Warum nichtmagnetische Produkte aus Edelstahl manchmal Magnetismus zeigen: Eine Erläuterung von Experten

Produkte aus nichtrostendem Stahl sind allgegenwärtig - von Küchengeräten über medizinische Geräte bis hin zu industriellen Komponenten. "Dies hat zu dem Missverständnis geführt, dass 'echter Edelstahl niemals magnetisch ist', was nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein könnte. Viele Verbraucher testen den Magnetismus von Gegenständen aus Edelstahl, um deren Echtheit und Qualität festzustellen. Sie glauben, dass die magnetische Anziehungskraft bedeutet, dass das Produkt minderwertig, gefälscht oder falsch etikettiert ist.

Wie jeder, der sich mit Metallurgie und der Herstellung von rostfreiem Stahl auskennt, weiß, ist diese allgemeine Weisheit jedoch eine starke Vereinfachung, die sehr irreführend ist. Das bringt uns zu den Komplikationen, die mit magnetischem Edelstahl im täglichen Leben verbunden sind: Tatsache ist, dass zahlreiche echte Edelstahlmaterialien - selbst antimagnetische - in der richtigen Umgebung einen minimalen Magnetismus erzeugen.

In diesem umfassenden Leitfaden klären wir genau, warum nichtmagnetische nichtrostende Stähle - insbesondere die Güteklassen 201 und 304 - Magnetismus zeigen, und bieten gleichzeitig allgemeine Ratschläge, die Verbrauchern und Fachleuten gleichermaßen helfen, ihre Edelstahlprodukte richtig zu interpretieren und zu bewerten.

Die magnetischen Eigenschaften verschiedener Arten von rostfreiem Stahl

Die erste Überlegung bei der Auswahl von rostfreiem Stahl ist jedoch, dass es sich bei rostfreiem Stahl nicht um ein und dasselbe Material handelt, sondern um eine Familie von Legierungen, die nach ihrer kristallinen Struktur gruppiert sind. Nichtrostende Stähle können auf der Grundlage der metallurgischen Klassifizierung in drei große Gruppen eingeteilt werden.

Austenitischer rostfreier Stahl

Die ferromagnetischen Eigenschaften dieser Stähle ähneln eher denen der üblichen Typen (z. B. 201, 202, 301, 304 und 316), die normalerweise nicht im allgemeinen Sinne magnetisiert sind, d. h. sie zeigen bei Raumtemperatur ein nichtmagnetisches bis sehr schwach magnetisches Verhalten. Sie haben eine kubisch-flächenzentrierte (FCC) Kristallstruktur und sind schwach unmagnetisch.

Obwohl die Verbraucher alle Arten von Produkten aus austenitischem rostfreiem Stahl in Hülle und Fülle vorfinden (Küchenartikel der Güteklasse 304 sind weltweit verbreitet), sind die Unterschiede zu verstehen, und sie erklären, warum der Magnetismus von einem Artikel zum anderen so stark variieren kann, selbst bei der gleichen Güteklasse.

• Kristallstruktur: Flächenzentrierter Kubus (FCC)
• Normaler Magnetismus: Nichtmagnetisch bis sehr schwach magnetisch
• Häufig in Küchengeräten, Apparaten und Werkzeugen zur Lebensmittelverarbeitung
• Obwohl sie als "nicht-magnetisch" gelten, können sie unter bestimmten Bedingungen einen leichten Magnetismus aufweisen.

Ferritische rostfreie Stähle (z. B. 430)

• Kristallstruktur: Körperzentrierter Kubus (BCC)
• Magnetismus: Natürlich magnetisch
• Weniger korrosionsbeständig als austenitische Sorten, aber preiswerter.

Martensitische nichtrostende Stähle (z. B. 410, 420)

• Kristallstruktur: Körperzentriert tetragonal (BCT)
• Magnetismus: Stark magnetisch
• Wegen seiner Härte häufig für Messer und Schneidwerkzeuge verwendet.

Der Grund, warum austenitischer Edelstahl (wie 304) magnetisch werden kann

Einfluss von Legierungselementen und metallurgischen Variationen

Die austenitische Phase des gewöhnlichen Edelstahls der Güteklasse 304 oder "18-8", einer Legierung aus etwa 18% Chrom und 8% Nickel, ist bei Raumtemperatur stabil. Aber schon eine geringe Freisetzung von Nickel und/oder Chrom während der Produktion kann zur ungeplanten Bildung kleiner Mengen ferritischer oder martensitischer Phasen in der Legierung führen. Sowohl die ferritischen als auch die martensitischen Phasen sind magnetisch und verleihen dem Stahl ein gewisses schwach magnetisches Verhalten.

In der praktischen Produktionsumgebung ist es zum Beispiel fast unmöglich, eine 100%-Homogenität der Legierung zu garantieren. Kleine Unterschiede im Schmelz- und Abkühlungsprozess führen zu etwas, das Metallurgen "chemische Entmischung" nennen. Mehrere eisenreiche Phasen, die auf Magnetismus reagieren, verflüssigen sich in visuell verbesserten Bereichen. Solche Bereiche machen zwar nur einen geringen Prozentsatz der Legierung aus, ihre magnetische Reaktion kann jedoch mit hochfesten Haushaltsmagneten nachgewiesen werden und führt bei den Verbrauchern zu unberechtigten Zweifeln an der Echtheit des Produkts.

Kaltverformung und Auswirkungen der mechanischen Bearbeitung

Die maschinelle Bearbeitung wirkt sich auf alles aus, nicht nur auf nichtrostende Stähle - aber der vielleicht häufigste Grund dafür, dass ein eigentlich nichtmagnetischer nichtrostender Stahl magnetisch wird, ist die Kaltbearbeitung, auch bekannt als mechanische Verformung. Unter Kaltumformung versteht man die physikalische Verformung des Metalls unterhalb seiner Rekristallisationstemperatur, wie sie bei Fertigungsverfahren wie Walzen, Biegen, Ziehen oder Stanzen üblich ist.

Austenitische nichtrostende Stähle, unabhängig von ihrer Güteklasse, wie z. B. 304, sind in der Lösungsphase nicht magnetisch; bei der Kaltverformung dieser Stähle kommt es jedoch zu einer teilweisen Umwandlung der Kristallstruktur von nichtmagnetischem Austenit in magnetischen Martensit. Je stärker die Verformung, desto mehr lokale martensitische Phasen entwickeln sich, was zu einer höheren magnetischen Reaktion des Produkts führt. Zum Beispiel:

• Ein typisches Φ76-mm-Edelstahlrohr wird im Wesentlichen nicht magnetisch angezogen, da die Verformung während des Umformprozesses sehr gering ist.
• So kommt es zum Beispiel zu einer erheblichen Verformung, so dass die magnetische Anziehungskraft deutlich zunimmt, wenn dieselbe Stahlcharge zu einem Bruchteil, z. B. einem Φ9,5 mm-Rohr, gezogen wird.
• Rechteckige oder quadratische Rohre werden noch stärker verformt - insbesondere an den Ecken - und zeigen daher mehr Magnetismus.

Dieses Phänomen, wissenschaftlich bekannt als dehnungsinduzierte martensitische Umwandlungist in der Welt der Metallurgie wohlbekannt, kann aber von den allgemeinen Verbrauchern missverstanden werden oder nicht bekannt sein.

Offensichtlich verwirrende Verbrauchertäuschungen und die Wege dorthin

Angenommen, die Verbraucher experimentieren mit ihren Küchengeräten, die starke Neodym-Magnete enthalten. Sie werden sogar davon überzeugt sein, dass ihre Produkte aus rostfreiem Stahl nicht authentisch oder sicher sind, selbst wenn sie eine geringe magnetische Anziehungskraft haben. Die praktische metallurgische Erfahrung zeigt jedoch das Gegenteil.

Um die Probleme der Kunden auf praktische Weise zu lösen:

• Testen Sie die magnetische Anziehungskraft von normalem Kohlenstoffstahl (wie Nägel oder Schrauben), um festzustellen, wie stark der Magnetismus Ihres Produkts im Vergleich zu nichtrostendem Stahl ist. Selbst wenn nichtrostender Stahl 304 kaltverformt wird, ist er viel weniger magnetisch als Kohlenstoffstahl oder ferritischer nichtrostender Stahl wie die Güteklasse 430.
• Es wird gezeigt, dass der Magnetismus als Ergebnis der Kaltverformung mit der Zeit abnimmt, insbesondere wenn das Produkt Wärmebehandlungen unterzogen wird oder lange Zeit bei hohen Temperaturen verwendet wird (wie bei Kochgeschirr). Dieses monoton abnehmende Verhalten beweist, dass sogar mechanische Verformung die Quelle des Magnetismus ist, um echten austenitischen Edelstahl von speziellen magnetischen Legierungen zu unterscheiden.

Fallstudie: Mechanische Verformung von dekorativen Küchenutensilien

Kochgeschirr aus echtem Edelstahl 304 wurde mit mechanischen Kräften gestanzt, die im Rahmen von Umformvorgängen in einer praktischen Umgebung angewendet wurden. Der erste Magnettest war eine leichte magnetische Anziehung, die die an metallurgisches Wissen gewöhnten Verbraucher schockierte.

Bei längerem Gebrauch bei Kochtemperaturen und routinemäßigen Temperaturwechseln in der Küche zeigte sich jedoch, dass der Magnetismus bei erneuten Tests deutlich geringer war, was bestätigt, dass ein durch die Belastung verursachter Magnetismus nur vorübergehend ist und nur ein geringes zusätzliches Risiko für die Produktqualität oder -sicherheit darstellt. Diese praktische Erfahrung spricht dafür, dass die Verbraucher bei allen Produkten, die als Edelstahl vermarktet werden, darauf achten sollten, dass die Magnetizität nicht mit der Magnetizität korreliert.

Leitfaden für Verbraucher und Industrie

Wie Metallurgieexperten und erfahrene Hersteller raten würden:

• Chillen mit Magnet-Tests: Der Magnetismus allein ist ein unzuverlässiges Kriterium für die Qualität oder Echtheit von Edelstahl, so die Gruppe.
• Siehe Produktdokumentation und Zertifizierungen: Prüfen Sie offizielle Produktzertifikate oder Prüfberichte unabhängiger Labors, die von namhaften Herstellern zur Verfügung gestellt werden, um die Materialspezifikation zu bestätigen.
• Bedeutung in der realen Welt: Leichter Magnetismus aufgrund mechanischer Bearbeitung oder leichter chemischer Veränderungen beeinträchtigt nicht die Leistung, Korrosionsbeständigkeit oder Produktsicherheit.

Schlussbemerkungen und wichtige Lehren

Insgesamt ist ein wenig Magnetismus in gewöhnlichen nichtmagnetischen Edelstahlprodukten wie 304 und 201 Legierungen wissenschaftlich verständlich, kein Grund zur Sorge und normalerweise ziemlich normal. Die Bedingungen, unter denen Magnetismus normalerweise auftritt:

• Begrenzte Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung der Produktion.
• Kaltverformungsprozesse:Mechanische Verformung.
• Vorübergehende magnetische Effekte, die mit der Zeit und mit zunehmender Nutzung allmählich abklingen.

Die Sensibilisierung von Verbrauchern und Branchenvertretern für die Realitäten unserer Branche trägt dazu bei, diese Mythen zu zerstreuen, um das Vertrauen der Verbraucher zu stärken und ungerechtfertigte Sorgen über die Produktqualität zu vermeiden. Daher sollten Magnetprüfungen bei der Bewertung von Produkten aus rostfreiem Stahl nur eine ergänzende (und nicht eine endgültige) Rolle spielen.

Dieses ganzheitliche Wissen ermöglicht es den Verbrauchern weltweit, die authentische Qualität und Leistung von Edelstahlangeboten zu erkennen und zu bestätigen, unabhängig von vorübergehenden magnetischen Eigenschaften, die in unerwarteten Abständen auftreten.