Comportamentul magnetic al oțelurilor inoxidabile variază considerabil, variind de la paramagnetic (nemagnetic) în grade complet austenitice până la comportament magnetic dur sau permanent în notele martensitice întărite. Oțelurile inoxidabile nu au găsit o utilizare pe scară largă numai ca materiale magnetice, deoarece capacitatea lor magnetică este aproape întotdeauna inferioară materialelor magnetice convenționale. Cu toate acestea, există circumstanțe și aplicații în care comportamentul magnetic sau nemagnetic poate influența semnificativ fabricarea și utilizarea acestor aliaje.

Oțeluri inoxidabile austenitice (nemagnetice)

Toate oțelurile inoxidabile austenitice sunt paramagnetice ( nemagnetică) în stare complet austenitică așa cum se întâmplă în aliajele bine recoapte. Permeabilitățile magnetice de curent continuu variază între 1.003 și 1.005 atunci când sunt măsurate la forțe de magnetizare de 200 oersteds (16k A / m). Permeabilitatea crește odată cu lucrul la rece datorită martensitei induse de deformare, o fază feromagnetică. Pentru anumite clase, cum ar fi tipurile 302 și 304, creșterea permeabilității magnetice poate fi apreciabilă, rezultând ca aceste grade să fie slab feromagnetice în condiții puternic prelucrate la rece. Sensibilitatea unui anumit grad de a deveni feromagnetic atunci când se lucrează puternic la rece depinde de stabilitatea austenitei, care, la rândul său, depinde de compoziția chimică și de omogenitate. Acest lucru este descris în articolul „Stabilitatea austenitei în oțeluri inoxidabile” de CB Post și WS Eberly, publicat în „Tranzacțiile societății americane pentru metale”, volumul 39, (1947), paginile 868-890.
Efectul în figura 1. Relația dintre rezistența maximă la tracțiune și permeabilitatea magnetică este prezentată în Figura 2. Creșterea permeabilității se corelează bine cu creșterea rezistenței la tracțiune sau a comportamentului de întărire la lucru, care este o altă măsură a stabilității austenitei. Performanța diferită între note este o reflectare a compoziției lor. În special, nichelul crește stabilitatea austenitei, scăzând astfel rata de întărire a muncii și rata de creștere a permeabilității magnetice. În consecință, clasele superioare de nichel, cum ar fi Carpenter Stainless No. 10 (tip 384), prezintă permeabilități magnetice mai mici decât gradele inferioare de nichel, cum ar fi Project 70 + ® Tip 304 / 304L, atunci când lucrau la rece în cantități echivalente. Aliajele cu conținut ridicat de mangan, cu conținut ridicat de azot, precum Carpenter 18Cr-2Ni-12Mn, sunt, de asemenea, remarcate pentru menținerea permeabilității scăzute după deformări grele. ca aliaje de siliciu-fier. Prin urmare, comportamentul lor nemagnetic este mai mult o preocupare. Anumite utilizări, cum ar fi carcasele și componentele pentru echipamentele de detectare magnetică utilizate în scopuri de securitate, măsurare și control, necesită ca oțelul să fie nemagnetic. Acest lucru se datorează faptului că prezența unor părți feromagnetice chiar slabe poate afecta negativ performanța. Cu excepția cazului în care piesele din oțel inoxidabil austenitic sunt utilizate în condiții de recoacere și nu sunt supuse la deformare în timpul utilizării, un grad mai ridicat de nichel ar fi o alegere prudentă, presupunând că acesta oferă rezistența și rezistența corespunzătoare la coroziune.
Pentru un grad dat, permeabilitatea poate varia semnificativ în funcție de chimia și gradul de lucru la rece al oțelului. Adesea, un anumit lot dintr-un grad „instabil”, cum ar fi tipul 304, poate avea rezultate satisfăcătoare. Dacă permeabilitatea magnetică a unui oțel inoxidabil austenitic este deosebit de îngrijorătoare, poate fi măsurată prin mijloace relativ simple așa cum este descris în Metoda standard A342 ASTM.

Oțeluri inoxidabile feritice

Oțeluri inoxidabile feritice sunt feromagnetice și au fost utilizate ca componente magnetice moi, cum ar fi miezurile solenoidului și piesele polare. Deși proprietățile lor magnetice nu sunt în general la fel de bune ca aliajele magnetice convenționale, ele sunt utilizate cu succes pentru componentele magnetice care trebuie să reziste mediilor corozive. Ca atare, ele oferă o alternativă rentabilă la componentele din fier placat și siliciu-fier. În plus, rezistivitatea electrică relativ ridicată a oțelurilor inoxidabile feritice a dus la performanțe superioare de curent alternativ.

Proprietățile magnetice moi, adică permeabilitatea magnetică ridicată, forța coercitivă scăzută (Hc) și inducția reziduală scăzută (Br), depind puternic de chimia aliajelor, în special de impuritățile precum carbonul , incluziuni de sulf și nemetalice și tensiuni datorate lucrărilor la rece. Permeabilitatea magnetică scade și forța coercitivă crește. Adică, comportamentul este mai puțin magnetic, cu cantități crescute de impurități și stres. Drept urmare, aliajele bine recoapte și de înaltă puritate oferă performanțe magnetice optime.Carpenter produce două tipuri de oțel inoxidabil feritic, Carpenter Stainless Type 430F Solenoid Quality și Carpenter Stainless Type 430FR Solenoid Quality, pentru a fi luate în considerare în aplicațiile din aliaj magnetic magnetic. Aceste două clase sunt topite și prelucrate pentru proprietăți magnetice consistente, oferind în același timp o rezistență la coroziune similară cu cea a tipului 430F.
Chiar dacă un oțel inoxidabil feritic nu este utilizat ca o componentă magnetică, comportamentul său magnetic poate fi important pentru fabricație și utilizare. Oțelurile inoxidabile feritice recocite prezintă un comportament magnetic moale, ceea ce înseamnă că nu au capacitatea de a atrage alte obiecte magnetice atunci când sunt îndepărtate dintr-un câmp magnetic aplicat extern. Lucrarea la rece, însă, mărește forța coercitivă (Hc) a acestor oțeluri schimbându-și comportamentul de la cel al unui magnet moale la cel al unui magnet permanent slab. Dacă părți din oțel inoxidabil feritic la rece sunt expuse la un câmp magnetic puternic, cum ar fi în cazul inspecției particulelor magnetice, piesele pot fi magnetizate permanent și, prin urmare, pot atrage alte obiecte feromagnetice. În afară de posibilele probleme de manipulare, piesele ar putea atrage bucăți de fier sau oțel care, dacă nu sunt îndepărtate, afectează rezistența la coroziune. Prin urmare, este prudent să fie demagnetizate electric sau termic astfel de piese dacă au fost supuse unui câmp magnetic puternic în timpul fabricării. Proprietățile magnetice ale unor oțeluri inoxidabile feritice sunt enumerate în tabelul 1.

Martensitic și oțel inoxidabil întărit cu precipitații

Toate oțelurile martensitice și cele mai rezistente la precipitare sunt feromagnetice. Datorită eforturilor induse de transformarea de întărire, aceste grade prezintă proprietăți magnetice permanente dacă sunt magnetizate în condiții de întărire. Pentru un anumit grad, forța coercitivă tinde să crească odată cu creșterea durității, făcând aceste aliaje mai dificil de demagnetizat. Deși nu sunt folosiți ca magneți permanenți într-o măsură semnificativă, dificultățile potențiale menționate anterior ale oțelurilor inoxidabile feritice întărite se aplică și acestor oțeluri. Proprietățile magnetice ale unor oțeluri martensitice sunt, de asemenea, prezentate în Tabelul 1.

Datele de mai sus sunt determinate pe bare rotunde 0,375 „(9,53 mm) până la 0,625” (15,88 mm) per ASTM

Un permeametru 341-Fahy.

A – complet recocit

H – tratat termic pentru duritate maximă