Den magnetiske opførsel af rustfrit stål varierer betydeligt og spænder fra paramagnetisk (ikke-magnetisk) i fuldt austenitiske kvaliteter til hård eller permanent magnetisk opførsel i de hærdede martensitiske kvaliteter. Rustfrit stål har ikke fundet udbredt anvendelse udelukkende som magnetiske materialer, da deres magnetiske kapacitet næsten altid er ringere end konventionelle magnetiske materialer. Der er dog omstændigheder og anvendelser, hvor den magnetiske eller ikke-magnetiske opførsel i væsentlig grad kan påvirke fremstillingen og brugen af disse legeringer.

Austenitisk (ikke-magnetisk) rustfrit stål

Alt austenitisk rustfrit stål er paramagnetisk ( ikke-magnetisk) i fuldt austenitisk tilstand, som det forekommer i godt udglødede legeringer. DC magnetiske permeabiliteter spænder fra 1.003 til 1.005 målt ved magnetiseringskræfter på 200 oersteds (16k A / m). Permeabiliteten øges med koldt arbejde på grund af deformationsinduceret martensit, en ferromagnetisk fase. For visse kvaliteter såsom typer 302 og 304 kan stigningen i magnetisk permeabilitet være mærkbar, hvilket resulterer i, at disse kvaliteter er svagt ferromagnetiske i den stærkt koldbearbejdede tilstand. Følsomheden af en bestemt kvalitet for at blive ferromagnetisk, når den er meget koldt bearbejdet, afhænger af austenitens stabilitet, som igen afhænger af kemisk sammensætning og homogenitet. Dette er beskrevet i artiklen “Stabilitet af Austenite i rustfrit stål” af CB Post og WS Eberly, offentliggjort i “Transactions of the American Society for Metals”, bind 39, (1947), side 868 til 890.
Effekten af koldt arbejde med magnetisk permeabilitet er illustreret for flere austenitiske rustfrie stål i figur 1. Forholdet mellem ultimativ trækstyrke og magnetisk permeabilitet er vist i figur 2. Stigningen i permeabilitet korrelerer godt med stigningen i trækstyrke eller arbejdshærdningsadfærd, hvilket er et andet mål for austenitstabilitet. De forskellige præstationer mellem karakterer afspejler deres sammensætning. Især øger nikkel austenitstabilitet, hvorved arbejdshærdningshastigheden og stigningen i magnetisk permeabilitet nedsættes. Derfor udviser de højere nikkelkvaliteter, såsom Carpenter Stainless No. 10 (Type 384), lavere magnetiske permeabiliteter end de lavere nikkelkvaliteter, såsom Project 70 + ® Type 304 / 304L, når de koldt bearbejdes i tilsvarende mængder. Legeringer med høj mangan, høj kvælstof, såsom Carpenter 18Cr-2Ni-12Mn, er også kendt for at opretholde lav permeabilitet efter kraftig deformation.
De magnetiske permeabiliteter, der kan opnås i austenitiske rustfrit stål, er meget lave sammenlignet med konventionelle magnetiske materialer såsom som silicium-jernlegeringer. Derfor er deres ikke-magnetiske opførsel mere bekymrende. Visse anvendelser såsom huse og komponenter til magnetisk detektionsudstyr, der anvendes til sikkerheds-, måle- og kontrolformål, kræver, at stålet er ikke-magnetisk. Det skyldes, at tilstedeværelsen af selv svagt ferromagnetiske dele kan påvirke ydeevnen negativt. Medmindre de austenitiske dele i rustfrit stål anvendes i udglødet tilstand og ikke udsættes for deformation under brug, ville en højere nikkelkvalitet være et klogt valg, forudsat at det giver den korrosionsbestandighed og styrke.
For en given kvalitet er den magnetiske permeabilitet kan variere betydeligt afhængigt af stålets kemi og graden af koldt arbejde. Ofte kan en bestemt masse af en “ustabil” kvalitet som Type 304 fungere tilfredsstillende. Hvis den magnetiske permeabilitet af et austenitisk rustfrit stål er af særlig bekymring, kan det måles på relativt enkle måder som beskrevet i ASTM Standard Method A342.

Ferritiske rustfrit stål

Ferritiske rustfrit stål er ferromagnetiske og er blevet brugt som bløde magnetiske komponenter såsom solenoidkerner og polstykker. Selvom deres magnetiske egenskaber generelt ikke er så gode som konventionelle bløde magnetiske legeringer, bruges de med succes til magnetiske komponenter, som skal kunne modstå korrosive omgivelser. Som sådan tilbyder de et omkostningseffektivt alternativ til belagte jern- og silicium-jernkomponenter. Derudover har den relativt høje elektriske resistivitet af ferritiske rustfrie stål resulteret i overlegen AC-ydeevne.

Bløde magnetiske egenskaber, dvs. høj magnetisk permeabilitet, lav tvangskraft (Hc) og lav restinduktion (Br), afhænger stærkt af legeringskemi, især urenheder såsom kulstof , svovl og ikke-metalindeslutninger og belastninger på grund af koldbearbejdning. Magnetisk permeabilitet aftager, og tvangskraften øges. Det vil sige, adfærden er mindre magnetisk blød med stigende mængder urenheder og stress. Som et resultat giver veludglødede legeringer med høj renhed optimal magnetisk ydeevne.Carpenter fremstiller to kvaliteter af ferritisk rustfrit stål, Carpenter Stainless Type 430F Solenoid Quality og Carpenter Stainless Type 430FR Solenoid Quality, til overvejelse i applikationer med blød magnetisk legering. Disse to kvaliteter smeltes og behandles til ensartede magnetiske egenskaber, samtidig med at de giver korrosionsbestandighed svarende til type 430F.
Selv hvis et ferritisk rustfrit stål ikke bruges som en magnetisk komponent, kan dets magnetiske opførsel have betydning for fabrikation og brug. Udglødet ferrit rustfrit stål udviser blød magnetisk opførsel, hvilket betyder, at de ikke har evnen til at tiltrække andre magnetiske genstande, når de fjernes fra et eksternt påført magnetfelt. Koldbearbejdning øger imidlertid disse ståls tvangskraft (Hc), der ændrer deres opførsel fra en blød magnet til en svag permanent magnet. Hvis dele af koldbearbejdet ferritisk rustfrit stål udsættes for et stærkt magnetfelt, som det forekommer ved magnetisk partikelinspektion, kan delene permanent magnetiseres og derfor kunne tiltrække andre ferromagnetiske genstande. Bortset fra muligvis at forårsage håndteringsproblemer, ville delene være i stand til at tiltrække bits af jern eller stål, som, hvis de ikke fjernes, forringer korrosionsbestandighed. Det er derfor klogt at afmagnetisere sådanne dele enten elektrisk eller termisk, hvis de har været udsat for et stærkt magnetfelt under fabrikationen. Magnetiske egenskaber for nogle ferritiske rustfrit stål er angivet i tabel 1.

Martensitisk og nedbørshærdeligt rustfrit stål

Alt martensitisk og mest nedbørshærdeligt rustfrit stål er ferromagnetisk. På grund af spændingerne induceret af hærdningstransformationen udviser disse kvaliteter permanente magnetiske egenskaber, hvis de magnetiseres i den hærdede tilstand. For en given kvalitet har tvangskraften en tendens til at stige med stigende hårdhed, hvilket gør disse legeringer sværere at demagnetisere. Selvom de ikke er anvendt som permanente magneter i nogen væsentlig grad, gælder de tidligere nævnte potentielle vanskeligheder med hærdet ferritisk rustfrit stål også for disse stål. Magnetiske egenskaber for nogle martensitiske stål er også vist i tabel 1.

Ovenstående data er bestemt på runde søjler 0,375 “(9,53 mm) til 0,625” (15,88 mm) pr. ASTM

Et 341-Fahy permeameter.

A – fuldt udglødet

H – varmebehandlet for maksimal hårdhed