Wanneer gebruik je magnetisch RVS?

Werk je aan een project waar je RVS toepast, maar twijfel je of het materiaal magnetisch moet zijn of juist niet? Die vraag komt vaker voor dan je denkt. Het magnetisme van roestvast staal zorgt regelmatig voor verwarring.

Want wist je dat niet alle RVS-soorten hetzelfde reageren op een magneet? Sommige varianten worden krachtig aangetrokken, terwijl andere totaal niet reageren. Het hangt allemaal af van de specifieke soort en samenstelling van het staal.

In dit artikel hebben we het over magnetisch RVS. Je leert welke RVS-soorten magnetisch zijn en waarom, hoe bewerkingen het magnetisme kunnen beïnvloeden en voor welke toepassingen je juist wel of geen magnetisch roestvast staal wilt gebruiken.

Wat bepaalt of RVS magnetisch is?

De magnetische eigenschappen van roestvast staal worden voornamelijk bepaald door de kristalstructuur van het metaal. Die structuur vormt de basis voor het onderscheid tussen de verschillende hoofdgroepen RVS.

De belangrijkste families zijn:

• Ferritisch RVS: bijna altijd magnetisch
• Martensitisch RVS: sterk magnetisch
• Austenitisch RVS: meestal niet-magnetisch
• Duplex RVS: gedeeltelijk magnetisch

De legeringselementen in het staal, zoals nikkel en chroom, spelen een belangrijke rol bij het bepalen van deze structuur. Chroom bevordert de ferritische structuur, terwijl nikkel juist de austenitische (niet-magnetische) structuur stabiliseert.

De invloed van de kristalstructuur

De magnetische eigenschappen van RVS worden bepaald door de rangschikking van atomen in het metaal. Deze rangschikking noemen we de kristalstructuur.

Ferritisch en martensitisch RVS hebben een kubisch ruimtelijk gecentreerde structuur (BCC – Body Centered Cubic). Deze structuur zorgt ervoor dat de ijzeratomen zo zijn gerangschikt dat hun magnetische krachten elkaar versterken.

Austenitisch RVS heeft daarentegen een kubisch vlakgecentreerde structuur (FCC – Face Centered Cubic). In deze configuratie heffen de magnetische momenten van de ijzeratomen elkaar grotendeels op, waardoor het materiaal niet of nauwelijks reageert op magneten.

Belangrijke legeringselementen en hun effect

De samenstelling van roestvast staal bepaalt welke kristalstructuur ontstaat. De belangrijkste elementen hierbij zijn:

• Chroom: Verbetert de corrosiebestendigheid en bevordert de ferritische (magnetische) structuur. Alle RVS-soorten bevatten minimaal 10,5% chroom.
• Nikkel: Stabiliseert de austenitische (niet-magnetische) structuur. RVS met een hoog nikkelgehalte, zoals 304 of 316, is daarom meestal niet-magnetisch.
• Molybdeen: Verbetert de corrosiebestendigheid, vooral tegen putcorrosie. Heeft minder invloed op magnetisme.
• Mangaan: Kan in hoge concentraties de austenitische structuur bevorderen, vergelijkbaar met nikkel.

De balans tussen deze elementen bepaalt uiteindelijk of je te maken hebt met magnetisch RVS of niet.

Welke RVS soorten zijn doorgaans magnetisch?

Laten we eens kijken naar de RVS-soorten die bekend staan om hun magnetische eigenschappen.

Ferritisch RVS

Ferritisch roestvast staal, zoals de 400-serie (bijvoorbeeld RVS 430), is magnetisch door zijn BCC-kristalstructuur en relatief hoge chroomgehalte (16-18%) gecombineerd met een laag nikkelgehalte.

Kenmerken van ferritisch RVS:

• Goede corrosiebestendigheid (hoewel minder dan austenitisch RVS)
• Uitstekende vervormbaarheid
• Redelijke sterkte
• Moeilijker lasbaar dan austenitisch RVS
• Relatief goedkoper door het lagere nikkelgehalte

Ferritisch RVS wordt vaak toegepast in:

• Keukenapparatuur
• Wasmachinetrommels
• Binnenbekleding van liften
• Decoratieve elementen in architectuur
• Uitlaatsystemen

Martensitisch RVS

Martensitisch roestvast staal, zoals RVS 410 en 420, is net als ferritisch RVS magnetisch door zijn BCC-structuur. Het verschil zit in het hogere koolstofgehalte, waardoor martensitisch RVS gehard kan worden.

Kenmerken van martensitisch RVS:

• Hoge hardheid na warmtebehandeling
• Goede slijtvastheid
• Magnetisch (zelfs na hittebehandeling)
• Matige corrosiebestendigheid
• Redelijk lasbaar (mits juiste procedures worden gevolgd)

Typische toepassingen voor martensitisch RVS zijn:

• Messen en snijgereedschap
• Turbinebladen
• Tandheelkundige en chirurgische instrumenten
• Assen en lagers in corrosieve omgevingen
• Ventielen en kleppen

Duplex RVS

Duplex roestvast staal, zoals RVS 2205, heeft een gemengde microstructuur die bestaat uit ongeveer 50% ferriet en 50% austeniet. Door het ferritische deel is duplex RVS altijd enigszins magnetisch.

De unieke structuur van duplex ontstaat door een zorgvuldige balans van legeringselementen, waarbij net genoeg nikkel wordt toegevoegd om een deel van de structuur austenitisch te maken, maar niet genoeg om volledig austenitisch te worden.

Kenmerken van duplex RVS:

• Zeer hoge sterkte (ongeveer twee keer zo sterk als austenitisch RVS)
• Uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie
• Goede algemene corrosiebestendigheid
• Betere vermoeiingsweerstand dan austenitisch RVS
• Magnetisch (door de ferritische component)

Duplex RVS wordt vooral toegepast in:

• Offshore olie- en gasplatforms
• Chemische verwerking en opslag
• Zeewater koelsystemen
• Pulp- en papierindustrie
• Drukhouders en tanks voor chemicaliën

Welke RVS soorten zijn meestal niet-magnetisch?

De meest voorkomende niet-magnetische RVS-soort is austenitisch roestvast staal. Deze familie omvat bekende kwaliteiten zoals RVS 304 (ook bekend als 18/8) en RVS 316.

Austenitisch RVS bevat minimaal 16% chroom en is gestabiliseerd met voldoende nikkel (meestal 8-14%) om een FCC-kristalstructuur te creëren. Deze structuur zorgt ervoor dat het materiaal niet-magnetisch is in zijn natuurlijke toestand.

Waarom is RVS 304 niet magnetisch?

RVS 304, de meest gebruikte roestvaststaal kwaliteit ter wereld, bevat ongeveer 18% chroom en 8% nikkel. Deze samenstelling zorgt voor een stabiele austenitische structuur die niet reageert op magneten.

De niet-magnetische eigenschap van RVS 304 maakt het geschikt voor toepassingen waar magnetisme ongewenst is, zoals in bepaalde elektronische componenten of medische apparatuur.

En hoe zit het met RVS 316?

RVS 316 bevat naast ongeveer 16-18% chroom en 10-14% nikkel ook 2-3% molybdeen. Dit molybdeen verbetert de corrosiebestendigheid, vooral tegen chloorhoudende omgevingen zoals zeewater.

Net als RVS 304 is 316 in principe niet-magnetisch dankzij zijn austenitische structuur. Deze eigenschap, gecombineerd met zijn uitstekende corrosiebestendigheid, maakt RVS 316 ideaal voor maritieme toepassingen en de chemische industrie.

Kan niet-magnetisch RVS magnetisch worden?

Een veelvoorkomende bron van verwarring is dat ogenschijnlijk niet-magnetisch austenitisch RVS soms toch licht magnetisch lijkt te zijn. Dit is geen productiefout, maar het resultaat van bepaalde bewerkingsprocessen.

De invloed van koudvervorming

Wanneer austenitisch RVS koud wordt vervormd, bijvoorbeeld door buigen, walsen, trekken of stansen, kan een deel van de austenitische structuur transformeren in martensiet. Dit proces heet ‘vervorming martensiet’.

Deze structuurverandering gebeurt alleen in de vervormde zones, waar de kristalstructuur door mechanische spanning wordt gedwongen om te reorganiseren. Het resultaat is dat het materiaal lokaal licht magnetisch wordt, terwijl het onbewerkte basismateriaal niet-magnetisch blijft.

De mate van magnetisme hangt af van:

• De intensiteit van de vervorming
• De temperatuur tijdens vervorming
• De specifieke samenstelling van het RVS

Een praktisch voorbeeld hiervan is een RVS plaat walsen, waarbij de gebogen delen licht magnetisch kunnen worden.

De rol van lassen

Ook bij het lassen van austenitisch RVS kan het materiaal lokaal magnetisch worden. Dit gebeurt wanneer tijdens het lassen de kristalstructuur verandert door de hoge temperaturen.

Afhankelijk van het lasproces en het gebruikte toevoegmateriaal kan er ferriet ontstaan in de lasnaad. Dit gebeurt vooral als het koelproces niet optimaal verloopt. Een klein percentage ferriet in de las is overigens vaak gewenst omdat het de kans op warmtescheuren vermindert.

Praktische toepassingen van magnetisch RVS

De magnetische eigenschappen van RVS zijn in veel toepassingen nuttig of zelfs noodzakelijk. Hier zijn enkele praktijkvoorbeelden waar bewust voor magnetisch rvs wordt gekozen.

Industrieel gebruik

In de industrie wordt magnetisch RVS veelvuldig toegepast vanwege de combinatie van corrosiebestendigheid en magnetische eigenschappen:

• Magnetische ventielen en afsluiters
• Transportbanden met magnetische detectie
• Bevestigingssystemen waarbij magnetische houders worden gebruikt
• Magnetisch afneembare onderdelen in machines
• Industriële koeling waar magnetische deurafdichtingen nodig zijn

Vooral in voedselverwerking en farmaceutische industrie biedt ferritisch RVS een hygiënisch en tegelijk magnetisch alternatief voor gewoon koolstofstaal.

Huishoudelijke apparaten

Ook in huishoudelijke producten wordt vaak magnetisch RVS toegepast:

• Koelkastdeuren die magnetisch sluiten
• Inductiekookplaten (waar ferritisch RVS op reageert)
• Magnetische messenrekken
• Keukenaccessoires met magnetische bevestiging
• Sommige waterkokers en koffiezetapparaten

De combinatie van een aantrekkelijk uiterlijk, corrosiebestendigheid en magnetisme maakt deze RVS-soorten ideaal voor moderne keukenapparatuur.

Specifieke machineonderdelen

Bepaalde machineonderdelen hebben magnetische eigenschappen nodig voor hun functie:

• Assen in elektromagnetische kleppen
• Magnetisch aangedreven pompen
• Sensorhouders in detectiesystemen
• Magnetische koppelingen in afgesloten systemen
• Rotoren in bepaalde meetinstrumenten

Vooral martensitisch RVS wordt hiervoor gebruikt, omdat het combineert wat deze toepassingen nodig hebben: sterkte, hardheid, slijtvastheid en magnetisme.

Wanneer kies je bewust voor niet-magnetisch RVS?

Er zijn situaties waarin magnetisme juist ongewenst is. In deze gevallen is austenitisch RVS de aangewezen keuze:

• Medische apparatuur: MRI-ruimtes en andere medische omgevingen vereisen niet-magnetische materialen om interferentie te voorkomen.
• Elektronische apparatuur: In sommige elektronische toepassingen kunnen magnetische velden storing veroorzaken.
• Gevoelige meetinstrumenten: Instrumenten die magnetische velden meten, zoals kompassen of wetenschappelijke apparatuur, moeten vaak worden beschermd tegen externe magnetische invloeden.
• Specifieke chemische processen: Sommige chemische reacties kunnen worden beïnvloed door magnetische velden, waardoor niet-magnetisch RVS de voorkeur heeft.
• Horloges en precisie-instrumenten: Om te voorkomen dat bewegende delen magnetisch worden, wordt vaak austenitisch RVS toegepast.

Daarnaast heeft austenitisch RVS andere voordelen, zoals betere corrosiebestendigheid en taaiheid, die het geschikt maken voor veel toepassingen, ongeacht de magnetische eigenschappen.

Hoe test je of RVS magnetisch is?

De eenvoudigste manier om te testen of je te maken hebt met magnetisch RVS is door een magneet te gebruiken. Houd een magneet tegen het materiaal en kijk of deze wordt aangetrokken:

• Sterke aantrekking: waarschijnlijk ferritisch of martensitisch RVS
• Zwakke aantrekking: mogelijk austenitisch RVS dat koud vervormd is
• Geen aantrekking: austenitisch RVS in onbewerkte staat

Het is belangrijk om te beseffen dat deze test alleen een indicatie geeft van het type RVS. Voor definitieve identificatie zijn chemische analyses of andere gespecialiseerde tests nodig.

Ook is het goed om op meerdere plaatsen van het object te testen, aangezien koudbewerkte delen van austenitisch RVS magnetisch kunnen zijn, terwijl onbewerkte delen dat niet zijn.

Magnetisch RVS op maat

Bij Ferna hebben we ruime ervaring met alle soorten roestvast staal, zowel magnetisch als niet-magnetisch. We begrijpen dat de keuze voor het juiste materiaal belangrijk is voor het succes van je project.

Onze experts helpen je graag bij het selecteren van de meest geschikte RVS-soort, rekening houdend met factoren zoals:

• Magnetische eigenschappen
• Corrosiebestendigheid
• Sterkte-eisen
• Bewerkingsmogelijkheden
• Kostenefficiëntie

We kunnen elk type RVS op maat bewerken volgens jouw specificaties, of het nu gaat om snijden, buigen, lassen of andere specialistische bewerkingen.

Jouw RVS-vraagstukken opgelost

De magnetische eigenschappen van RVS hangen af van de kristalstructuur, die wordt bepaald door de chemische samenstelling:

• Ferritisch en martensitisch RVS zijn van nature magnetisch door hun BCC-structuur.
• Austenitisch RVS is normaal gesproken niet-magnetisch door de FCC-structuur.
• Duplex RVS is enigszins magnetisch door zijn gemengde structuur.
• Koudvervorming kan austenitisch RVS lokaal licht magnetisch maken.

De keuze voor magnetisch of niet-magnetisch RVS hangt uiteindelijk af van jouw specifieke toepassing. Beide varianten hebben hun eigen voordelen en ideale toepassingsgebieden.

Bij Ferna hebben we expertise in het bewerken van alle RVS-soorten, ongeacht hun magnetische eigenschappen. Of je nu op zoek bent naar materiaal dat wel of juist niet magnetisch moet zijn, wij kunnen je voorzien van de juiste oplossing.

Heb je een vraag over magnetisch RVS of wil je advies voor jouw specifieke project? Neem dan contact met ons op, we denken graag met je mee!