Правда и мифы о магнетизме нержавеющей стали
Уж сколько лет твердили миру… А воз и ныне там! Очередной возмущенный покупатель сообщил, что ваш пламегаситель – сплошной обман. Он его магнитом потыкал и выяснил, что никакой нержавейкой там и не пахнет. Ведь настоящая нержавеющая сталь не магнитится! Чтобы развеять популярный миф мы подготовили эту статью.
Вокруг нержавеющей стали сложилось немало заблуждений, и одно из самых живучих звучит так: «настоящая нержавейка не должна притягивать магнит». Многие до сих пор верят, что это простой и надежный способ отличить нержавеющую сталь от обычной. На самом деле всё обстоит ровно наоборот - такая проверка бесполезна и способна лишь запутать незадачливого «специалиста» с магнитом в руках. В этой статье разберемся, почему одни нержавеющие стали притягивают постоянный магнит, а другие — нет, и при чем тут кристаллическое строение металла.
Что такое магнетизм с точки зрения металлургии
Магнитные свойства металла определяются не его составом в целом, а тем, как именно атомы выстроены в кристаллической решетке. В зависимости от технологии производства, наличия и концентрации добавок нержавеющая сталь может обретать одну из трех основных кристаллических структур:
- Ферритная структура — атомы выстроены в объемно-центрированную кубическую решетку (ОЦК). Это тип решетки, характерный для обычного железа, и он всегда проявляет магнитные свойства.
- Аустенитная структура — атомы организованы в гранецентрированную кубическую решетку (ГЦК). Такое расположение делает материал немагнитным в нормальных условиях.
- Мартенситная структура — образуется при закалке и представляет собой объемно-центрированную тетрагональную решетку (ОЦТ). Она также магнитится, причем весьма интенсивно.
Таким образом, способность притягиваться к магниту зависит не от качества или «натуральности» стали, а от того, в какой фазе находится железо.
Аустенитные стали: немагнитные, но…
Наиболее популярная группа нержавеющих сталей — аустенитные (марки 304, 316). Они содержат до 26 % хрома и до 22 % никеля. Именно никель, марганец и азот стабилизируют ГЦК-решетку, делая материал пластичным, блестящим и, что важно, немагнитным. Именно эту сталь мы привыкли видеть в столовых приборах, кастрюлях, мойках и некоторых декоративных автодеталях.
Однако у аустенита есть интересная особенность: при сильной холодной деформации — например, гибке, вытяжке или штамповке — часть структуры превращается в так называемый деформационный мартенсит. Эта новообразованная фаза уже обладает магнитными свойствами. Поэтому если взять обычную немагнитную кастрюлю и проверить магнитом место сгиба или участок возле кромки, можно заметить слабое притяжение. Отметим, что металл при этом не теряет своих антикоррозионных качеств.
Ферритные стали: магнитные, но нержавеющие
Ферритные нержавейки (например, марка 430) содержат хром в количестве до 30 %, однако никеля в них почти нет. Без никеля сталь сохраняет ферритную (ОЦК) структуру, характерную для обычного железа. А значит — она легко магнитится. Внешне такие стали выглядят серыми, матовыми, менее декоративными, чем аустенитные, но их коррозионная стойкость остается на очень высоком уровне. Одна из основных сфера применения этого материала — автомобильная промышленность, в частности производство выхлопных систем, где важна не только устойчивость к ржавчине, но и жаростойкость в сочетании с умеренной ценой.
Мартенситные стали: твердость и магнетизм
Еще одна группа — мартенситные нержавеющие стали (марки 410, 420). В них много хрома (до 18 %) и повышенное содержание углерода. При закалке они приобретают ОЦТ-решетку, которая является сильно магнитной. Эти стали не так пластичны, как аустенитные, зато они исключительно тверды и прочны. Именно из них делают хирургические инструменты, качественные ножи, детали подшипников и валы. Мартенситные стали сильно магнитятся, но это не мешает им сохранять устойчивость к коррозии.
Дуплексные стали: двойная структура — двойные возможности
Отдельного упоминания заслуживают дуплексные нержавеющие стали. Они сочетают в себе примерно равные доли ферритной и аустенитной фаз. Такая структура обеспечивает высокую прочность (примерно вдвое выше, чем у аустенитов) и отличную стойкость к коррозионному растрескиванию. Дуплексы находят применение в нефтегазовой отрасли, химическом машиностроении, судостроении и производстве целлюлозы. Их магнитные свойства выражены слабо, но они присутствуют — за счет ферритной составляющей.
Почему магнит — плохой эксперт
Попытка оценить качество нержавейки с помощью магнита неизбежно приведет к ошибке. Вот несколько примеров:
- Высококачественная ферритная сталь для печного оборудования, например, будет отлично магнититься, но при этом прекрасно справляется и с высокими температурами, и с агрессивными средами.
- Дешевая аустенитная сталь серии 200, где дорогой никель заменен марганцем и азотом, может оставаться немагнитной, но ее коррозионная стойкость окажется относительно низкой.
- Аустенитная сталь после интенсивной штамповки приобретет слабые магнитные свойства, не утратив при этом своей антикоррозионной защиты.
Магнит способен указать лишь на тип кристаллической структуры, но он совершенно бесполезен для определения эксплуатационных характеристик или подлинности нержавейки.
Вывод
Итак, магнитное поведение нержавеющей стали не имеет ничего общего с ее «подлинностью». Это всего лишь показатель кристаллического строения, которое определяется химическим составом и технологией производства. Поэтому при выборе материала стоит ориентироваться не на бытовые тесты с магнитом, а на документацию, маркировку и репутацию производителя.
Компания TRANSMASTER предлагает широкий выбор компонентов для ремонта и модернизации автомобильных выхлопных систем. В нашем ассортименте представлены изделия из различных марок нержавеющей стали, включая те, которые обладают магнитными свойствами, но при этом полностью сохраняют жаростойкость и устойчивость к коррозии.