この質問はたいてい苦情として届きます。ステンレスのはずの部品に磁石がくっつくので、材質が違うのではないかと思われるのです。実際に違うこともあります。しかし多くの場合、それはまったく正常な430か、加工硬化した304であり、材料は期待どおりに振る舞っているだけです。答えを決めるのは鋼種と、その部品に加えられた冷間加工の量です。
ステンレスは磁石につくのか？
系統によって異なります。オーステナイト系の304、316、321は焼鈍状態では非磁性で、比透磁率は1.0に近く、磁石はほとんど影響しません。フェライト系とマルテンサイト系の430、430F、410、420は強磁性で、磁石はしっかり付着します。二相系はその中間です。もう一つ知っておきたい効果があります。冷間加工は304のオーステナイトの一部をマルテンサイトに変えるため、深絞りや強い成形を経た304部品はわずかに磁気を帯びることがあり、その一方で元になった平板は磁石に反応しません。だからこそ磁石は簡易的なスクリーニング検査であり、材料証明にはならないのです。
系統別の磁性の傾向
| 系統 | 代表例 | 磁性 | 備考 |
|---|---|---|---|
| オーステナイト系 | 304、304L | 焼鈍状態では実質的に非磁性 | 冷間加工や絞りを加えた部位は弱い磁性を帯びる |
| Mo添加オーステナイト系 | 316、316L | 実質的に非磁性 | 同じ冷間加工の影響があるが、通常はより軽微 |
| フェライト系 | 430 | 磁性あり | 磁性が許容されるセンサーや排気系の継手に使用 |
| 快削フェライト系 | 430F | 磁性あり | 旋削センサー六角ナットの標準的な鋼種。切削性が良く、ねじ山も安定する |
| マルテンサイト系 | 410、420、440C | 磁性あり | 耐摩耗部品向けの焼入れ鋼種 |
| 二相系 | 2205 | 部分的に磁性あり | フェライト量に応じて、磁石に弱くから中程度に引き寄せられる |
| 析出硬化系 | 17-4PH | 磁性あり | 時効処理後にマルテンサイト組織となる |
絞り加工した304部品が磁性を帯びる理由
加工誘起マルテンサイトは、材料が最も大きく変形した場所、つまり絞り壁、曲げ部、ねじ山の谷に生じます。深絞りした304のハウジングでは、ひずみの小さかったフランジではなく壁の部分に磁石が付くことがよくあります。成形後の焼鈍でそのほとんどは消え、部品は非磁性の状態に戻ります。だからこそ、強く成形された部品に磁性の指定を入れる場合は、「焼鈍後」と定めるか、透磁率の上限値を明記して合意する必要があるのです。
磁性が問題になる場面
- センサー・計測器の組立 — 磁気センシング素子のそばに強磁性の部品があると、読み取り値が偏ることがあります。これが問題になる場合は、図面で非磁性の鋼種を指定すべきです。そして見落とされやすいのが、継手、ねじ、ばねといった小さな部品です。
- 受入検査 — 磁石は430Fと304を一瞬で選別できます。そのため、混在して納入された継手は、組立に回る前にこの方法で確認するのが一般的です。
- 搬送・ハンドリング — 磁気コンベアやシュートは430の部品を動かし、304は動かしません。これはライン設計の前提を変えます。
- 溶接と治具 — 磁気治具はフェライト系に有効ですが、オーステナイト系の部品にはクランプが必要です。
正しく確認する方法
磁石が教えてくれるのは「つく・つかない」だけで、鋼種や状態までは分かりません。磁性が機能に関わる場合は鋼種を指定し、上限が必要な場合は比透磁率とその測定箇所を明記してください。納入品を確認する唯一の方法は、ミルシートと化学成分の検査です。同じ判断の腐食面についてはステンレスは錆びるのかを、材料をまたいだ広い話はどの金属が磁性を持つのかをご覧ください。
重要ポイント
304と316は焼鈍状態では非磁性ですが、冷間加工を受けた部分では弱い磁気を帯びます。430と430Fは磁性を持ち、それは変わりません。機能から判断し、鋼種と状態を図面に書き、磁石は選別のために使い、仕様の代わりにはしないでください。
よくあるご質問
304ステンレスは磁石につきますか？
焼鈍した304は実質的に非磁性です。絞り、曲げ、ねじ転造といった冷間加工は加工誘起マルテンサイトを生じさせることがあり、強く成形された部品は磁石に弱く引き寄せられる場合があります。
磁性を持つステンレスはどれですか？
フェライト系とマルテンサイト系です。430、430F、410、420、および17-4PHなどの析出硬化系が該当し、磁石に強く引き寄せられます。
冷間加工でステンレスは磁性を帯びますか？
帯びることがあります。変形は304や316のオーステナイトの一部を磁性を持つマルテンサイトに変えるため、最も強く加工された部位ほど磁性が高まります。
非磁性のステンレス部品を得るには？
304や316などのオーステナイト系を指定し、強く成形される部品では、成形後に焼鈍するか、透磁率の上限値と測定方法を図面で合意してください。