Почему сталь 304 «магнитится»? Простое объяснение без мифов

Сталь марки AISI 304 в отожжённом состоянии почти немагнитная — это из-за её кристаллической структуры, называемой аустенитом. Но бывает, что детали из 304 стали начинают «цеплять» магнит. Почему так происходит? Разберём подробнее.

Что происходит с металлом?

• Аустенит (γ-фаза) — это немагнитная структура, которой и обладает свежевыжженная сталь 304. Поэтому такая сталь не реагирует на магнит.
• Холодная деформация — операции вроде гибки, штамповки или волочения изменяют структуру металла. При этом часть аустенита превращается в другую фазу — мартенсит (α′), который уже ферромагнитный и притягивается магнитом.
• Поэтому, если вы берёте плоский лист 304 — он «немагнитный», а если согнёте или вытянете металл, на изгибах и деформированных местах появляются магнитные участки.

Почему магнитное поведение отличается у разных марок?

Стали с более высоким содержанием никеля (Ni) и азота (N), например 316, менее склонны к превращению аустенита в мартенсит. Поэтому они «магнитятся» слабее или почти не магнитятся даже после деформаций.

Почему иногда 304 магнитится даже без деформации?

Иногда небольшое магнитное притяжение связано с наличием в структуре чуточки δ-феррита — ещё одной фазы, которая может оставаться в металле после плавки и прокатки. Это нормально и не говорит о том, что сталь поддельная или испорченная.

Влияние температуры и локальных условий

• Чем сильнее и локальнее деформирован металл — тем больше формируется мартенсита и тем сильнее магнитится.
• Низкие температуры (например, зимой) повышают склонность 304 стали к превращению аустенита в мартенсит, так что магнит будет «держать» сильнее.

Что происходит со сварными швами?

При сварке аустенитных сталей в металле шва специально оставляют небольшое количество δ-феррита. Это делается чтобы снизить риск образования трещин. Так как δ-феррит магнитится — сварной шов и прилегающая область обычно уверенно притягивают магнит. Это не брак, а нормальная технология. Для контроля феррита применяется специальная шкала Ferrite Number (FN).

Можно ли «размагнитить» 304 сталь?

Магнитность здесь не просто намагниченность — это уже изменённая структура металла. Вернуть 304 в немагнитное состояние можно только при высокотемпературном процессе — растворном отжиге (solution annealing) с быстрым охлаждением (закалкой). Это меняет структуру (обратно превращает мартенсит в аустенит), но не похоже на простое размагничивание с помощью катушки.

Значит, если металл магнитится — он будет ржаветь?

Нет. Магнитные свойства и коррозионная стойкость не связаны напрямую. Существуют магнитные нержавеющие стали (ферритные, дуплексные), которые прекрасно противостоят ржавчине. А немагнитность не даёт гарантии, что сталь не заржавеет. Для коррозионной устойчивости важнее состав, правильная термообработка и условия эксплуатации.

Как правильно принимать сталь 304?

• Не ориентируйтесь только на магнит. В контракте лучше указывать предельно допустимую магнитную проницаемость (μ), например около 1 для «почти немагнитного» 304.
• Проверяйте химический состав — анализом PMI. Различить 304 и 316 помогает метод XRF (по Cr/Ni/Mo), а чтобы отличить версии с низким содержанием углерода (304L, 316L) нужен OES-анализ.
• Для сварных изделий указывайте допустимое количество феррита (FN) и метод контроля (ферритоскоп).

Быстрый FAQ

• Почему в одной партии 304 магнится неравномерно?
  Из-за разной степени деформации на отдельных деталях.
• Почему 316 магнитится слабее, чем 304?
  Из-за большего содержания Ni и N, которые стабилизируют аустенит.
• Можно ли увидеть магнитность у 304 без деформации?
  Да, из-за следового δ-феррита, это нормальная особенность.
• Как убрать магнитность у согнутой детали?
  Только с помощью растворного отжига и быстрого охлаждения.

Итог

Магнитность стали 304 — это почти всегда результат частичного превращения аустенита в мартенсит при деформации или наличия δ-феррита в металле. Это не признак подделки или брака. Чтобы избежать споров и недоразумений, используйте сертификаты качества, анализ состава и оговаривайте допустимые магнитные параметры в договорах.

Если нужна дополнительная помощь по проверке или эксплуатации нержавеющих сталей — обращайтесь!