Ist rostfreier Stahl magnetisch? Auf diese Frage gibt es viele Antworten, so wie es auch viele Arten von Edelstahl gibt. Vielleicht haben Sie schon einmal gehört, dass nichtrostender Stahl aufgrund des vorhandenen Kupfers magnetisch ist. Das ist richtig und falsch zugleich. Verwirrt? Ich wette, das sind Sie!
Aus diesem Grund bedarf diese Frage einer erklärenden Antwort. Nichtrostender Stahl verhält sich je nach Art sowohl magnetisch als auch nichtmagnetisch. Zwei Hauptfaktoren beeinflussen seinen Magnetismus. Beginnen wir damit, dieses Material und sein magnetisches Verhalten zu verstehen.
Überblick über Edelstahl und Magnetismus
Rostfreier Stahl ist kein einzelnes Element, sondern eine Legierung aus verschiedenen Metallen. Diese sind Chrom, Eisen, Kohlenstoff, Nickel und Magnesium. Das Vorhandensein von Chrom macht ihn rostfrei. Der geringe Anteil an Kohlenstoff reicht aus, um ihn hart zu machen. Aufgrund seiner Fähigkeit, Rost zu bekämpfen, ist es eines der am häufigsten verwendeten Metalle.
Er enthält mehr als 10,5% Chrom, was ihn besonders auszeichnet. Einige Arten von rostfreiem Stahl enthalten einen noch höheren Anteil an Chrom. Wenn rostfreier Stahl mit Sauerstoff in Berührung kommt, bildet das Chrom eine Oxidschicht. Diese Schicht ist praktisch, da sie vor Rost schützt. Verschaffen wir uns einen kurzen Überblick über den Magnetismus.
Haben Sie schon einmal gesehen, dass ein Metallteil an einem Magneten haftet? Dies geschieht aufgrund von Magnetismus. Die Hauptschuldigen sind der Elektronenspin und die Anordnung der Atome im Metall. Wie Sie wissen, haben Elektronen einen Spin. Metalle haben viele Elektronen, die um den Atomkern kreisen. Der Spin der einzelnen Elektronen verbindet sich und erzeugt einen erheblichen Magnetismus.
Wenn die Anordnung der Atome diesen Spin nicht unterstützt, dann gibt es keinen Magnetismus. Die verschiedenen Arten von rostfreiem Stahl unterscheiden sich voneinander. Sie haben unterschiedliche Anordnungen der Atome, wie z. B. FFC, BCC, und so weiter. Im nächsten Abschnitt werden wir das magnetische Verhalten dieses Materials erörtern.
Ist rostfreier Stahl magnetisch?
Ja, und Nein! Es gibt verschiedene Arten von rostfreiem Stahl. Jeder von ihnen unterscheidet sich in Bezug auf seinen Magnetismus. Zum Beispiel weisen ferritischer und martensitischer Edelstahl Magnetismus auf. Der austenitische rostfreie Stahl hingegen zeigt kein magnetisches Verhalten. Dies ist auf die Unterschiede in der atomaren Anordnung zurückzuführen.
Wie ich bereits sagte, ist die Anordnung der Atome entscheidend für den Magnetismus. Jedes Metall besteht aus zahlreichen Atomen. Jedes Atom besteht aus Elektronen, die um den Atomkern kreisen. Jedes Elektron hat einen eigenen Spin (der ein kleines Magnetfeld erzeugt). Da Atome viele Elektronen haben, hat ihr kollektiver Spin einen erheblichen Einfluss.
Dieser kollektive Spin eines Elektrons erzeugt Magnetismus. Allerdings stellt die Anordnung der Atome ein Hindernis dar. Einige nichtrostende Stähle haben eine sehr geordnete Atomstruktur. Die Atome in solchen Sorten bleiben dicht aneinander gepackt. So können sie den kollektiven Spin der Elektronen nicht unterstützen und aufheben.
Infolgedessen entsteht kein Magnetismus. Austenitischer rostfreier Stahl ist ein Beispiel dafür. Auf der anderen Seite haben einige Arten von rostfreiem Stahl keine organisierten Strukturatome. Sie bleiben locker zusammengehalten. So unterstützen sie den Spin und ändern ihre Spinrichtung nicht. Das Ergebnis ist, dass der Elektronenspin Magnetismus erzeugt.
Ferritischer rostfreier Stahl ist ein Beispiel für magnetisches Verhalten. Zur Erinnerung: Metallatome sind in einer bestimmten Geometrie angeordnet, die als Kristall bezeichnet wird. Diese Kristalle bestimmen, ob ein Metall magnetisch oder nicht magnetisch ist. Ein Metall mit sehr gut organisierten Atomen ist nicht magnetisch und umgekehrt.
Arten von rostfreiem Stahl und ihr Magnetismus
Ich werde Sie nicht allein mit der Erklärung des Magnetismus von rostfreiem Stahl lassen. Einige Arten von rostfreiem Stahl verhalten sich in der Nähe eines Magneten anders. Lassen Sie uns diese Arten und ihre magnetischen Eigenschaften näher erläutern.
1- Austenitischer rostfreier Stahl
Dieser rostfreie Stahl ist für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt. Er hat einen sehr hohen Chromgehalt zusammen mit anderen Legierungselementen. Daher kann er in feuchten Umgebungen leicht Chromoxid bilden, was das Rosten verhindert. Außerdem ist er ein nichtmagnetischer Edelstahl. Aber die Frage ist: WARUM?
Diese Kategorie von nichtrostendem Stahl hat FCC-Atomstrukturen (Face Centered Cubic). Die Atome halten eng zusammen und sind sehr gut organisiert. So können sie den Spin oder das magnetische Feld, das von ihren Elektronen erzeugt wird, leicht aufheben. Infolgedessen gibt es keinen Magnetismus. Wenn eine solche Legierung in die Nähe eines Magneten kommt, zeigt sie keine Bewegung. Beispiele dafür sind die Edelstähle 304 und 316.
2- Ferritischer rostfreier Stahl
Diese Art von rostfreiem Stahl ist preiswert. Er ist weniger korrosionsbeständig als austenitischer Stahl. Diese Metalle sind magnetisch und können an Magneten in der Nähe haften. Der Grund dafür ist, dass sie einen BCC-Kristall (Body Centered Cubic) oder eine kubische Atomanordnung haben.
In solchen Metallen drehen sich die Elektronen, oder kleine Magnetfelder werden nicht aufgehoben. Die Atome werden locker gehalten. So gelingt es dem Magnetfeld, das durch das Drehen der Elektronen entsteht, sich auszurichten. Infolgedessen wird dieses Metall magnetisch. Es bleibt am Magneten haften. Beispiele hierfür sind die nichtrostenden Stähle der Güteklassen 430 und 409.
3- Martensitischer rostfreier Stahl
Dieses Metall hat einen hohen Kohlenstoffgehalt und enthält außerdem Eisen, Chrom und Nickel. Aus diesem Grund ist es sehr hart. Im Gegensatz zu austenitischem rostfreiem Stahl ist es jedoch magnetisch. Seine Eigenschaften ähneln denen, die Magnetismus aufweisen. Interessanterweise weist er eine ähnliche atomare Anordnung auf wie ferritischer Edelstahl.
Sie fragen sich vielleicht, ob sie in die Kategorie der ferritischen nichtrostenden Stähle fallen. Aber das stimmt nicht, denn sie haben ihre eigene Kategorie. Beim sofortigen Abkühlen wird ihre elektronische Anordnung gestört. So ändert sich ihr Kristall von BCC zu BCT, also trigonal körperzentriert. Durch die Anordnung der Atome wird der kollektive Spin der Elektronen nicht aufgehoben.
Infolgedessen richtet sich der Spin dieser Elektronen aus und verursacht ein erhebliches Magnetfeld. Das Metall wird also magnetisch. Die Frage ist: Wie werden sie gekühlt, um ihre Struktur zu verändern? Diese nichtrostenden Stähle sind hart und werden erhitzt. Beim Erhitzen werden die Stahlhersteller kühlt sie sofort ab. Das hat zur Folge, dass ihre Strukturen gestört werden.
Zusätzlicher Punkt: Diese plötzliche Abkühlung während des Wärmeprozesses wird als Abschrecken bezeichnet. Diese Umwandlung von einer sehr hohen Temperatur in eine niedrige Temperatur ist kritisch. Er führt zu Störungen in der Struktur dieser Metalle. Beispiele hierfür sind 410 und 420.
4- Duplex-Edelstahl
Es handelt sich um eine einzigartige Art von rostfreiem Stahl, der eine andere Atomstruktur aufweist. Seine Eigenschaften sind eine Mischung aus austenitischen und ferritischen nichtrostenden Stählen. Der Grund dafür ist, dass seine atomare Mikrostruktur sowohl FCC- als auch BCC-Kristallanordnungen aufweist. Einige der Atome sind in einer kubischen Anordnung zentriert. Diese Phase verhindert die magnetischen Eigenschaften dieser Metalle.
Einige ihrer atomaren Anteile haben jedoch kubisch-raumzentrierte Anordnungen oder Strukturen. Dieser Teil, wie z. B. Ferritmetall, unterstützt das magnetische Verhalten. Der Spin der Elektronen kann sich ausrichten, wodurch die magnetische Eigenschaft eines Metalls entsteht. Diese Arten von rostfreiem Stahl werden durch den Erhitzungsprozess hergestellt.
Denken Sie an ihre mechanischen Eigenschaften? Sie sind ähnlich wie austenitische und ferritische nichtrostende Stähle. Sie sind fest, korrosions- und ermüdungsbeständig. Vor allem sind ihre Preise nicht zu hoch, was ein großes Plus ist. Die Hersteller produzieren diese Metalle, um besondere Anforderungen bei ihren Projekten zu erfüllen. Beispiele hierfür sind die Sorten 2205 und 2507.
5- Ausscheidungsgehärteter rostfreier Stahl
Diese nichtrostenden Stähle sind den martensitischen Stählen ähnlich. Es gibt einen wichtigen Aspekt zu verstehen. Diese Stähle werden durch Erhitzen und anschließendes Abkühlen hergestellt. Daher ändert sich ihr Gefüge durch Erhitzen und Abkühlen von BCC zu BCT. Der Übergang von BBC zu BCT ist ähnlich wie bei martensitischen nichtrostenden Stählen. Was ihren Magnetismus angeht, so sind sie magnetisch. Wenn sie in die Nähe eines Magneten gebracht werden, zeigen sie eine gewisse Anziehungsbewegung.
Warum ist Magnetismus bei nichtrostendem Stahl wichtig?
Das magnetische Verhalten von rostfreiem Stahl ist in vielerlei Hinsicht hilfreich. Erstens ist diese Eigenschaft hervorragend geeignet, um verschiedene Materialien zu identifizieren. Sie können verschiedene Arten von rostfreiem Stahl mit Hilfe eines Magneten identifizieren. Dazu halten Sie einen Magneten in die Nähe des Werkstücks. Wenn es von einem Magneten angezogen wird, handelt es sich um ferritischen oder martensitischen Edelstahl.
Denken Sie daran, dass jeder nichtrostende Stahl seine eigenen Eigenschaften hat. Austenitischer nicht rostender Stahl hat zum Beispiel einen hohen Chromgehalt und ist rostfrei. Auf der anderen Seite ist die Rostbeständigkeit von ferritischem rostfreiem Stahl leicht beeinträchtigt. Die Hersteller verwenden eine magnetische Eigenschaft, um Bewertung von rostfreiem Stahl. Dies hilft ihnen, die Merkmale und Arten zu verstehen.
Letztendlich wählen die Hersteller das geeignete Material für ihre Produkte aus. Darüber hinaus gibt es Anwendungen, bei denen das magnetische Verhalten von rostfreiem Stahl eine Rolle spielt. Zum Beispiel werden für die Komponenten von Sensoren und elektrischen Systemen rostfreier Stahl verwendet. Diese Produkte machen sich das magnetische Verhalten dieses Metalls zunutze. Der Magnetismus spielt also eine entscheidende Rolle bei der Anwendung und Verwendbarkeit dieses Materials.
Faktoren, die den Magnetismus von rostfreiem Stahl beeinflussen
Die magnetische Eigenschaft von nichtrostendem Stahl ist auf die eine oder andere Weise mit vielen anderen Faktoren verbunden. Diese Faktoren können die magnetischen Eigenschaften aller Sorten beeinflussen. Hier ist eine Liste der wichtigsten Faktoren, die den Magnetismus von rostfreiem Stahl beeinflussen:
- Zusammensetzung
- Schweißen und Fabrikation
- Heizung und Kühlung
- Atomare Anordnung (Mikrostruktur)
- Das Vorhandensein von ungepaarten Elektronen im Orbital
Wenn rostfreier Stahl einen hohen Nickelgehalt hat, ist er unmagnetisch. Auch durch Erhitzen und plötzliches Abkühlen können sich die magnetischen Eigenschaften verändern. Die Anordnung der Atome und der Elektronenspins sind die wichtigsten Faktoren. Metalle mit einer geordneten Atomstruktur sind nicht magnetisch und umgekehrt.
Häufig gestellte Fragen
Haften Magnete an echtem Edelstahl?
Das hängt von der Art des rostfreien Stahls ab. An einigen Arten von rostfreiem Stahl, wie austenitischem Stahl, haften Magnete nicht. Ferritische und martensitische Stähle haften jedoch an Magneten. Diese Stähle sind aufgrund der lockeren Anordnung der Elektronen magnetisch.
Welcher nichtrostende Stahl ist am magnetischsten?
Ferritischer rostfreier Stahl gilt aufgrund seiner körperzentrierten Atome als der magnetischste. Darüber hinaus wird ihr Magnetismus durch die lockere Anordnung der Atome noch verstärkt. Beispiele hierfür sind die nichtrostenden Stähle der Sorten 430 und 409.
Woran erkennt man rostfreien Stahl zu Hause?
Die Identifizierung von rostfreiem Stahl ist einfach. Sie können dies tun, indem Sie einen Magneten in die Nähe des Metallstücks bringen. Bewegt sich das Stück auf den Magneten zu und bleibt an ihm haften, handelt es sich um ferritischen oder martensitischen rostfreien Stahl. Bleibt es nicht haften, handelt es sich um austenitischen rostfreien Stahl.
Schlussfolgerung
Edelstahl ist ein bekannter Werkstoff in der verarbeitenden Industrie. Seine hervorragende Rostbeständigkeit und Festigkeit zeichnen ihn aus. Sein Verhalten gegenüber Magneten scheint die Menschen jedoch zu verwirren. Es gibt keinen Fehler, sondern Edelstahl hat viele Verhaltensweisen.
Es gibt verschiedene Arten von rostfreiem Stahl, und jeder verhält sich anders. Austenitischer rostfreier Stahl ist beispielsweise nicht magnetisch, ferritischer hingegen schon. Eines haben alle diese Arten gemeinsam: Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit. Dieser Leitfaden befasst sich mit allem, was mit rostfreiem Stahl zu tun hat.