304ステンレス鋼管が磁性を持つ理由

私たちは日常生活で、ステンレス鋼の良し悪しを判断する際に、管の磁性をよく利用しますが、実はこの方法は非常に非科学的です。例えば、私たちが普段使っている亜鉛合金管や銅合金管は、ステンレス鋼の外観や色を模倣できるだけでなく、磁性も持たないため、ステンレス鋼と間違えられやすいのです。現在最も多く使われている304鋼でさえ、冷間加工を施すと管の磁性の程度が異なり、磁性を持つ管があるかどうかでステンレス鋼の良し悪しを判断することはできません。では、なぜ304鋼は ステンレス鋼管 磁気を帯びています。

一般的に、工業用ステンレス鋼溶接管は、常温における組織の違いにより、2種類に分けられます。1つはオーステナイト系ステンレス鋼管（304、321、316、310など）で、もう1つはマルテンサイト系またはフェライト系ステンレス鋼管（430、420、410など）です。オーステナイト系ステンレス鋼管は非磁性または弱磁性ですが、マルテンサイト系またはフェライト系ステンレス鋼管は磁性があります。そのため、304ステンレス鋼管は磁性管または磁性管です。

304ステンレス鋼は非磁性の管状ステンレス鋼であるとよく言われますが、これはその磁気指数が一定値より低いことを意味します。つまり、ステンレス鋼は一般的にある程度の管状磁性を持っています。前述のオーステナイト系ステンレス鋼は非磁性または弱磁性ですが、フェライト系およびマルテンサイト系ステンレス鋼は磁性管状特性を持っています。これは、組成偏析や製錬時の不適切な熱処理によって、オーステナイト系304ステンレス鋼に少量のマルテンサイトまたはフェライト組織が発生し、304ステンレス鋼に弱い磁性が現れます。 ステンレス鋼管さらに、冷間加工後、304ステンレス鋼管の組織もマルテンサイトに変態します。冷間加工時の変形が大きいほど、マルテンサイト変態する管の数が増え、磁性が強くなります。

したがって、材料の磁気特性はチューブの分子配列の規則性と電子スピンの等方性によって決まり、これらは材料の物理的性質とみなすことができます。一方、材料の耐食性は、材料の化学組成、つまり材料とチューブの化学的性質によって決まり、材料が磁性を持つかどうかとは関係ありません。