Jakie metale przyciąga magnes – najważniejsze przykłady

Magnes bez trudu przyciąga żelazny gwóźdź, stalową śrubę i wiele zwykłych narzędzi. Nie oznacza to jednak, że przyciągnie każdy metal, a nawet każdą stal. Najważniejsze metale przyciągane przez magnes to żelazo, nikiel i kobalt, ale o zachowaniu gotowego przedmiotu decydują również skład stopu i jego struktura. Dlatego dwa podobne sztućce mogą zupełnie inaczej reagować na ten sam magnes. Poniżej wyjaśniono, które materiały reagują wyraźnie, które niemal wcale i co rzeczywiście można ustalić prostym testem.

Jakie metale przyciąga magnes najmocniej?

W codziennych warunkach najbardziej zauważalne jest przyciąganie materiałów ferromagnetycznych. Należą do nich przede wszystkim żelazo, nikiel i kobalt oraz wiele stopów zawierających te pierwiastki. W ich wnętrzu występują obszary nazywane domenami magnetycznymi. Pod wpływem zewnętrznego pola ich uporządkowanie zmienia się tak, że przedmiot jest wyraźnie przyciągany.

Żelazo – najbardziej oczywisty przykład

Żelazo silnie reaguje na magnes i jest podstawą większości dobrze znanych materiałów magnetycznych. W praktyce rzadko spotyka się jednak przedmioty wykonane z czystego żelaza. Zwykle są to stale lub żeliwa, czyli stopy żelaza zawierające węgiel i inne dodatki.

Typowy stalowy gwóźdź, podkładka czy pręt zostają przyciągnięte właśnie dzięki właściwościom materiału opartego na żelazie. Nie trzeba wcześniej ich namagnesować. Zbliżenie magnesu powoduje odpowiednią reakcję domen magnetycznych.

Po odsunięciu magnesu część przedmiotów zachowuje pewne namagnesowanie. Stąd znany efekt śrubokręta, który przez jakiś czas utrzymuje drobne śrubki. Trwałość tego efektu zależy od rodzaju materiału i jego obróbki.

Rdza nie przekreśla wyniku próby. Zardzewiały element nadal może być mocno przyciągany, jeśli pod warstwą korozji pozostaje stalowy rdzeń. Gruba warstwa rdzy zwiększa natomiast odległość między magnesem a metalem i może osłabić obserwowaną siłę.

Nikiel i kobalt również są ferromagnetyczne w temperaturze pokojowej. Rzadziej występują jako zwykłe przedmioty z czystego metalu; częściej stanowią składniki stopów, powłok lub materiałów specjalistycznych. Sam dodatek niklu albo kobaltu nie gwarantuje jednak, że cały stop będzie mocno reagował na magnes.

Czy każda stal jest przyciągana przez magnes?

Większość zwykłych stali konstrukcyjnych i węglowych jest wyraźnie przyciągana. Dotyczy to wielu gwoździ, śrub, profili, blach i narzędzi. Podobnie zachowuje się wiele rodzajów żeliwa. Najwięcej nieporozumień dotyczy jednak stali nierdzewnej.

Stal nierdzewna – znaczenie ma struktura

Stal nierdzewna może być magnetyczna albo niemagnetyczna w praktycznym teście. Odporność na korozję nie rozstrzyga o reakcji na magnes. Są to dwie różne właściwości materiału.

Stale nierdzewne ferrytyczne i martenzytyczne zazwyczaj reagują wyraźnie. Z takich materiałów wykonuje się między innymi niektóre noże, elementy urządzeń i części wyposażenia kuchennego. Przyciąganie magnesu nie świadczy więc o tym, że przedmiot na pewno zardzewieje.

Stale austenityczne zwykle nie wykazują silnego przyciągania w stanie wyżarzonym. Zawierają dużo żelaza, ale ich struktura nie daje takiej reakcji jak w zwykłej stali węglowej. To dobry przykład pokazujący, dlaczego sam skład pierwiastkowy nie wystarcza do przewidzenia zachowania stopu.

Gięcie, tłoczenie lub inna intensywna obróbka na zimno może sprawić, że niektóre stale austenityczne zaczną miejscowo reagować na magnes. W efekcie rant naczynia albo wygięty fragment blachy może przyciągać go mocniej niż pozostała powierzchnia.

Próba magnesem nie potwierdza jakości stali nierdzewnej. Pozwala ocenić jej reakcję magnetyczną, ale nie zastępuje rozpoznania gatunku ani badania odporności na korozję.

Jakich metali zwykły magnes nie przyciąga?

W domowej próbie wiele metali nie wykazuje zauważalnego przyciągania. Dotyczy to zarówno popularnych materiałów technicznych, jak i metali szlachetnych. Do najważniejszych przykładów należą:

• aluminium – stosowane w puszkach, profilach i lekkich konstrukcjach;
• miedź – obecna w przewodach elektrycznych i rurach;
• złoto i srebro – w czystej postaci nie są ferromagnetyczne;
• cynk, ołów i cyna – nie przywierają do zwykłego magnesu;
• mosiądz i brąz – popularne stopy miedzi, które zazwyczaj nie wykazują wyraźnego przyciągania.

Określenie „magnes ich nie przyciąga” jest tu praktycznym uproszczeniem. Aluminium wykazuje słaby paramagnetyzm, natomiast miedź, srebro czy złoto są diamagnetykami, czyli bardzo słabo odpychają pole magnetyczne. Efekty te zwykle nie są zauważalne podczas przykładania niewielkiego magnesu do przedmiotu.

Istnieje też zjawisko, które łatwo pomylić z przyciąganiem. Magnes poruszający się obok miedzi lub aluminium może być hamowany przez prądy wirowe. To dlatego magnes wpuszczony do odpowiedniej miedzianej rurki opada wolniej, mimo że nie przykleja się do jej ścianki.

Dlaczego podobne przedmioty reagują inaczej?

Wygląd powierzchni niewiele mówi o materiale znajdującym się pod spodem. Srebrzysty element może być aluminiowy, stalowy, chromowany albo pokryty warstwą niklu. Magnes pomaga odróżnić część tych przypadków, ale nie wskazuje automatycznie konkretnego metalu.

Cienka warstwa farby, chromu lub tworzywa zwykle nie blokuje pola magnetycznego. Magnes może więc przyciągać stal ukrytą pod powłoką. Wraz ze wzrostem grubości warstwy oddzielającej go od stali przyciąganie zazwyczaj słabnie.

Znaczenie mają również wielkość, kształt i grubość przedmiotu. Cienka blaszka może zostać podniesiona, a ciężki element z podobnego materiału pozostanie na stole. Brak możliwości uniesienia przedmiotu nie oznacza jeszcze braku przyciągania.

Temperatura także zmienia właściwości magnetyczne. Po przekroczeniu temperatury Curie materiał ferromagnetyczny traci charakterystyczne uporządkowanie odpowiedzialne za silną reakcję. Nie jest to jednak rozsądny sposób domowego rozpoznawania metali – ogrzewanie przedmiotów stwarza zagrożenie i może je uszkodzić.

Jak sprawdzić metal magnesem i poprawnie odczytać wynik?

Do podstawowej próby wystarczy niewielki magnes o znanej sile. Najpierw warto przyłożyć go do zwykłej stalowej śruby, aby mieć punkt odniesienia. Następnie należy powoli zbliżyć go do badanego przedmiotu i sprawdzić kilka miejsc.

1. Wyraźne przyciąganie sugeruje obecność materiału ferromagnetycznego, najczęściej stali lub żeliwa.
2. Słaba albo miejscowa reakcja może wynikać z rodzaju stopu, obróbki, niewielkiej grubości materiału lub ukrytego stalowego elementu.
3. Brak zauważalnej reakcji pasuje do wielu różnych metali i stopów – nie pozwala wskazać jednego z nich.

Silny magnes neodymowy ułatwia wykrycie słabej reakcji, ale wymaga ostrożności. Może gwałtownie przyciągnąć element, przyciąć skórę lub zarysować powierzchnię. Przy delikatnych przedmiotach można zastosować cienką przekładkę ochronną, pamiętając, że zwiększona odległość osłabi wynik.

Czego magnes nie powie o biżuterii i monetach?

Brak przyciągania nie potwierdza autentyczności złota ani srebra. Tak samo zachowuje się wiele tańszych metali i stopów. Z kolei reakcja samego zapięcia łańcuszka może pochodzić od niewielkiej stalowej sprężynki, a nie od materiału całej ozdoby.

Podobnie jest z monetami: ich reakcja zależy od stopu, rdzenia i powłoki, a nie od samego koloru. Magnes jest dobrym narzędziem do wstępnego rozdzielania materiałów. Najpewniej ujawnia obecność składnika ferromagnetycznego; nie określa natomiast wartości, próby metalu szlachetnego ani dokładnego gatunku stopu.