Магнитится ли нержавейка: как отличить марки стали и что на самом деле показывает магнит

Зависит от класса стали, а не от «качества». Ферритные и мартенситные нержавейки (AISI 430, 410) магнитятся, аустенитные (304, 316) почти нет. Но гибка, штамповка и сварка могут сделать магнитной и 304: магнит показывает структуру, а не марку. Ниже таблица марок и порядок проверки, который не обманет.

Магнитится ли нержавейка: короткий ответ

Одни нержавеющие стали магнит держит, другие почти не берёт. Оба ответа нормальны. Нержавеющей сталь делает хром: по ГОСТ 5632-2014 его не меньше 10,5% при углероде не выше 1,2%. Слово «нержавеющая» про магнит молчит. Под него попадают разные структурные классы.

Ферритные и мартенситные марки магнит держит уже в поставке: AISI 430, ферритная 12Х17, мартенситные 20Х13 и 40Х13. Аустенитные 304 и 316L в поставке почти не магнитятся. В заявках рядом обычно пишут 08Х18Н10 и 03Х17Н14М3. Гибка, штамповка и сварка могут дать притяжение и у 304. Слабый отклик на сгибе сам по себе марку не отменяет.

Магнит показывает кристаллическую структуру стали. Марку и пригодность к среде он не называет.

Для заказа нужны три вещи: класс марки, проверка магнитом в нескольких зонах и строка в чертеже, если немагнитность требуется для работы детали.

Классы нержавейки: почему одни магнитятся, а другие нет

Различные изделия из нержавейки могут принадлежать к разным классам материала, что влияет на их магнитные свойства и коррозионную стойкость. Фото: Ravi Kumar · CC BY 3.0

Магнитность нержавеющей стали задаёт микроструктура. Мартенситные и ферритные марки магнит держит. Аустенитные стали с никелем, серия 300, в отожжённом виде почти не магнитятся. Хром от 10,5% нужен для стойкости к коррозии: царапина на такой стали затягивается заново. На класс хром не указывает.

Никель удерживает аустенит и поэтому делает аустенитную сталь почти немагнитной.

Факт. У хорошо отожжённого аустенита магнитная проницаемость 1,003–1,005 при намагничивающей силе 200 эрстед. Ферритные и мартенситные стали ферромагнитны: ручной магнит на них держится.

По ГОСТ 5632-2014 аустенитный класс — устойчивый аустенит: 08Х18Н10 и 12Х18Н10Т. AISI 304 — аустенитная сталь серии 300, как и 316L. Мартенситный класс — основная структура мартенсита: 20Х13 и 40Х13. Ножи из нержавейки обычно делают мартенситными. 12Х13 — мартенсито-ферритный класс, феррита в ней не меньше 10%, магнит держится. Дуплекс, аустенито-ферритный класс, содержит феррита больше 10%: марка 03Х22Н5АМ3, магнит её берёт.

Класс по ГОСТ смотрят после охлаждения образца на воздухе с температуры выше 900 °C. Гибка этот класс не отменяет.

Таблица марок: AISI, аналог по ГОСТ, магнитность

Марку сверяют с магнитом по таблице. Цифры после букв — средняя доля элемента в целых процентах: Х хром, Н никель, Г марганец, М молибден, Т титан, А в середине марки азот. Цифры спереди — углерод в сотых долях процента. Пределы плавки берут из таблицы 1 ГОСТ 5632-2014 и из сертификата.

AISI 430 — ферритная сталь, в таблице это 12Х17. 12Х17Г9АН4 — аустенит с марганцем: около 9% марганца и около 4% никеля. 03Х22Н5АМ3 — дуплекс, магнит берёт её из-за феррита. Феррит и мартенсит магнитятся в поставке.

Почему немагнитная 304 вдруг магнитится: наклёп и сварка

Поверхность узорной нержавеющей стали с прорезями, пример обработанного материала. Фото: Leon Brooks · Public domain

Сталь 304 сразу после формообразования немагнитна. После холодной деформации та же 304 обычно становится магнитной. Холодная деформация увеличивает долю мартенсита. Сварка увеличивает долю феррита. Оба сдвига дают притяжение у марки, которую в поставке магнит не брал. Зоны одной детали отвечают по-разному.

Слабое притяжение на сгибе или у шва 304 совместимо с маркой: структуру сдвинула обработка.

Холодная деформация: гибка, штамповка, резка

У мойки плоская столешница почти не отзывается на магнит. Штампованная чаша отзывается сильнее, особенно в углах: там деформация максимальна и мартенсита больше. Марка одна, ответ по зонам разный. Магнит прикладывают к плоскости, к сгибу и к кромке реза.

У типов 302 и 304 после сильного наклёпа проницаемость вырастает заметно, сталь становится слабоферромагнитной. Никель повышает устойчивость аустенита и замедляет этот рост. У 03Х17Н14М3 в обозначении никеля около 14%, у 08Х18Н10 около 10%. При той же гибке марка с большим никелем держит аустенит устойчивее.

Сварка

Шов и полоса рядом с ним могут слабо магнититься: сварка поднимает долю феррита. Ручной магнит отличит шов от ровной плоскости и на этом остановится. Если доля феррита в шве ограничена чертежом, метод замера согласуют до запуска.

Как проверить нержавейку магнитом и где тест врёт

Проверка магнитом занимает минуту и отвечает, какая структура сейчас в этой точке. Марку тест не называет: 304 и 316L обе аустенитные и в поставке почти не магнитятся. Сильное удержание и едва заметное цепляние — два разных результата. Путать их нельзя.

1. Очистите поверхность. Стальная пыль липнет к магниту и даёт ложное «да»: отожжённую 304 легко принять за 430.
2. Возьмите сильный магнит. Слабый не чувствует лёгкий наклёп, и гнутую 304 записывают как полностью немагнитную.
3. Проверьте плоскость, гиб, кромку реза и шов. Замер только на сгибе путает наклёпанную 304 с ферритной 12Х17.
4. Сравните силу: не берёт, едва цепляется или висит сам. Один жест «чуть-чуть» без сравнения зон ничего не решает.

Ровная отожжённая плоскость без отклика похожа на аустенит: 304, 316L, 08Х18Н10. Слабый отклик только на сгибе, кромке и шве — тот же аустенит после обработки. Магнит висит уже на ровном месте — феррит, мартенсит или дуплекс: 12Х17, 20Х13, 03Х22Н5АМ3. Если деталь уже намагничена, тест покажет её историю, а не структуру: учитывайте это при замере.

Неясный итог закрывают составом.

Чем подтвердить марку, если магнита мало

Магнит показывает структуру в точке замера. Имя марки даёт химический состав партии.

Состав по маркировочному анализу обязан совпасть с таблицей 1 ГОСТ 5632-2014. Сертификат плавки называет марку и химический состав партии, и номер на металле должен совпасть с номером в документе. Сколько мартенсита добавила гибка, в сертификате не написано. Тип сертификата и способ контроля состава, если они нужны, пишут в заявке отдельно.

Как магнитность влияет на обработку детали

Для цеха магнитность решает, чем крепить заготовку. Магнитная плита держит ферромагнитный металл: ферритную 12Х17 и мартенситную 20Х13 она удержит, отожжённую аустенитную 08Х18Н10 почти нет.

Для 08Х18Н10 нужны прихваты или тиски. Другое крепление меняет подготовку, и это закладывают в расчёт обработки.

Магнитная плита не удержит отожжённую аустенитную заготовку. Класс стали поэтому входит в способ закрепления и в подготовку обработки.

Холодная деформация растит мартенсит, поэтому у аустенитной детали после обработки магнитность может отличаться от магнитности заготовки. Режимы резания и сварки собраны отдельно: режимы обработки и сварка нержавеющей стали.

Нужна немагнитная деталь: что записать в чертёж и заказ

Если деталь должна остаться немагнитной, например в узле рядом с МРТ, предельную магнитную проницаемость согласуют с поставщиком металла и пишут в заказ. Порог в таких задачах доходит до 1,004. В чертёж ставят марку по ГОСТ 5632-2014, состояние поставки, число проницаемости, метод и место контроля: плоскость, сгиб, шов или кромка реза.

Без этих строк приёмка превращается в спор. Гибка, резание и сварка поднимают магнитность. Ручной магнит проницаемость не измеряет. Для порога 1,004 нужен прибор, метод — ASTM A342.

Термообработку после обработки оговаривают отдельно: режим, коробление и кто мерит деталь после печи. Без согласованного режима результат не обещают.

До запуска сверяют марку, состояние и точки замера. Что ещё положить в заявку: что указать в заявке на обработку нержавейки на ЧПУ.

Слово «немагнитная» без числа проницаемости и метода контроля на приёмке ничего не фиксирует.

Мнение. Если после гибки деталь обязана остаться немагнитной, пишите число проницаемости и точку замера. Слова «нержавейка» для такой приёмки мало.

Мифы о магнитной нержавейке

По магниту часто делают вывод, которого в нём нет. Магнит показывает структуру в точке касания. Марку и контакт с продуктом он не называет.

• «Прилип — подделка.» 12Х17 и AISI 430 — ферритная нержавейка. Никеля в обозначении нет. Магнит показывает класс.
• «Не липнет — значит пищевая.» Марку выбирают по среде и нагрузке. 08Х18Н10 и 12Х17 обе нержавеющие, магнит у них разный.
• «201 — почти 304.» Серия 200 — аустенит с марганцем. В ГОСТ 5632-2014 это 12Х17Г9АН4: марганец около 9%, никель около 4%. Марки с разным составом нельзя считать взаимозаменяемыми только по виду и по магниту.
• «Дуплекс магнитится — перед вами чёрная сталь.» В аустенито-ферритном классе феррита больше 10%. Для 03Х22Н5АМ3 притяжение — норма класса.

Итог: как не ошибиться с маркой

Три правила закрывают спор о магните на нержавейке. Смотрят класс стали: одного слова на бирке мало. Магнит показывает структуру в точке замера. Гибка и сварка эту структуру двигают. Марку подтверждает состав партии и сертификат плавки. Сила, с которой магнит висит на углу готовой детали, в этот список не входит.

Если от магнитности зависит работа детали, в чертёж пишут число проницаемости, метод и место замера. Для пары 304 и 430 этого хватает, чтобы не спорить на готовой детали.

Для расчёта пришлите чертёж с маркой и с требованием по магнитности, если оно есть: изготовление деталей из нержавейки по чертежам считается от марки и от того, как заготовку можно закрепить.

Частые вопросы

Источники

• Why is Stainless Steel Not Magnetic? — Mead Metals
• ГОСТ 5632-2014. Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки — межгосударственный стандарт
• Magnetic Properties of Stainless Steels — Carpenter Technology