Ist Edelstahl magnetisch? JA oder NEIN – erfahren Sie die Antwort!

Edelstahl ist aufgrund seiner besonderen Eigenschaften ein beliebtes Material. Besonders hervorzuheben sind sein geringes Gewicht und seine Rostbeständigkeit. Viele Anwendungen erfordern jedoch, dass das Material magnetisch ist. Das wirft die Frage auf: Ist Edelstahl magnetisch oder nicht? Interessanterweise ist diese Frage sehr verwirrend und lässt sich nicht pauschal beantworten.

 

Der Grund dafür ist, dass es verschiedene Arten von Edelstahl gibt, die sich in ihrer Mikrostruktur unterscheiden. Da Edelstahl zu 70 % aus Eisen besteht, wird oft erwartet, dass er magnetisch ist, da er selbst magnetisch ist. Die Realität entspricht jedoch möglicherweise nicht Ihren Erwartungen. In diesem Artikel entlarven wir das magnetische Verhalten von Edelstahl. Los geht’s!

 

Übersicht über Edelstahlmaterialien und Magnetismus

Bevor wir uns mit Magnetismus befassen, werfen wir zunächst einen Blick auf Edelstahl.

 

Edelstahl ist eine Legierung aus vielen Legierungselementen. Dazu gehören Eisen, Chrom, Nickel, Kohlenstoff und Mangan. In den meisten Edelstahlsorten machen Eisen und Chrom 80 bis 85 % der Zusammensetzung aus. Edelstahl ist vor allem aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit beliebt.

 

Die chemische Zusammensetzung von Edelstahl ist wie folgt:

 

Element	Typische Zusammensetzung (%)
Eisen (Fe)	65–75%
Chrom (Cr)	10,5–20%
Nickel (Ni)	0–14%
Kohlenstoff (C)	≤ 1,2%
Mangan (Mn)	0–2%
Molybdän (Mo)	0–3%
Silizium (Si)	0–1%

Der Anteil der einzelnen Legierungselemente variiert je nach Edelstahlsorte. Sein Chromgehalt (10,5 %) ist jedoch besonders hervorzuheben. Dieses Material bildet bei Kontakt mit Luft oder Feuchtigkeit eine Chromoxidschicht. Diese Oxidschicht trägt maßgeblich zur Korrosionsbeständigkeit bei.

 

Kennen Sie die Grundlagen von Edelstahl? Lassen Sie uns über das magnetische Verhalten von Materialien sprechen.

 

Magnetismus ist das Verhalten eines Materials, das Magnetismus entweder abstößt oder anzieht. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich um die Anziehungskraft. Dieses Verhalten wird durch den Spin von Elektronen verursacht, die magnetische Momente erzeugen. Jedes Moment eines einzelnen Elektrons trägt zur Erzeugung eines Magnetfelds bei. Dadurch weist das Material magnetisches Verhalten auf.

 

Kupfer ist beispielsweise nicht magnetisch, Gusseisen hingegen in reiner Form. Magnetische Materialien haften an Magneten. Andererseits mögen Nicht-Magier Magnete nicht. Bei Edelstahl gibt es Arten, die magnetisch, andere nicht magnetisch sind. Wir werden das Verhalten von Edelstahl im nächsten Abschnitt besprechen.

 

Ist Edelstahl magnetisch?

Es gibt keine Ja- oder Nein-Antwort. Edelstahl gibt es in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlicher Mikrostruktur. Einige dieser Ausführungen sind magnetisch, andere nicht magnetisch. Austenitischer Stahl ist nicht magnetisch, während ferritischer und martensitischer Stahl magnetisch sind.

 

Besprechen wir den Mechanismus des Magnetismus. Wie Sie wissen, befinden sich in den Orbitalen eines Atoms Elektronen. Diese Elektronen können je nach Material gepaart oder ungepaart sein. Diese Elektronen haben einen Spin, der magnetische Momente erzeugt. Sind in einem Orbital zwei Elektronen vorhanden, sind die Spins beider Elektronen entgegengesetzt.

 

Der Spin eines Elektrons kann nach oben gerichtet sein, während der des zweiten Elektrons nach unten gerichtet ist. Befindet sich in einem Orbital eine Elektronenpaarung, heben sich deren Spins aufgrund ihrer entgegengesetzten Richtung auf. Der Nettospin wird also Null, und es entsteht kein magnetisches Moment. Auf der anderen Seite befindet sich im Orbital ein ungepaartes Elektron; dessen Spin wird nicht aufgehoben.

 

Dadurch entsteht ein magnetisches Moment. Dieses muss jedoch in die gleiche Richtung ausgerichtet sein, um Magnetismus im Material zu erzeugen. Manche Edelstahlsorten haben eine kubisch-flächenzentrierte Struktur (FCC), in der die Atome eng aneinander gebunden sind. Es gibt keinen Raum oder magnetischen Bereich, in dem sich magnetische Momente ausrichten könnten.

 

Diese Edelstahlart ist nicht magnetisch. Umgekehrt haben einige Edelstahlsorten keine eng aneinander gebundenen Atome. Zwischen den Atomen verbleiben Zwischenräume. Diese Räume werden als magnetische Bereiche bezeichnet, in denen sich magnetische Momente ausrichten. Die Ausrichtung der magnetischen Momente erzeugt Magnetismus im Material.

 

Edelstahlarten und ihr magnetisches Verhalten

 

Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Edelstahlarten. Jede dieser Arten unterscheidet sich in ihrer Mikrostruktur. Die Mikrostruktur gibt an, wie stark oder schwach die Atome miteinander verbunden sind. Lassen Sie uns diese Arten und ihr magnetisches Verhalten näher betrachten:

 

1- Austenitischer Edelstahl

Diese Edelstahlsorte ist sehr beliebt und gilt als hochwertig. Sie macht 70 % aller Edelstahlsorten und -güten aus. Sie weist eine kubisch-flächenzentrierte Atomstruktur (FCC) auf, d. h., die Atome sind eng aneinander gepackt.

 

Zwischen den Atomen gibt es keine Lücken oder Zwischenräume. Da kein Zwischenraum vorhanden ist, entstehen auch keine magnetischen Domänen. Dieser Edelstahl besitzt ebenfalls ungepaarte Elektronen. Ihr magnetisches Moment ist jedoch nicht in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die magnetischen Domänen. Daher wird in diesen Edelstahlsorten kein Magnetismus induziert.

 

2. Ferritischer Edelstahl

Die Edelstahlsorten 409 und 430 gehören zur ferritischen Kategorie. Diese Edelstähle weisen eine kubisch-raumzentrierte Struktur (BCC) auf. Diese Atomanordnung ist stabil, die Abstände zwischen den Atomen bleiben jedoch unverändert.

Diese Abstände bilden die magnetischen Domänen. Dieser Edelstahl besitzt auch ungepaarte Elektronen. Der Spin dieser ungepaarten Elektronen erzeugt magnetische Momente. Dieses magnetische Moment richtet sich in einer Richtung entlang der magnetischen Domäne aus. Dadurch wird in diesem ferritischen Edelstahl Magnetismus induziert.

 

3. Martensitischer Edelstahl

Dieser Edelstahltyp ist chromhaltig und weist daher eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Die Mikrostruktur weist eine tetragonale Raumzentrierung (BCT) auf. Die Anordnung der Atome ist sowohl in BCT als auch in BCC ähnlich. Das bedeutet, dass die Abstände zwischen den Atomen erhalten bleiben, wodurch magnetische Domänen entstehen.

Martensitischer Edelstahl besitzt ungepaarte Elektronen, die magnetische Momente erzeugen. Diese Erzeugung magnetischer Momente ist bei ferritischen und martensitischen Stählen ähnlich. Das von jedem ungepaarten Elektron erzeugte kleine magnetische Moment richtet sich in der magnetischen Domäne in eine Richtung aus. Dies führt zu Magnetismus in diesen Materialien.

 

4. Duplex-Edelstahl

Das magnetische Verhalten von Edelstahl kann insbesondere für Anfänger sehr verwirrend sein. Er weist 50 % ferritische und 50 % austenitische Eigenschaften auf. Er weist sowohl eine kubisch-flächenzentrierte (FCC) als auch eine kubisch-raumzentrierte (BCC) Geometrie auf. Einige Bereiche dieses Edelstahls weisen magnetische Domänen auf.

Diese Domänen entstehen durch kleine Lücken zwischen den Atomen. Umgekehrt weisen einige Bereiche, in denen die Atome dicht beieinander liegen, keine magnetischen Domänen auf. In diesen Bereichen können sich magnetische Momente nicht ausrichten und Magnetismus erzeugen. Sein magnetisches Verhalten liegt zwischen dem von ferritischem und austenitischem Edelstahl.

 

Haftet Edelstahl an Magneten?

 

Ja und nein! Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Arten von Edelstahl. Jede weist ein anderes magnetisches Verhalten auf. Magnetischer Edelstahl haftet an einem Magneten. Nicht magnetischer Edelstahl haftet nicht.

 

Wie bereits erwähnt, gibt es vier Grundarten von Edelstahl: austenitischen, ferritischen, martensitischen und Duplex-Edelstahl. Dieser austenitische Edelstahl ist nicht magnetisch und haftet nicht am Magneten. Der Grund dafür ist die kubisch-flächenzentrierte Atomanordnung (FCC). Die Atome sind dicht gepackt.

 

Dadurch gibt es keine magnetischen Domänen, die die Ausrichtung des magnetischen Moments eines Elektrons ermöglichen könnten. Der Stahl bleibt also nicht magnetisch und haftet nicht am Magneten, wenn er sich diesem nähert. Sowohl ferritische als auch martensitische Stähle weisen magnetische Eigenschaften auf. Dies liegt an ihrer lockeren Atomanordnung.

 

Zwischen den Atomen befinden sich Lücken. Dadurch bilden sich in diesen Materialien magnetische Domänen. Diese Domänen ermöglichen die Ausrichtung der magnetischen Momente. Diese Materialien sind magnetisch und haften am Magneten. Duplex-Edelstahl kann am Magneten haften, da er magnetische und nichtmagnetische Eigenschaften besitzt.

 

Magnetismus bei Edelstahl 304 vs. 316

 

Interessanterweise sind sowohl die Edelstahlsorten 304 als auch 316 nicht magnetisch. Sie sind austenitisch und weisen eine kubisch-flächenzentrierte Atomanordnung (FCC) auf. Die Atome sind dicht gepackt, und es sind keine magnetischen Domänen vorhanden. Daher sind sie nicht magnetisch. Edelstahl 316 weist jedoch einen etwas höheren Molybdänanteil (Mo) auf.

 

Bei beiden Sorten verändert sich die Atomstruktur, wenn sie Spannungen ausgesetzt oder kaltverformt werden. Es kommt zu einem Übergang von der austenitischen zur martensitischen oder ferritischen Phase. Daher wird der 304, der wenig bis gar kein Molybdän enthält, vorübergehend magnetisch. Er ist sehr schwach magnetisch und zieht den Magneten kaum an.

 

Edelstahl 316 hingegen zeigt bei der Kaltverformung keinen Magnetismus. Dies liegt an seinem höheren Molybdänanteil. Auch Edelstahl 304 ist zwar sehr schwach magnetisch, wird aber dennoch magnetisch. Darin unterscheiden sich diese beiden Edelstahlsorten.

 

Häufig gestellte Fragen

 

Ist 100 % Edelstahl magnetisch?

Nein, 100 % Edelstahl gibt es nicht. Edelstahl ist eine Legierung aus vielen Legierungselementen. Außerdem kann Edelstahl je nach Typ sowohl magnetisch als auch nicht magnetisch sein.

 

Beeinflusst der Magnetismus die CNC-Bearbeitung von Edelstahl?

Nein, das magnetische Verhalten von Edelstahl hat nichts mit der CNC-Bearbeitung zu tun. CNC-Maschinen schneiden die Form und bohren das Material. So können sie Edelstahl schneiden, unabhängig davon, ob er magnetisch ist oder nicht.

 

Welche Faktoren beeinflussen den Magnetismus von Edelstahl?

Der Magnetismus von Edelstahl hängt von vielen Faktoren ab. Einige davon sind:

• Wärmebehandlung
• Kristallstruktur
• Legierungszusammensetzung
• Mechanische Beanspruchung durch Kaltverformung

 

Fazit

 

Edelstahl ist ein praktischer Werkstoff, der in verschiedenen Branchen eingesetzt wird. Seine Korrosionsbeständigkeit und sein niedriger Preis machen ihn zu einer idealen Option für die Fertigungsindustrie. Viele scheinen jedoch hinsichtlich seines Magnetismus verwirrt zu sein.

 

Der Hauptgrund für diese Verwirrung liegt darin, dass es viele Arten von Edelstahl gibt. Das magnetische Verhalten der einzelnen Arten unterscheidet sich voneinander. In diesem Artikel habe ich alles zum Magnetismus von Edelstahl besprochen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass austenitischer Edelstahl nicht magnetisch ist. Alle anderen Arten weisen ebenfalls ein nicht magnetisches Verhalten auf.