Ist rostfreier Stahl magnetisch?

Nichtrostender Stahl kann unterschiedliche Grade von Magnetismus je nach seiner elementaren Zusammensetzung und Mikrostruktur. Es gibt vier verschiedene Arten von nichtrostenden Stählen: austenitische, ferritische, martensitische und Duplexstähle.

Magnetismus der Edelstahlsorten

Neben der Art des nichtrostenden Stahls wird das magnetische Verhalten von nichtrostendem Stahl auch durch Faktoren wie Kaltbearbeitung und Wärmebehandlung beeinflusst. Der Magnetismus von nichtrostenden Stählen wird wie folgt beschrieben:

Austenitischer rostfreier Stahl

Austenitischer nichtrostender Stahl wie die Sorten 304 oder 316 gilt im geglühten Zustand in der Regel als nichtmagnetisch. Das bedeutet, dass er in seinem Standardzustand nur sehr schwache magnetische Eigenschaften falls vorhanden.

Diese Stähle enthalten einen hohen Anteil an Chrom und Nickel, wobei letzteres die FCC-Kristallstruktur stabilisiert und somit die magnetische Suszeptibilität insgesamt verringert. Dennoch ist der fehlende Magnetismus in erster Linie auf die kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur zurückzuführen.

Geringe Mengen an Kaltverformung wie Ziehen, Walzen oder Biegen können die Kristallstruktur verformen, was zu martensitischen oder ferritischen Phasen führt. Diese können dann einige magnetische Eigenschaften hervorrufen, wenn auch lokal begrenzt und schwach. Zusätzlich können Wärmebehandlungen mit anschließender schneller Abkühlung das gleiche Ergebnis erzielen.

Ferritischer rostfreier Stahl

Diese Stähle sind aufgrund ihres relativ hohen Eisengehalts und ihrer kubisch-raumzentrierten Kristallstruktur magnetisch. Die BCC-Struktur beherbergt ungepaarte Elektronen, deren magnetische Momente das magnetische Verhalten beeinflussen.

Martensitischer rostfreier Stahl

Martensitische nichtrostende Stähle können magnetische Eigenschaften aufweisen und werden dort eingesetzt, wo neben Festigkeit und Härte auch ein gewisses Maß an Magnetismus gewünscht ist. Die körperzentrierte tetragonale Kristallstruktur dieser Stähle hat die Atome so angeordnet, dass sie ein magnetisches Moment erzeugen.

Außerdem enthalten martensitische nichtrostende Stähle einen höheren Kohlenstoffgehalt, der bei der Wärmebehandlung zur Bildung einer harten und magnetischen Phase beiträgt. Eine schnelle Abkühlung des Stahls von erhöhten Temperaturen kann ebenfalls eine martensitische Umwandlung bewirken, wodurch das Material magnetisch wird.

Martensitische nichtrostende Stähle weisen je nach Sorte und Zusammensetzung einen unterschiedlichen Grad an Magnetismus auf. Außerdem kann der durch Wärmebehandlung erzeugte Magnetismus in diesen Stählen lokal begrenzt sein und ist nicht so stark wie bei rein ferromagnetischen Materialien.

Duplex-Edelstahl

Nichtrostende Duplexstähle haben ein Gefüge, das sowohl austenitische als auch ferritische Phasen kombiniert. Dies führt zu einer ausgewogenen Kombination aus moderaten magnetischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. Die magnetischen Eigenschaften dieser Stähle hängen von der Zusammensetzung und der Wärmebehandlung ab.

Die gemischte Mikrostruktur von nichtrostendem Duplexstahl ermöglicht es diesen Stählen, dank der kubisch-raumzentrierten Kristallstruktur der ferritischen Phase magnetisch zu sein. Darüber hinaus enthält nichtrostender Duplexstahl neben Eisen, das die magnetischen Eigenschaften verstärkt, auch einen höheren Anteil an Molybdän und Chrom.

Durch die Wärmebehandlung dieser Stähle können sich die relativen Anteile der ferritischen und austenitischen Phasen ändern, was sich auf den Gesamtmagnetismus des Materials auswirkt. Je nach Sorte und Zusammensetzung kann der Grad des Magnetismus variieren.

Schlussfolgerung

Der Magnetismus von nichtrostendem Stahl hängt von der Legierungszusammensetzung, dem Gefüge und den Verarbeitungsfaktoren wie Kaltverformung und Wärmebehandlung ab. Wenn es auf die magnetischen Eigenschaften ankommt, sind ferritische und martensitische nichtrostende Stähle sinnvoll.