Какое железо не магнитится?

Коротко: любое обычное «железо» магнитится, а «не магнитится» либо вовсе не железо, либо это особые сплавы/фазы железа (прежде всего аустенитные стали).

Разберём по-человечески.

1. Чистое железо почти всегда магнитится

То, что мы в быту называем «железом» — это, как правило, либо:

• чистое железо,

• углеродистая сталь,

• чугун.

Все они ферромагнитные — то есть их нормально берет магнит.

Причина — в кристаллической решётке так называемой α-фазы (альфа-железо). При комнатной температуре железо в этой фазе, и она как раз хорошо магнитится.

2. Когда железо перестаёт магнититься вообще

Есть два варианта, когда именно железо (а не сплав) теряет магнитные свойства:

2.1. Нагреть выше точки Кюри

У железа есть точка Кюри ~770 °C.
Если нагреть железо выше этой температуры, оно переходит в другую магнитную фазу и перестаёт быть ферромагнитным — становится парамагнитным (магнит почти не притягивает).

Но в быту так горячее железо мы в руках не держим, да и проверять магнитом при 770 °C мало кому захочется.

2.2. Другая фаза — γ-железо (аустенит)

При высоких температурах железо может быть не в альфа-, а в гамма-фазе (γ-Fe) — это структура «аустенит».
Гамма-железо не ферромагнитно, то есть «не магнитится» как обычный металл.

В чистом железе такая фаза существует при высоких температурах, а при охлаждении снова превращается в обычную магнитную альфа-фазу. Но идею у этой фазы подхватили металлурги.

3. Какие железосодержащие материалы в быту «не магнитятся»

Обычно, когда люди спрашивают «какое железо не магнитится», речь идёт не о чистом железе, а о железосодержащих сплавах, которые внешне похожи на сталь, но магнитом почти не берутся.

3.1. Аустенитные нержавеющие стали

Самый типичный вариант — нержавейка, которая не магнитится.

Это аустенитные нержавеющие стали, в которых:

• много хрома (обычно 16–20 %)

• и никеля (8–10 % и больше)

• иногда ещё марганец, азот и т.п.

Такая нержавейка имеет аустенитную (γ-фазу) структуру и поэтому:

• магнит к ней почти не липнет или совсем не липнет;

• внешне она выглядит как “обычная сталь”.

Типичные области применения:

• раковины, некоторые кастрюли и сковородки;

• медицинские инструменты (часть из них);

• некоторые крепёжные элементы;

• облицовочные листы, декоративные панели.

Важно: не вся нержавейка немагнитная.
Есть ферритные и мартенситные нержавеющие стали, они как раз магнитятся.

3.2. Высокомарганцевые (аустенитные) стали

Есть стали с очень высоким содержанием марганца (типа стали Гадфилда):

• в обычном состоянии они тоже имеют аустенитную структуру

• и магнит к ним почти не притягивается.

Используются в ударонагруженных деталях (дробилки, рельсы, ковши и т.п.), но в быту вы их почти не увидите.

3.3. Аустенитные чугуны

Существуют особые виды чугуна с добавками никеля и других элементов, которые тоже переводят структуру в аустенитную фазу. Такой чугун может быть слабо магнитным или почти немагнитным.
Но это уже больше про промышленность, чем про домашние вещи.

4. Частые заблуждения

«Если магнит не липнет – значит, это не железо»
Не обязательно. Это может быть:

• аустенитная нержавейка (железа там куча, просто она не ферромагнитна),

• высоколегированная сталь,

• чугун особого состава и т.п.

«Нержавейка должна быть немагнитная»
Тоже не правда. Есть нержавейки, которые магнитятся очень хорошо — это нормально. Тип нержавейки определяет магнитность, а не сам факт «она нержавеющая».

«Если деталь магнитится слабо — это подделка»
Иногда это просто из-за структуры сплава. Например, аустенитная нержавейка может после сильной штамповки/холодной деформации частично превращаться в мартенсит и начинать слегка магнититься по краям — это не признак подделки, а нормальная металлофизика.

Итог в одном предложении

Не магнитится не само железо, а железосодержащие сплавы и фазы с аустенитной структурой (γ-железо): прежде всего аустенитные нержавеющие стали, высокомарганцевые стали и аустенитные чугуны; а чистое железо при комнатной температуре магнитится, пока вы не нагрели его выше ~770 °C.