Edelstahl magnetisch: Gefüge, Kaltumformung und Schweißnaht

Ist Edelstahl magnetisch?

Das hängt vom Gefüge ab. Laut ISER-Merkblatt 827 „Magnetische Eigenschaften nichtrostender Stähle“ (1. Auflage 2013) kann Edelstahl Rostfrei sowohl unmagnetisch als auch magnetisch sein: Die großen Gruppen der ferritischen, martensitischen und austenitisch-ferritischen (Duplex-)Stähle sind ferromagnetisch. Auch die für allgemeine Verwendung genormten austenitischen Stähle können mehr oder weniger stark magnetisch sein, etwa wenn sich der Austenit bei einer Kaltverformung in größerem Umfang in Martensit umgewandelt hat.

Ein haftender Magnet beantwortet deshalb nicht die Frage, ob ein Bauteil aus nichtrostendem Stahl besteht — und auch nicht, aus welcher Güte.

Gefügegruppen und ihr Magnetismus

Merkblatt 827 teilt die nichtrostenden Stähle nach ihrer Kristallstruktur ein. Der Austenit bleibt im Legierungsbereich der nichtrostenden Stähle paramagnetisch, also praktisch nicht magnetisierbar; Ferrit und Martensit sind magnetisierbar. Daraus folgt laut Merkblatt:

• Ferritische Stähle sind ferromagnetisch und werden teils sogar gezielt als weichmagnetische Funktionswerkstoffe eingesetzt.
• Martensitische Stähle zeigen nach entsprechender Wärmebehandlung hartmagnetische Eigenschaften.
• Austenitisch-ferritische (Duplex-)Stähle haben magnetische Eigenschaften, die durch ihren Ferritanteil bestimmt werden. Mehr dazu unter Duplex-Stahl.
• Austenitische Stähle für allgemeine Verwendung (etwa 1.4301, 1.4404) gelten landläufig als unmagnetisch. Das gilt laut Merkblatt aber nur, wenn das Gefüge wirklich vollständig austenitisch ist und keine Anteile von Ferrit, Martensit oder anderen magnetisierbaren Ausscheidungen enthält.

Welche Werkstoffnummer zu welcher Gruppe gehört und wie sie nach ISO 15608 gruppiert sind, steht unter Werkstoffgruppen nach ISO 15608.

Warum V2A und V4A leicht magnetisch sein können

Merkblatt 827 nennt für austenitische Stähle mehrere Ursachen. Die erste ist Delta-Ferrit: Die Zusammensetzung vieler austenitischer Standardstähle ist so angelegt, dass nach dem Abkühlen geringe Ferritanteile verbleiben — gewollt, weil sie Gießbarkeit und Schweißbarkeit verbessern. Für 1.4301 ist laut Merkblatt in der Regel ein Ferritgehalt von einigen Volumenprozent zu erwarten, der dem Stahl einen schwachen Ferromagnetismus verleiht; für 1.4404 gilt dasselbe. Auch ISER-Merkblatt 823 (5. Auflage 2019) hält fest, dass sich der geringe Delta-Ferrit-Gehalt der Standard-Austenite in einem geringen Magnetismus zeigt.

Die zweite Ursache ist Verformungsmartensit. Austenitische Stähle mit verhältnismäßig niedrigen Chrom- und Nickelgehalten liegen laut Merkblatt nahe der Grenze, an der der Austenit instabil wird: Durch Kaltverformung bei Raumtemperatur oder Abkühlung auf tiefe Temperaturen kann er sich zumindest teilweise in Martensit umwandeln, und Martensit ist wie Ferrit magnetisierbar. Je höher die Gehalte an austenit- und ferritbildenden Elementen, desto stabiler ist der Austenit gegen diese Umwandlung. In den Beispielen des Merkblatts steigt die Permeabilität nach 30 % Kaltverformung bei 1.4305 am stärksten, bei 1.4301 etwas weniger und bei 1.4435 noch weniger.

Als weiteren Grund nennt Merkblatt 827 eine falsch durchgeführte Wärmebehandlung: Bei vielen austenitischen Stählen kann sich Ferrit ausscheiden, wenn das Material längere Zeit in einem bestimmten Temperaturbereich gehalten wird.

Wo am Bauteil der Magnet haftet

Einordnung: Aus diesen Ursachen ergibt sich, wo an einem Bauteil aus austenitischem Stahl ein Magnet am ehesten zieht — an kalt umgeformten Stellen (Biegungen, gebördelte oder gedrückte Bereiche, kalt gezogene Teile, gerichtete oder spanend bearbeitete Oberflächen) und an der Schweißnaht. Merkblatt 827 führt erhöhte Permeabilitätswerte im Lieferzustand auf eindispergierten Ferrit oder Verformungsmartensit aus dem abschließenden Richt- oder Zerspanvorgang zurück.

An der Naht ist es in der Regel der Delta-Ferrit des Schweißguts: Er wirkt Heißrissen entgegen und macht die Naht deshalb oft leicht magnetisch. Warum das so ist, wie das Schaeffler-Diagramm den Ferritgehalt abschätzt und wie er als Ferrit-Nummer gemessen wird, steht unter Delta-Ferrit in der Edelstahl-Schweißnaht.

Wie stark ist „magnetisch“? Die Permeabilität

Messgröße für die Magnetisierbarkeit ist laut Merkblatt 827 die relative magnetische Permeabilität µ — eine dimensionslose Zahl, die beschreibt, wie leicht sich ein Werkstoff magnetisieren lässt. Ferromagnetische Stähle liegen weit über 1. Für die Kategorie der nichtmagnetisierbaren Stähle nennt das Merkblatt nach SEW 390 eine relative Permeabilität von höchstens 1,01, in der Regel ermittelt bei einer Feldstärke von 8000 A/m.

Wie weit Standard-Austenite davon entfernt sein können, zeigt eine Beispieltabelle im Merkblatt: 1.4301 mit µ = 1,075 im Lieferzustand, 1.4307 mit 1,630, 1.4404 mit 1,250 — Beispielwerte aus einer im Merkblatt zitierten Untersuchung, keine Kennwerte der Güten. Nach einem Lösungsglühen sanken die Werte deutlich, blieben aber über 1,01; das Merkblatt folgert, dass das Glühen Verformungsmartensit beseitigt hat, Delta-Ferrit aber verblieben ist. Was ein Lösungsglühen bewirkt und wann es nach dem Schweißen in Frage kommt, steht unter Lösungsglühen.

Wenn der Auftrag unmagnetischen Edelstahl verlangt

Wer geringe Magnetisierbarkeit braucht, muss sie laut Merkblatt 827 bestellen. Weniger anfällig für Magnetisierung durch Kaltverformung sind höher legierte Sorten wie 1.4435 und 1.4567; 1.4404 kann nach DIN EN 10088-1 mit erhöhtem Nickelgehalt hergestellt werden, um geringere Permeabilitätswerte zu erzielen. Vollkommen unmagnetische austenitische Stähle sind laut Merkblatt erst bei sehr hoch legierten Sorten wie 1.4539 und 1.4529 zu erwarten; für besonders hohe Anforderungen gibt es die eigene Kategorie der nichtmagnetisierbaren Stähle, etwa 1.3964.

Als Beispiel für eine vertragliche Grenze nennt das Merkblatt die Basler Norm BN 2 für 1.4435: höchstens 0,2 % Ferrit für Blech und nahtlose Rohre, höchstens 0,5 % für geschweißte Rohre, nachzuweisen mit magnetinduktiven Messgeräten.

Einordnung: Eine solche Forderung betrifft nicht nur den Einkauf. Kaltumformung und Schweißen können die Permeabilität im Betrieb wieder erhöhen; ob und wo gemessen wird, mit welchem Gerät und gegen welchen Grenzwert, gehört deshalb vor der Fertigung in den Prüfplan.

Reklamation „Edelstahl ist magnetisch“: was zählt

Einordnung: Leichter Magnetismus an einem Bauteil aus austenitischem Stahl ist für sich kein Hinweis auf einen falschen Werkstoff — laut Merkblatt 827 kann er durch Delta-Ferrit und in kalt umgeformten Bereichen auftreten, je nach Güte unterschiedlich stark. Welcher Werkstoff verbaut wurde, belegt nicht der Magnet, sondern die Kette der Unterlagen: die Prüfbescheinigung des Werkstoffs mit Werkstoffnummer und Schmelze, die Zuordnung der Charge zum Bauteil und für jede Naht die Schweißanweisung mit Grund- und Zusatzwerkstoff.

Ob leichter Magnetismus ein Mangel ist, beantwortet nicht der Magnet, sondern der Maßstab des Auftrags: eine vereinbarte Permeabilitäts- oder Ferritgrenze, eine vertraglich vorausgesetzte Verwendung, die unmagnetischen Werkstoff verlangt, ohne eine Zahl zu nennen, und ohne Vereinbarung die übliche Beschaffenheit vergleichbarer Bauteile. Ist eine Grenze vereinbart, entscheidet der Messwert nach dem vereinbarten Verfahren — dann zählt, ob er mit kalibriertem Gerät an den festgelegten Stellen erhoben und dokumentiert wurde.

EdelstahlNorm misst keinen Magnetismus und keine Permeabilität. Die Software führt die Nachweise der Schweißtechnik — Schweißanweisungen, Verfahrensprüfungen mit Werkstoffgruppen nach ISO 15608, Schweißerqualifikationen, Zusatzwerkstoffe und Prüfmittel.

Dieser Text ist eine Einordnung, keine Rechtsberatung und kein Normersatz. Grundlage sind ISER-Merkblatt 827 „Magnetische Eigenschaften nichtrostender Stähle“, 1. Auflage 2013 und ISER-Merkblatt 823 „Schweißen von Edelstahl Rostfrei“, 5. Auflage 2019 (Abruf jeweils 05.10.2026); die im Merkblatt 827 genannten Normen werden in der dort zitierten Fassung wiedergegeben, maßgeblich ist der Wortlaut der jeweils gültigen Fassung.