитные моменты, вызванные вращением электронов вокруг своей оси - спиновые.

Если все магнитные моменты равны нулю, вещество относят к диамагнетикам. Если скомпенсированы только спиновые моменты - к парамагнетикам. Если поля не скомпенсированы – к ферромагнетикам.

Парамагнетики и ферромагнетики

Рассмотрим вариант, когда у каждого атома вещества есть свое магнитное поле. Эти поля разнонаправлены и компенсируют друг друга. Если же рядом с таким веществом положить магнит, то поля сориентируются в одном направлении. У вещества появится магнитное поле, положительный и отрицательный полюс. Тогда вещество притянется к магниту и само может намагнититься, то есть будет притягивать другие металлические предметы. Так, например, можно намагнитить дома стальные скрепки. У каждой появится отрицательный и положительный полюс и можно будет даже подвесить целую цепочку из скрепок на магнит. Такие вещества называют парамагнитными.

Ферромагнетики - небольшая группа веществ, которые притягиваются к магнитам и легко намагничиваются даже в слабом поле.

Диамагнетики

У диамагнетиков магнитные поля внутри каждого атома скомпенсированы. В этом случае при внесении вещества в магнитное поле к собственному движению электронов добавится движение электронов под действием поля. Это движение электронов вызовет дополнительный ток, магнитное поле которого будет направлено против внешнего поля. Поэтому диамагнетик будет слабо отталкиваться от расположенного рядом магнита.

Итак, если подойти с научной точки зрения к вопросу, какие металлы не магнитятся, ответ будет – диамагнитные.

Распределение парамагнетиков и диамагнетиков в периодической системе элементов Менделеева

Магнитные свойства простых веществ периодично изменяются с увеличением порядкового номера элемента.

Вещества, не притягивающиеся к магнитам (диамагнетики), располагаются преимущественно в коротких периодах – 1, 2, 3. Какие металлы не магнитятся? Это литий и бериллий, а натрий, магний и алюминий уже относят к парамагнетикам.

Вещества, притягивающиеся к магнитам (парамагнетики), расположены преимущественно в длинных периодах периодической системы Менделеева – 4, 5, 6, 7.

Однако последние 8 элементов в каждом длинном периоде также являются диамагнетиками.

Кроме того, выделяют три элемента – углерод, кислород и олово, магнитные свойства которых различны у разных аллотропных модификаций.

К тому же называют еще 25 химических элементов, магнитные свойства которых установить не удалось вследствие их радиоактивности и быстрого распада или сложности синтеза.

Магнитные свойства лантаноидов и актиноидов (все они являются металлами) меняются незакономерно. Среди них есть и пара- и диамагнетики.

Выделяют особые магнитоупорядоченные вещества – хром, марганец, железо, кобальт, никель, свойства которых изменяются незакономерно.

Какие металлы не магнитятся: список

Ферромагнетиков, то есть металлов, которые хорошо магнитятся, в природе существует всего 9. Это железо, кобальт, никель, их сплавы и соединения, а также шесть металлов- лантаноидов: гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий и тулий.

Металлы, притягивающиеся только к очень сильным магнитам (парамагнетики): алюминий, медь, платина, уран.

Поскольку в быту не встречаются настолько большие магниты, которые бы притянули парамагнетик, а также не встречаются металлы-лантаноиды, можно смело утверждать, что все металлы, кроме железа, кобальта, никеля и их сплавов не будут притягиваться к магнитам.

Итак, какие металлы не магнитятся к магниту:

парамагнетики: алюминий, платина, хром, магний, вольфрам;
диамагнетики: медь, золото, серебро, цинк, ртуть, кадмий, цирконий.

В целом можно сказать, что черные металлы притягиваются к магниту, цветные – не притягиваются.

Если говорить о сплавах, то сплавы железа магнитятся. К ним относят в первую очередь сталь и чугун. К магниту могут притянуться и драгоценные монеты, поскольку они изготовлены не из чистого цветного металла, а из сплава, который может содержать небольшое количество ферромагнетика. А вот украшения из чистого цветного металла к магниту не притянутся.

Какие металлы не ржавеют и не магнитятся? Это обычная пищевая нержавейка, золотые и серебряные изделия.

Нержавейка магнитится или нет? Марки и свойства нержавеющей стали

Нельзя представить отсутствие антикоррозийной стали в современной жизни. Появление нержавеющего сплава позволило сделать большие успехи во многих областях народного хозяйства. Только добавление в состав стали хрома делает ее устойчивой к коррозии. Но при ее использовании у потребителей нередко возникает вопрос: нержавейка магнитится или нет? Вот об этом и поговорим в этой статье.

Что такое антикоррозийная сталь?

Сталь, которая не покрывается при эксплуатации ржавчиной, в народе называется нержавейкой. Ее получают из сплава железа с углеродом и различными легирующими добавками: никелем, хромом, ниобием, титаном. Каждый из этих компонентов усиливает или уменьшает определенные свойства сплава – магнитность, прочность, твердость, пластичность, коррозийность. Главное качество нержавеющей стали – сопротивление коррозии. Оно как раз и зависит от содержания в ней хрома.

Чем больше этого металла в сплаве, тем он меньше подвергается коррозии. Поэтому все стали, проявляющие стойкость к ржавлению, содержат хрома не менее 10,5%. Уникальность этого металла состоит в том, что, вступая в реакцию с кислородом, на поверхности изделия он создает оксидную пленку, которая препятствует реагированию сплава с агрессивными средами. Причем при повреждении поверхности, пленка образуется вновь после окисления хрома кислородом.

Классификация нержавейки

И все же, нержавейка магнитится или нет? В зависимости от состава химических элементов и внутренней структуры она бывает магнитной или нет, и делится на следующие типы:

Ферритные – содержат хрома более 20%, устойчивы к агрессивным средам, наделены магнитными свойствами, доступны по цене, имеют широкое применение.
Аустенитные – не подвергаются коррозии, содержат большое количество никеля и хрома, отличаются гибкостью и прочностью. Легко свариваются, принадлежат к немагнитным сплавам.
Мартенситные – антикоррозийные сплавы могут подвергаться воздействию высоких температур, не выделяют вредных паров, обладают повышенной износоустойчивостью и прочностью.
Комбинированные – особые нержавеющие стали, в которых сочетаются свойства всех перечисленных выше групп. Производятся по индивидуальным заявкам заказчика. Наибольший спрос имеют аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные сплавы.

Следует отметить, что магнитные свойства стали не оказывают влияния на ее коррозийные свойства.

Магнитные свойства материалов

Все материалы по магнитным свойствам делятся на:

Паромагнитики – олово, платина, алюминий увеличивают внешнее магнитное поле за счет совпадения с ним молекулярных токов.
Диамагнитики – медь, серебро, цинк, у них внутреннее поле ослабляет внешнее.
Ферромагнитики – железо, кобальт, никель, в которых сильно усиливается намагничивание даже при слабом воздействии внешнего поля.

Почему магнитится нержавейка? Это происходит тогда, когда магнитное поле снаружи усиливается внутренним. Причем намагничивание будет тем сильнее, чем они интенсивнее будут увеличивать друг друга. Кроме того, магнитные свойства нержавейки зависят как от соотношения легированных добавок, которые входят ее состав, так и от фазового состояния стали.

Как определить изделие из нержавейки?

Многие потребители часто пытаются определить самостоятельно, из какого металла изготовлен тот или иной бытовой предмет. Визуально обычную сталь от нержавейки отличить нельзя, поэтому для проверки принято использовать магнит. Существует мнение, что настоящая антикоррозийная сталь не магнитится. Может ли нержавейка магнититься или нет на самом деле? Всякое бывает. А потому такой способ проверки не дает достоверного результата. Иногда случается, что изделие притягивается к магниту, а служит долго, не изменяя своих качеств.

И наоборот, никак не реагирующее на него, от соприкосновения с водой оно покрывается ржавчиной. Правильно определить коррозийную стойкость можно, исследовав ее химический состав, что в домашних условиях выполнить нереально. Для ограждения себя от подделок, приобретать изделия для домашнего обихода лучше в фирменных магазинах.

Очень часто для производства антикоррозийной стали используются сплавы с большим содержанием хрома, никеля и марганца. Из них производится большое количество различного оборудования и изделий для применения в разных сферах. К немагнитным сталям относятся:

Аустенитные. Из них делают оснащение для судов, холодильников, пищевой промышленности, посуду для кухни и сантехническое оборудование.
Аустенитно-ферритные. Основные достоинства таких сплавов – это прочность и повышенная стойкость к растрескиванию.

Люди чаще всего в быту сталкиваются с оборудованием и изделиями, изготовленными из этих сталей, поэтому на вопрос "Нержавейка магнитится или нет?" и отвечают отрицательно, хотя это неверно.

Антикоррозийные магнитящие стали

К сплавам, которые стойки к ржавчине, но при воздействии магнита сильно притягиваются, относятся:

Мартенситные – материал обладает высокой прочностью, хорошо шлифуется и полируется, очень устойчив к коррозии, прекрасно обрабатывается штамповкой, резкой и сваркой. Кроме изготовления промышленного оборудования, используется для изготовления столовых приборов. Поэтому на вопрос о том, магнитится нержавейка или нет, можно смело отвечать положительно.
Ферритные – самой востребованной маркой стали с магнитными свойствами считается AISI 430, используемая для производства пищевого оборудования.

Использование хромоникелевой стали

Антикоррозийная сталь 12Х18Н10Т принадлежит к экологически чистому и долговечному материалу. В состав хром-никелевого сплава, кроме основного компонента – железа, входит до 19% хрома, обеспечивающего ей сильные антикоррозийные свойства, и 11% никеля, которые переводят ее в класс аустенитов и придает гибкость, прочность и жаростойкость. Благодаря своим характеристикам она находит широкое применение. Многих интересует, сталь марки 12Х18Н10Т магнитится или нет? Она не является магнитной, как и все аустенитные сплавы, и находит применение в следующих отраслях промышленности:

Химической – агрессивные кислоты: уксусная, азотная, фосфорная транспортируются по трубам из этой марки стали.
Пищевой – молочной, мясной, алкогольной.
Машиностроительной – изготовление деталей, контактирующих с кислотами и щелочами, производство сварной аппаратуры, коллекторов выхлопных систем.
Нефтяной – для изготовления труб.

Кроме того, хромоникелевые сплавы используют в топливно-энергетическом секторе. Из них изготавливают печную арматуру, теплообменники.

Заключение

Теперь вы знаете, какая нержавейка магнитится, а какая – нет, и что эти свойства никакого влияния не оказывают на качество приобретенного изделия. В домашних условиях нет возможности проверить, заржавеет купленная вами посуда или сантехническое оборудование, или нет. Все выяснится при эксплуатации. Чтобы не ошибиться в выборе, делайте покупки в крупных торговых точках и у известных производителей.

Магнитится ли нержавеющая сталь и почему?

Магнетизм сталей играет важную роль при применении их в качестве магнитных материалов для электромагнитов, катушек, дросселей, трансформаторов. Но на практике может пригодиться и магнитная нержавейка, вопреки стереотипам о её немагнитности.

От чего зависят магнитные свойства?

Большинство пользователей, имеющих крайне поверхностные знания о магнетизме нержавеющих сталей, ответит отрицательно на вопрос о том, должна ли магнититься нержавейка. Достаточно поднести магнит к раковине из нержавейки, как не последует никакого положительного отклика от самого материала, из которого сработано данное изделие. С большой долей вероятности раковины и унитазы для железнодорожных вагонов сделаны из технической нержавейки, которая не магнитится. Магнитная проницаемость её такова, что магнит не липнет к ней.

Магнитное поле с некоторым значением напряжённости воздействует на оказавшиеся в его зоне доступа предметы так, что намагничивает их. Интенсивность намагничивания растёт с напряжённостью: она равна произведению величин магнитной восприимчивости и напряжённости.

Основываясь на интенсивности намагничивания, магнитные материалы подразделяются на следующие виды:

парамагнетики – магнитная восприимчивость больше нуля;
диамагнетики – эта же величина будет нулевой;
ферромагнетики – материалы, чья восприимчивость к действию магнита отличается существенно большей нуля величиной.

К последним веществам относят железо, кобальт, никель и кадмий, которые интенсивно намагничиваются, находясь в зоне действия магнитного поля. В особую группу попадают усиленные композитные магнетики: неодим, железо и бор в сочетании друг с другом, находясь в определённой пропорции, образуют неодимовые магниты, генерирующие настолько сильные магнитные поля, что оторвать друг от друга такие магниты почти невозможно.

Магнетизм нержавеющей стали связан также с её внутренним структурным строением, включающим в себя аустенитную, ферритную и мартенситную стали. Чем больше конкретного состава в изготовленном изделии (и меньше другого), тем сильнее (или слабее) этот предмет притянется к изделию. На магнитные свойства нержавеющей стали влияет состав нержавейки, которая в разных сочетаниях включена в общий сплав. Разные нержавейки обладают разной структурой.

Какие марки притягиваются?

Нержавейки с хорошей магнитной отзывчивостью магнитятся в том случае, когда в их составе преобладает мартенсит. Он является ферромагнитным материалом. У феррита две фазы, в зависимости от температуры нагрева преобладает та или другая. Феррит становится ферромагнетиком, когда его подогреют до значения, которое несколько ниже температуры Кюри. Стоит эксперимента ради накалить феррит до температуры выше этой точки, как в нём основное место уже отводится значительно разогретой дельта-фазе, являющейся особым парамагнитным материалом.

В основном же намагничивается нержавейка, в которой главное место отводится именно мартенситу. Подобно простым углеродсодержащим стальным сплавам мартенситная сталь активно намагничивается. Собственно, по этой характеристике ее и противопоставляют амагнитным нержавейкам. Свойство нержавейки, при котором она не магнитится, влияет на её коррозионностойкость.

Нержавейка, в составе которой есть феррит или его пропорция с мартенситной сталью, относится, скорее, к ферромагнетикам, чем к немагнитным материалам. Их свойства отличаются заметно, исходя из их состава и фазовых состояний.

Нержавеющие сплавы, чьи магнитные характеристики существенно разнятся, – это составы на основе хрома и никеля. Мартенсит обретает значительную прочность посредством закаливания и отпускания. Такая сталь нашла своё применение в качестве исходного материала для ложек, вилок и ножей, ножниц, столовых кусачек и т. д. Данная сталь также применяется в качестве основного (износоустойчивого) материала в производстве деталей для машин и механизмов. В основном распространены составы с российской маркировкой 20Х13, 30Х13, 40Х13: они выпускаются с применением термообработки, а также подвергаются закаливанию.

Марка 30Х13 обладает меньшей пластичностью, но она тоже магнитится, как и три предыдущих состава.

Сплав 20Х17Н2, отличающийся высокой дозировкой хрома, также подвергается магнитному воздействию. Кроме данного качества, он еще обладает значительной устойчивостью к агрессивному разложению под действием реактивов, к примеру, окислителей. Популярности этому составу также добавляет лёгкость в обработке: его легко штамповать и разрезать. Изделия, изготовленные из данного состава, обладают не менее хорошей свариваемостью.

Магнитный состав, являющийся одним из самых низкоуглеродистых, обладает небольшой твёрдостью, в отличие от мартенситных сплавов. Это и есть состав 08Х13. Его применяют при производстве моек и раковин, ножей-крестовин для мясорубок и прочих кухонных принадлежностей. Вторичная сфера применения, которая взяла своё начало от чисто кухонной и ресторанной, – использование данного сплава в пищевых цехах крупнейших гипермаркетов. Эта сфера применения недоступна обычным домохозяйкам, но она хорошо знакома цеховым рабочим. Магнитные свойства стали не оказывают никакого влияния на целевое качество и соответствие стандартам, в которые она вписывается.

Сталь, состоящая из мартенситных сплавов и ферритов, находящихся при нормальных условиях в свободном состоянии, – 12Х13. Хорошо намагничивается, как и все вышеперечисленные варианты. К магнитным сталям относят также состав AISI 430 (российская маркировка – 08Х17). Он отличается повышенным содержанием хрома – 15% и более.

Нержавейка идёт на выпуск проволочных сеток, труб для перевозки нефтепродуктов, деталей и комплектующих технологических установок газонефтепереработки.

Немагнитная нержавеющая сталь

Не все составы хорошо намагничиваются. Помимо слабомагнитящихся составов, у которых нет выраженного магнетизма, существуют некоторые виды технической стали на основе хрома и никеля (либо хромомарганцевые). Марганец – один из материалов, сводящих магнетизм сталей на нет. Среди немагнитных нержавеек преобладают в основном аустенитные и аустенитно-ферритные.

Аустенитные

Немагнитные аустенитные стали обладают ярко выраженным противодействием агрессивной химической коррозии. Например, если на раковину из такой стали положить раскисший кусок хозяйственного мыла и оставить его растекаться и дальше, то поверхность раковины в этом месте не пострадает даже спустя несколько лет. Технологичное превосходство немагнитных аустенитных сталей позволяет легко её обработать.

К сталям данного подсемейства относят наиболее популярные марки 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т и 12Х21Н5Т. Они обладают высокой дозировкой хрома. При этом никеля в них содержится гораздо меньше, чем в других подобных составах. Чтобы данный аустенитный состав оставался достаточно прочным и пластичным, в него подмешивают медь, молибден, титан и/или ниобий.

Аустенитно-ферритные

К сплавам, отчасти переходящим в ферритные (аустенитно-ферритным), относятся составы 08Х18Н10 (AISI 304), 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Эти составы активно применяются в качестве сырья для производства пищевого оборудования: нержавеющих тарелок, кружек, ножей, ложек и вилок. Они вообще не проявляют никаких магнитных свойств. Если это сантехническое оборудование, то примером станут поручни для бассейнов, однако в качестве основного несущего компонента используют не саму нержавейку, а основу из простой ржавеющей углеродистой стали, на которую нанесён нержавеющий слой (напыление). Ёмкости для холодных и горячих пищевых продуктов, баки для бани также включают в себя тонкую нержавейку, из которой сделаны стенки толщиной от 0,4 до 0,7 мм.

Характерный пример – продуктовые широкогорлые термосы (и узкогорлые для напитков), которым намагничивание вообще не нужно, т. к. оно не имеет для данной посуды никакого практического значения. Немагнитные аустенитно-ферритные и чисто ферритные сплавы важны также для производства холодильного оборудования: отсутствие намагничивания с их стороны позволяет этим приборам работать без сбоев. Наконец, предметы медицинского значения: скальпели, всевозможные зубные щипцы и прочее также производят из аустенитно-ферритных немагнитных сплавов. К таким не прилипают отколовшиеся частички магнита, намагниченные стальная пыль и стружка.

К зарубежным немагнитным сплавам (иностранная классификация) относят следующие составы. Так, AISI 409 (в России это сплав 08Х13) идёт на изготовление грузоперевозочных контейнеров, комплектующих для выхлопной системы автомашин. Углерода в таких сплавах содержится менее 0,3 промилле, что позволяет, например, согнуть выхлопную трубу. Наличие копоти в продуктах отработки двигателя, а также брызг масляной отработки никак не влияет на структуру и прочностные (и иные) характеристики стали, из которой сделана выхлопная труба и трубопроводы, подходящие к глушителю. К тому же на внутренние стенки трубоканалов не налипли бы стальные частицы из изношенных моторных деталей: не все комплектующие двигателей изготовлены из немагнитных материалов.

Как определить материал магнитом?

Казалось бы, нет ничего проще проверки стали на магнетизм путём поднесения магнита. Однако далеко не у всех есть в хозяйстве один или несколько магнитов с разной напряжённостью магнитного поля. Хорошо, когда у пользователя завалялся магнитный сувенир-накладка для дверцы холодильника. Однако используют и альтернативные методы проверки.

Образец испытуемого предмета погружают в 2% раствор уксусной кислоты. Коррозия, если сталь к ней склонна, проявит себя уже через пару дней. Медный купорос, раствор которого оставлен на поверхности предполагаемой нержавейки хотя бы на пару дней, приведёт к тому, что на его месте появится тонкий медный слой (омеднение). При обычной комнатной температуре происходят сульфатация железа и восстановление меди, которая и выпадает на поверхности предмета.

Проверить без магнита, является ли стальной сплав магнитным или немагнитным, можно лишь косвенно, угадав характерные признаки проявления того или иного сплава. Безмагнитный метод не даст абсолютной достоверности ни в одном из конкретных случаев.

Магнитится ли чугун и почему?

Чугун – железный сплав с высоким содержанием углерода. Среди прочих характеристик обывателя интересуют его магнитные свойства. В статье мы рассмотрим, магнитится ли данный металл и почему.

Магнитные свойства

Чугунные изделия разнятся. Одни из них магнитятся, другие остаются невосприимчивыми к влиянию магнитного поля. Железо и сплавы, в которых оно есть, обладают примерно одинаковыми характеристиками. Однако способность чугуна к магнетизму определяется включением в сплав тех или иных элементов. Помимо железа и углерода, в нем могут быть алюминий, хром, никель, марганец, медь.

Углерод в чугуне содержится в разном виде, что определяет тип металла и его характеристики. Поэтому одни разновидности прочнее других, отличаются стойкостью к воздействию разных внешних факторов.

Процентное соотношение составляющих элементов разнится, как и тип примесей. Добавление углерода необходимо для устранения мягкости и пластичности. Его введение в расплавленное железо делает металл прочнее. Кроме того, в сплав включают графит глобулярной формы. Исходя из предъявляемых требований к заготовкам, металл бывает мягко- (ферромагнитным) и парамагнитным. Магнитные свойства структуры бывают первичными и вторичными. Первые – индукция, насыщение, проницаемость в больших полях, температура магнитного взаимодействия. Данные свойства связаны с объемом и составом мягкомагнитных фаз. Они не связаны с их формой.

Отличиями вторичных характеристик являются проницаемость в средних и слабых полях, остаточный магнетизм. Чугун бывает белым, серым и ковким. В белом содержится карбид железа, в сером – кремний и графит. Ковкий – пластичный вариант. В особо прочные виды включают шаровидный графит, исключающий концентрацию напряжения. Чаще всего в чугун добавляют никелевые, марганцевые, медные, алюминиевые взвеси. Кроме того, в базовый состав включают золотые, серебряные, медные, цинковые, ртутные частицы. Марганцевый чугун с медью и алюминием малопрочен и ограничен в использовании при производстве чугунных изделий. Никельмарганцевый жаростоек и инертен к коррозии.

По отношению к магнитному полю металлы делят на 3 типа: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. В составе любого атома есть положительно заряженное ядро и отрицательные электроны. При их непрерывном движении создается магнитное поле. При этом возможно как усиление, так и уничтожение магнитных полей. Это зависит от направления движения. Компенсироваться могут магнитные моменты орбитального и спинового типа. Если они равны нулю, металлы являются диамагнетиками.

Когда компенсируются лишь спиновые, то это парамагнетики. Отсутствие компенсации говорит о ферромагнетизме. Цветные металлы – диамагнетики. Чем больше их в конкретном сплаве, тем меньшим будет притягивание магнита. Диамагнетики обладают свойством отталкивания от близко расположенного магнита. Их магнитные поля внутри атомов компенсированы. В целом включение в сплав иных частиц может придать чугуну как слабомагнитные, так и антимагнитные свойства.

Чем определяются ферромагнитные свойства?

Компенсация магнитных полей обеспечивается их разнонаправленностью. Когда рядом кладут магнит, происходит ориентация движения в одном направлении. Ферромагнетики – отдельная группа, для которой свойственно притягивание к магниту и легкое намагничивание в слабом поле. У них особые свойства. Помимо железа, ферромагнитными качествами обладает никель. Для ферромагнетиков характерно появление спонтанной намагниченности, изменяемой в ходе воздействия внешних факторов. Они могут обладать остаточной намагниченностью. По характеру магнитного взаимодействия ферромагнетики бывают мягкими и жесткими. Варианты первого типа отличаются тем, что с прекращением влияния внешнего магнитного поля исчезает и их собственное. Их проницаемость непостоянна и зависит от напряжения магнитного поля.

Ферромагнитный тип сплава имеет в составе цементит. Карбид железа есть у белого и ковкого чугуна. Однако сильней других модификаций магнитится особо прочный металл. Усиление зависит от закалки. Мягкомагнитный применяют тогда, когда технология производства требует снижения магнитных свойств черного металла без его замены на цветной. Феррит и цементит – факторы, определяющие свойства магнитного взаимодействия. При этом с возрастанием процентного соотношения цементита увеличивается и свойство прилипания металла.

У цементита есть существенная магнитная составляющая и малое насыщение. Ему присуща высокая коэрцитивная сила. Ввиду этого мягкомагнитным вариантом считается не белый, а серый металл.

К белому чугуну магнит липнет достаточно хорошо. Цвет металла на изломе белесый. Он инертен к ржавчине, имеет разные модификации, применяется для ковких изделий (идет на переплавку методом литья). В составе серого есть аномальный диамагнетик, уменьшающий магнитные свойства металла. На его изломе виден серый оттенок. Несмотря на аналогичную структуру, металл считается парамагнитным. Проверить магнетизм можно обычным магнитом. Если поднести его к кухонной посуде из серого металла, то магнит не будет липнуть. Аналогичный результат можно получить при проверке радиаторов отопления. Чугунные батареи инертны к влиянию магнитных полей.

Однако у металла с большей концентрацией графита глобулярного вида, низким уровнем перлита и крупными ферритными зернами магнетизм заметно выше. Сильно магнитится и высокопрочный металл, визуально схожий со сталью. Чем крупнее графит пластинчатого либо шарообразного вида, тем меньше коэрцитивная сила и выше проницаемость. Графитизация – ключевой критерий магнетизма чугунных изделий.

Особенности немагнитных чугунов

Данный металл применяется тогда, когда необходимо понизить магнитные характеристики, но невозможна его замена на другой сплав. Он востребован в промышленности, где нужны металлы с минимальными магнитными характеристиками. К примеру, из него получают сырье для производства элементов масляных выключателей, трансформаторных коробок. Кроме того, данный металл необходим как мера профилактики деформации магнитного поля (например, для изготовления магнитных стоек).

В составе аустенитного чугунного сплава может содержаться нирезист. Также в нем может присутствовать никелево-марганцевая группа с разной концентрацией алюминиевых и медных взвесей. Данный металл менее стоек к влиянию большой температуры и влажности.

Если в составе есть марганец и компоненты предыдущей группы, такой чугунный сплав не особо прочен и имеет низкие физические характеристики.

Читайте также: