Magnetická nerezová ocel – fakt, nebo mýtus?
Nerezová ocel je materiál, který se široce používá v různých oblastech, od každodenního života až po složité průmyslové konstrukce. Jednou z nejkontroverznějších a nejčastěji kladených otázek týkajících se tohoto typu oceli je: „Může být nerezová ocel magnetická, nebo ne?“
Odpověď na tuto otázku není tak jednoduchá, jak se na první pohled může zdát. Magnetické vlastnosti nerezové oceli závisí na jejím chemickém složení, a proto je tato otázka obzvláště relevantní pro inženýry, stavitele a zkušené uživatele.
V tomto článku se blíže podíváme na různé dostupné typy nerezových ocelí, proč jsou některé magnetické a jiné ne a jak to ovlivňuje jejich použití v různých aplikacích.
Proč jsou některé druhy nerezové oceli magnetické a jiné ne?
Nejdůležitějším faktorem v této záležitosti je chemické složení nerezové oceli. Přítomnost toho či onoho chemického prvku v oceli určuje její antikorozní a magnetické vlastnosti.
Pokud nerezová ocel obsahuje:
- Nikl. Vysoký obsah niklu stabilizuje nemagnetickou austenitickou strukturu, což dává oceli její nemagnetické vlastnosti. Austenitická nerezová ocel je hlavním typem oceli s takovými vlastnostmi. I austenitická ocel se však může stát magnetickou, což je zavádějící jak pro amatéry, tak pro profesionály. Co se děje?
Současné ruské normy umožňují znatelnou magnetickou permeabilitu v austenitických ocelích.
Vlastnosti spojovacích prvků vyrobených z korozivzdorných austenitických ocelí tříd A2 a A4 jsou regulovány GOST ISO 3506–2014, který říká:
“Všechny spojovací prvky vyrobené z austenitických nerezových ocelí jsou za normálních podmínek nemagnetické; magnetické vlastnosti se mohou vyvinout po tváření za studena.”
Zpracování za studena je hlavním typem výroby spojovacích prvků a kování z nerezové oceli. Austenitická ocel ve fázi polotovaru tedy nemá magnetické vlastnosti, ty se mohou objevit při následném mechanickém zpracování (zpracování za studena). Intenzivní deformace během výroby vedou k tvorbě feromagnetických fází v původně austenitické matrici – vysoce dispergovaných krystalů martenzitu.
- Chrom. Chrom se nachází ve všech typech nerezové oceli a přispívá k její odolnosti proti korozi, ale jeho přítomnost ve složení neurčuje magnetické vlastnosti.
- Uhlík. Uhlík ve složení tvoří tvrdé krystalické struktury martenzitu. Martenzitická nerezová ocel má zvýšenou tvrdost, ale také znatelné magnetické vlastnosti.
Druhy zpracování oceli:
- Tváření za studena: Pokud je austenitická ocel vystavena významné deformaci, může se austenitická část transformovat na martenzitickou, což vede k magnetickým vlastnostem. Tento efekt je obzvláště patrný po značném protažení nebo lisování ocelí tříd A2 a A4.
- Tepelné zpracování: Kalení martenzitické oceli zvyšuje její tvrdost a magnetismus. Na rozdíl od austenitických ocelí si martenzitické oceli zachovávají magnetické vlastnosti bez ohledu na mechanické zpracování.
Pochopení důvodů magnetických vlastností nerezové oceli vám může pomoci vybrat správnou jakost oceli pro různé aplikace. V závislosti na požadavcích na odolnost proti korozi, tvrdost a magnetické vlastnosti si můžete vybrat nejvhodnější typ nerezové oceli.
Rozdíl mezi magnetickou a nemagnetickou nerezovou ocelí
Chemické složení a struktura
- Magnetická nerezová ocel:
Je zastoupena hlavně feritickou ocelí a martenzitickou ocelí.
- Feritická ocel (například 430) obsahuje železo a chrom, ale ve skutečnosti neobsahuje nikl.
- Martenzitické oceli (například jako třídy 410 a 420) obsahují železo, chrom a uhlík. Tyto typy ocelí mají krystalickou strukturu, která interaguje s magnetickým polem.
- Nemagnetická nerezová ocel:
Je reprezentována hlavně austenitickými ocelemi:
- Austenitické oceli (jako například třídy 304 a 316) obsahují železo, chrom a nikl.
Tyto oceli mají krystalickou strukturu, která za normálních podmínek nevykazuje magnetické vlastnosti.
Odolnost proti korozi
- Magnetická nerezová ocel:
- Martenzitická ocel má nízkou odolnost proti korozi, ale vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení.
Obvykle se používají v prostředích, kde je odolnost proti korozi důležitá, ale nikoli kritická.
- Nemagnetická nerezová ocel:
- Ocel s přídavkem chromu a niklu. Má vysokou odolnost proti korozi.
- Ocel s přídavkem molybdenu. Tato třída je obzvláště odolná vůči agresivnímu prostředí, jako je mořská voda.
Ideální pro použití v podmínkách s vysokou vlhkostí a agresivními chemikáliemi.
Magnetické vlastnosti po ošetření
- Magnetická nerezová ocel:
I přes zpracování si zachovává své magnetické vlastnosti.
- Nemagnetická nerezová ocel:
Za normálních okolností je nemagnetický. Po mechanickém zpracování, jako je deformace za studena, se však může stát slabě magnetickým a způsobit změny v krystalové struktuře.
Často kladené dotazy
- Je nerezová ocel magnetická, nebo ne?
Odpověď: Ano, některé nerezové oceli jsou magnetické. Například feritické oceli (jakost 430) a martenzitické oceli (jakost 410 a 420) jsou magnetické. Austenitické oceli (jakost 304 a 316) jsou obecně nemagnetické, ale po zpracování nebo při vysoké úrovni deformace za studena mohou vykazovat slabé magnetické vlastnosti.
- Proč jsou některé druhy nerezové oceli magnetické?
Odpověď: Magnetické vlastnosti nerezové oceli závisí na její krystalické struktuře. Feritové a martenzitické oceli mají struktury, které interagují s magnetickými poli. Austenitická ocel za normálních podmínek nevykazuje magnetické vlastnosti kvůli své krystalické struktuře.
- Ovlivňuje přítomnost magnetických vlastností korozní odolnost nerezové oceli?
Odpověď: Přítomnost magnetických vlastností neovlivňuje korozní odolnost nerezové oceli. Korozní odolnost závisí na chemickém složení oceli, zejména na obsahu chromu a niklu. Například austenitické oceli mají vysokou korozní odolnost díky vysokému obsahu chromu a niklu, a to i přes absenci magnetických vlastností.
Bohužel na tuto otázku neexistuje obecná odpověď, protože záleží na složení oceli. Rozhodujícím faktorem je zde použitá slitina. K určení, zda je nerezová ocel magnetická, stačí slabý magnet, který se nachází téměř v každé domácnosti. Stačí ho přiblížit k nerezové oceli a zjistit, zda na magnet reaguje. Pokud je nerezová ocel magnetická, pak byste se neměli bát, že šrouby z obchodu jsou nekvalitní nebo vyrobené z běžné oceli, jedná se o magnetickou slitinu.
Totéž lze říci o jiných produktech. Pokud si vezmete například indukční nádobí, zjistíte, že z magnetické oceli je vyrobeno pouze dno pánve, ale okraj nikoli. Zde je to dokonce kvalitativní vlastnost, protože čím silnější je magnetismus (jak silně magnet drží), tím rychleji se materiál zahřívá.
Jak rozpoznat nerezovou ocel?
Laik testuje nerezovou ocel magnetem, což často pomáhá, ale ne vždy dosáhne cíle. Například otevřený klíč může být také vyroben z nerezové oceli a stále být magnetický. Jedná se o ocel Cr-Va. Bez měřicích přístrojů, jako je rentgenový spektrometr, nelze s jistotou říci, co se děje.
Feritické a austenitické
Většina výrobků z nerezové oceli jsou austenitické oceli nebo slitiny. Ve většině případů se zde magnetismus nevyvíjí, ale existují výjimky v závislosti na slitině. Pro magnetizaci se používá feritová slitina. Feritová ocel obsahuje 10–20 % chromu, ale výrazně méně nemagnetického uhlíku než austenitická ocel. Z nerezové oceli lze vyrábět nerezové oceli, a to jak feritické, tak austenitické. Tato okolnost tedy nevypovídá nic o trvanlivosti konstrukce, i když feritické oceli jsou náchylné k důlkování v otvorech a závitech.
Číslo magnetického materiálu z nerezové oceli
Mimochodem, ne všechny nerezové oceli jsou nerezové. Proto je důležité věnovat velkou pozornost číslům materiálů. Existuje více než 120 druhů nerezové oceli, ale pouze některé z nich lze zmagnetizovat. To závisí na obsahu železa. To umožňuje zmagnetizovat ocel.
Magnetická nerezová ocel 1.4301
Materiál číslo 1.4301, také známý jako A2, je obecně nemagnetický, protože se jedná o chromniklovou ocel nebo austenitickou ocel.
Vyrobte z nerezové oceli magnetickou
Nerezová ocel může být magnetická pouze tehdy, má-li feritickou strukturu. Chromové oceli jsou feritické, chromniklové oceli jsou austenitické. Magnet reaguje na působení velké síly, například té, která vzniká při deformaci. I austenitická ocel se může změnit na martenzitickou. Tento jev je způsoben změnou struktury.
Tento proces však neprobíhá v celém dílu z nerezové oceli, ale pouze v oblasti tváření, tj. tam, kde je soustředěno působení tvářecí síly. Zde lze pozorovat, že díly, které byly vystaveny obzvláště vysoké síle, jsou magnetické. To neznamená, že tato nerezová ocel je nečistá nebo nekvalitní.
Je magnetická ocel horší?
První odpověď na tuto otázku zní ne. Často je dokonce nutné, aby nerezová ocel byla magnetická, jako například v případě zmíněného nádobí. Dá se říci, že výroba produktu z nerezové oceli, který obsahuje železo a neobsahuje rez, je mnohem dražší. Proto se mnoho výrobců spoléhá na částečně magnetické slitiny. Nazývají se také duplexní ocel.
Kdy je důležité, aby nerezová ocel byla nemagnetická?
Zejména v technických konstrukcích je někdy naprosto nezbytné, aby ocel byla nemagnetická a nemohla být zmagnetizována, když je nutné zabránit vzniku elektromagnetického efektu. V nejhorším případě může magnetismus ovlivnit elektromagnetické signály z elektronických zdrojů, jako je chytrý telefon nebo kardiostimulátor, a proto zde magnetismus není potřeba.
