Det magnetiska beteendet hos rostfria stål varierar avsevärt, allt från paramagnetisk (icke-magnetisk) i helt austenitiska kvaliteter till hårt eller permanent magnetiskt beteende i de härdade martensitiska kvaliteterna. Rostfria stål har inte funnits utbredd användning enbart som magnetiska material eftersom deras magnetiska förmåga nästan alltid är sämre än konventionella magnetiska material. Det finns emellertid omständigheter och tillämpningar där magnetiskt eller icke-magnetiskt beteende kan påverka tillverkningen och användningen av dessa legeringar avsevärt.

Austenitiska (icke-magnetiska) rostfria stål

Alla austenitiska rostfria stål är paramagnetiska ( icke-magnetisk) i helt austenitiskt tillstånd som förekommer i väl glödgade legeringar. DC-magnetiska permeabiliteter varierar från 1.003 till 1.005 när de mäts vid magnetiseringskrafter på 200 oersteds (16k A / m). Permeabiliteten ökar med kallt arbete på grund av deformationsinducerad martensit, en ferromagnetisk fas. För vissa kvaliteter, såsom typ 302 och 304, kan ökningen av magnetisk permeabilitet vara märkbar, vilket resulterar i att dessa kvaliteter är svagt ferromagnetiska i det kraftigt kallbearbetade tillståndet. Känsligheten för en viss kvalitet för att bli ferromagnetisk vid kraftigt kallbearbetning beror på austenitens stabilitet, vilket i sin tur beror på kemisk sammansättning och homogenitet. Detta beskrivs i artikeln ”Stabilitet hos Austenite i rostfria stål” av CB Post och WS Eberly, publicerad i ”Transactions of the American Society for Metals”, volym 39, (1947), sidorna 868 till 890.
Effekten av kallbearbetning på magnetisk permeabilitet illustreras för flera austenitiska rostfria stål i figur 1. Förhållandet mellan slutlig draghållfasthet och magnetisk permeabilitet visas i figur 2. Ökningen av permeabilitet korrelerar väl med ökningen av draghållfasthet eller arbetshärdningsbeteende, vilket är ett annat mått på austenitstabilitet. Den olika prestationen mellan betyg är en återspegling av deras sammansättning. I synnerhet ökar nickel austenitstabilitet, varigenom arbetshärdningshastigheten och ökningen av magnetisk permeabilitet minskar. Följaktligen uppvisar de högre nickelkvaliteterna, såsom Carpenter Stainless No. 10 (typ 384), lägre magnetiska permeabiliteter än de lägre nickelkvaliteterna såsom Project 70 + ® typ 304 / 304L när de kallbearbetas i motsvarande mängder. Högmangan-legeringarna med hög kvävehalt, såsom Carpenter 18Cr-2Ni-12Mn, är också kända för att bibehålla låg permeabilitet efter kraftig deformation. som kisel-järnlegeringar. Därför är deras icke-magnetiska beteende mer bekymmer. Vissa användningsområden såsom höljen och komponenter för magnetisk detekteringsutrustning som används för säkerhets-, mät- och kontrolländamål kräver att stålet är icke-magnetiskt. Det beror på närvaron av till och med svagt ferromagnetiska delar kan påverka prestandan negativt. Om inte de austenitiska delarna i rostfritt stål används i glödgat tillstånd och inte utsätts för deformation under användning, skulle en högre nickelkvalitet vara ett klokt val förutsatt att det ger lämplig korrosionsbeständighet och hållfasthet.
För en given kvalitet är den magnetiska permeabilitet kan variera avsevärt beroende på stålets kemi och graden av kallbearbetning. Ofta kan en speciell del av en ”instabil” kvalitet som typ 304 prestera tillfredsställande. Om den magnetiska permeabiliteten för ett austenitiskt rostfritt stål är av särskilt intresse kan den mätas med relativt enkla medel som beskrivs i ASTM-standardmetod A342.

Ferritiska rostfria stål

Ferritiska rostfria stål är ferromagnetiska och har använts som mjuka magnetiska komponenter såsom magnetkärnor och polstycken. Även om deras magnetiska egenskaper i allmänhet inte är lika bra som konventionella mjuka magnetiska legeringar, används de framgångsrikt för magnetiska komponenter som måste tåla frätande miljöer. Som sådan erbjuder de ett kostnadseffektivt alternativ till pläterade järn- och kisel-järnkomponenter. Dessutom har den relativt höga elektriska resistiviteten hos ferritiska rostfria stål resulterat i överlägsen AC-prestanda.

Mjuka magnetiska egenskaper, dvs. hög magnetisk permeabilitet, låg tvångskraft (Hc) och låg restinduktion (Br), beror starkt på legeringskemi, särskilt föroreningar såsom kol , svavel och icke-metalliska inneslutningar och påfrestningar på grund av kallbearbetning. Magnetisk permeabilitet minskar och tvångskraften ökar. Det vill säga, beteendet är mindre magnetiskt mjukt, med ökande mängder föroreningar och stress. Som ett resultat ger väl glödgade legeringar med hög renhet optimal magnetisk prestanda.Carpenter producerar två kvaliteter ferritiskt rostfritt stål, Carpenter Stainless Type 430F Solenoid Quality och Carpenter Stainless Type 430FR Solenoid Quality, för övervägande i mjuka magnetiska legeringsapplikationer. Dessa två kvaliteter smälts och bearbetas för konsekventa magnetiska egenskaper samtidigt som de ger korrosionsbeständighet liknande den för typ 430F.
Även om ett ferritiskt rostfritt stål inte används som magnetisk komponent kan dess magnetiska beteende vara av betydelse för tillverkningen använda sig av. Glödda ferritiska rostfria stål uppvisar mjukt magnetiskt beteende, vilket innebär att de inte har förmågan att locka till sig andra magnetiska föremål när de avlägsnas från ett externt applicerat magnetfält. Kallbearbetning ökar emellertid tvångskraften (Hc) hos dessa stål och ändrar deras beteende från en mjuk magnet till en svag permanentmagnet. Om delar av kallbearbetat ferritiskt rostfritt stål utsätts för ett starkt magnetfält, som det sker vid magnetisk partikelinspektion, kan delarna permanent magnetiseras och därför kunna locka till sig andra ferromagnetiska föremål. Förutom att möjligen orsaka hanteringsproblem skulle delarna kunna dra till sig bitar av järn eller stål som, om de inte avlägsnas, försämrar korrosionsbeständigheten. Det är därför klokt att antingen elektriskt eller termiskt avmagnetisera sådana delar om de har utsatts för ett starkt magnetfält under tillverkningen. Magnetiska egenskaper hos vissa ferritiska rostfria stål listas i tabell 1.

Martensitiskt och nederbördshärdbart rostfritt stål

Alla martensitiska och mest nederbördshärdbara rostfria stål är ferromagnetiska. På grund av de spänningar som induceras av härdningstransformationen uppvisar dessa kvaliteter permanenta magnetiska egenskaper om de magnetiseras i det härdade tillståndet. För ett givet betyg tenderar tvångskraften att öka med ökande hårdhet, vilket gör dessa legeringar svårare att avmagnetisera. Även om de inte används som permanentmagneter i någon betydande utsträckning, gäller de tidigare nämnda potentiella svårigheterna för härdat ferritiskt rostfritt stål även för dessa stål. Magnetiska egenskaper hos vissa martensitiska stål visas också i tabell 1.

Ovanstående data bestämda på runda staplar 0,375 ”(9,53 mm) till 0,625” (15,88 mm) per ASTM

En 341-Fahy-permeameter.

A – helt glödgad

H – värmebehandlad för maximal hårdhet