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일반 |
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스텐레스(정확하게는 스텐레스강), 그 어원은
stain(더러움) less(없음)로부터 온 것으로
더러움이 없다 즉, 녹슬기 어려운 강이라고
하는 뜻으로 이름이 붙여졌다.
스테인레스강은 1820년대
영국의 패러디(Faraday)등이 크롬을 첨가하여 내식성을
향상시키는 연구를 하던중 20세기초 독일의 마우러(Maurer)와
스트라우스(Strauss)에 의해 크롬니켈(Fe-Cr-Ni)계, 영국의
벨리(Bearly)에 의해 크롬(Fe-Cr)계 스테인레스강이 개발되었다.
그후
10년동안 몰리브덴(Mo),구리(Cu),납(Nb),티타늄(Ti)등을
첨가한 안정화 스테인레스강이개발되어 상업화가 이루어졌다.
주요 혁신적인 제조기술로는 1960년대에 저품위 원료로
고탄소 훼로크롬(Fe-Cr)광석을 사용할수 있는 노외 정련인
VOD(Vacuum Oxygen Decarburization:진공탈탄)와 AOD (Argon
Oxygen Decarburization:산소 아르곤탈탄)가 실용화 됨으로써
생산성 향상에 의한 제조 비용 절감을 가져다 주었다.
스텐레스강이 녹슬기 어려운 이유는 주요
합금 성분인 크롬(원소 번호 24：Cr)이 강의
표면에 강한 산화 피막을 형성하고,
그 피막이 더 이상의 산화를 방지하기 때문이다.
강을 녹슬기 어렵게 하기 위해는, 대략 11%의
크롬이 포함되는 것이 필요하고, 스텐레스강은
모두 그 이상의 크롬을 포함한 합금이다.
매우 많은 종류의 스텐레스강이 존재하고 있지만,
크게 나누면
오스테나이트계
마르텐사이트계
페라이트계
의 삼종으로 분류할 수가 있다.
오스테나이트, 마르텐사이트, 페라이트라는
것은 각각 금속 조직의 명칭이다.
구
분 |
기
본 조 직 |
Austenite
Type |
Martensite
Type |
Ferrite
Type |
대표강종 |
STS304 |
STS410 |
STS430 |
대표성분 |
18%Cr-8%Ni |
13%Cr |
18%Cr |
열처리 |
고용화열처리 |
풀림후 급냉 |
풀림 |
경화성 |
가공 경화 |
Quenching
경화 |
비 Quenching
경화 |
주용도 |
- 건축물 내,외장재
- 주방용기
- 화학 Plant
- 항공기용 |
- 건축재 부품
-
자동차 부품
- 가전용, 사무기기
-
주방기구,
식기류 |
- 건축재 부품
-
자동차 부품
- 가전용, 주방기구
-
식기류 |
품
질
특
성 |
내식성 |
높음 |
보통 |
높음 |
강도 |
높음 |
높음 |
보통 |
가공 |
높음 |
낮음 |
보통 |
자성 |
상자성 |
상자성 |
상자성 |
용접성 |
높음 |
낮음 |
보통 |
|
|
|
스텐레스강의
성질 |
|
|
|
|
- 표면이
아름답다.
- 내식성이 우수하여 도장,도색등의 표면처리를
행하지 않고 고유의 표면을 살려서 다양한 용도에 사용할수
있다.
- 보통의 스테인레스강이라고 하면 대표적으로
13Cr강,18Cr강,18Cr-8Ni강 등의 고합금강을 의미한다.
- 주성분으로 크롬(Cr)이 함유되어 있기 때문에 강의
표면에 매우 얇은층의 산화크롬(Cr₂O₃) 이 형성되고
이 얇은 피막은 금속기지내로 침입하는 산소를 차단시키는
부동태 피막(Passivity Layer)로 작용하여 녹이 잘슬지
않는 내식성을 갖게한다.
|
|
|
스텐레스강의
종류별 특성 |
|
|
|
|
오스테나이트계 스텐레스강
18 크롬스텐레스강에, 니켈을 8%첨가해, 약
1.100℃까지 가열해, 그 후 급냉하여 함유
하는 탄화물을 오스테나이트 조직에 용해하게
한다. 이렇게 함으로써, 상온에서는 통상 존재할
수 없는 오스테나이트 조직을 유지할 수 있게
된다.
오스테나이트 조직은 자성을 가지지 않지만,
별도의 가공을 하면 그 부분만 마르텐사이트화해,
자성을 가지게 되는 것도 있다.
크롬과 니켈을 함유하여 염분이나 산에 대해
내식성이 우수
가공경화 현상이
커서 절삭가공이 어렵다.(인선치핑 발생 → 마모촉진)
열전도율이 나쁘다(탄소강의 1/3 수준 → 날끝 온도 상승)
연성이 크다(고온 변형량이 많다)
|
재질명 |
대표적 성질 |
|
STS
303 |
쾌삭
스텐레스강 303은 303 Se 보다
절삭성이 좋다 |
|
STS 303Se |
303
Se는 303 소성가공성이 좋다
|
|
STS
304 |
볼트재료로서
가장 많이 사용되고 있는 스텐레스강
연질에서는 비자성이나
냉간가공에 의하여 자성을 띰
내식, 내열성 우수 |
|
STS
304L |
304의
탄소함량을 최저로 줄인 강종으로서 소성가공성이우수하고 강도는 떨어짐.
입계부식에 강하다 |
|
STS 316 |
304보다
내식/내산성이 우수함, 강도는
304보다 약함.
냉간가공으로 자성을
띠기가 어렵다. |
|
STS 316L |
316의
탄소함량을 최저로 줄인 강종으로서 소성가공성이우수하고 강도는 떨어짐.
입계부식에 강하다 |
|
STS 305 |
304보다
가공경화성이 낮고, 소성가공성이
좋다. |
|
STS
309S/310S |
내열성,
내스케일이 우수, 310S는 309S보다 내열성이 좋다. |
|
STS
321/ 347 |
입계부식에
강하다 |
마르텐사이트계 스텐레스강
크롬을 주성분으로
하고 열처리(Quenching)에 의해 경화가 가능하다. 담금질을 하여 마르텐사이트화한 뒤 이대로는
취성이 있으므로 풀림처리를 해서 질긴 성질을
높인다. 이 열처리 후의 강도는, 탄소의 함유량에
의해 변화하며, 일반적으로는 저탄소인 경우
질긴 성질이 뛰어나고 고탄소인 경우 내마모성
이 뛰어나다는 성질을 가진다.
|
재질명 |
대표적 성질 |
|
STS
410 |
내식성,
소입경화성, 강자성(13Cr)
|
|
STS 416 |
황(S)을 첨가하여
410의 절삭성 개량
|
|
STS
420J1 |
410보다 소입경화성이 큼 |
|
STS 420J2 |
420J1보다 소입경화성이
큼
|
|
STS 440 |
최고의 소입경화성 |
페라이트계 스텐레스강
스텐레스강 중에서도 탄소 함유량이 적고,
크롬 함유량이 많아 순수한 체심입방구조(ferrite)가
된다.
이러한 스텐레스강을 페라이트계 스텐레스강이라고
불러, 크롬의 함유량이 많아 마르텐사이트계보다
내식성 이 뛰어나다는
특징을 가진다.
니켈 함유량이 없기 때문에 가격이
저렴하며 최근 사용량이 증가하는추세이다.
열처리에
의한 경도 향상이 불가능하다.(조직변화 無)
|
재질명 |
대표적 성질 |
|
STS
430 |
강자성,
410보다 내식, 내열성이 우수함.
(18Cr) |
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STS 430F |
430의 절삭성을
개량한 강종 |
|
|
|
스텐레스강의
규격 |
|
|
|
|
스텐레스 강종별 호환표
같은 줄에 표기된 제품들은 상호 호환성이 있는 유사한 제품이다.
하지만, 모두 100% 동일한 제품을 의미하지는 않으므로 혼돈이 없기
바랍니다.
구 분 |
표준규격(강종명) |
용 도 |
KS(STS) |
JIS(SUS) |
AISI |
DIN |
오스테나이트계 |
202/M |
202/M |
202 |
1.4371 |
기계부속류,
스프링,
너트,
샤프트 등
산업설비류,
화학공장,
석탄공장,
정유공장
등 |
303/F |
303/F |
303 |
1.4305 |
304/S,H,M |
304/S,H,M |
304 |
1.4301 |
304L |
304L |
304L |
1.4306 |
305 |
305 |
305 |
1.4303 |
316 |
316 |
316 |
1.4401 |
316L |
316L |
316L |
1.4404 |
321 |
321 |
321 |
1.4541 |
XM7 |
XM7 |
302HQ |
|
페라이트계 |
405 |
405 |
405 |
1.4002 |
산업설비류,
열처리용망,
정유공장,
고무공장 등 |
410L |
410L |
410L |
1.4016 |
430/F |
430/F |
430 |
1.4104 |
434 |
434 |
434 |
1.4113 |
마르텐사이트계 |
403 |
403 |
403 |
1.4002 |
제트엔진부품
수력발전소 설비
의료장비
스크린류,
노즐 등
|
410 |
410 |
410 |
1.4006 |
416 |
416 |
416 |
1.4024 |
420J1/2 |
420J1/2 |
420 |
1.4119 |
440/A,B,C |
440/A,B,C |
440/A,B,C |
1.4125 |
석출경화계 |
630 |
630 |
17-4PH |
|
샤프트, 터빈부품, 스프링등
|
스텐레스강 선재의 화학성분
JIS
(SUS) |
AISI |
C
MAX |
Si
MAX |
Mn
MAX |
P
MAX |
S
MAX |
Ni
MAX |
Cr
MAX |
기 타 |
302 |
302 |
0.15 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
8.00
~10.00 |
17.00
~19.00 |
|
303 |
303 |
0.15 |
1.00 |
2.00 |
0.20 |
min 0.15 |
8.00
~10.00 |
17.00
~19.00 |
|
303 Se |
303 Se |
0.15 |
1.00 |
2.00 |
0.20 |
0.060 |
8.00
~10.00 |
17.00
~19.00 |
Se ≥0.15 |
304 |
304 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
8.00
~10.50 |
18.00
~20.00 |
|
304 L |
304 L |
0.030 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
9.00
~13.00 |
18.00
~20.00 |
|
305 |
305 |
0.12 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
10.50
~13.00 |
17.00
~19.00 |
|
305 J1 |
|
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
11.00
~13.50 |
16.50
~19.00 |
|
309 S |
309 S |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
12.00
~15.00 |
22.00
~24.00 |
|
310 S |
310 S |
0.08 |
1.50 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
19.00
~22.00 |
24.00
~26.00 |
|
316 |
316 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
10.00
~14.00 |
16.00
~18.00 |
Mo 2.00
~3.00 |
316 L |
316 L |
0.030 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
12.00
~15.00 |
16.00
~18.00 |
Mo 2.00
~3.00 |
321 |
321 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
9.00
~13.00 |
17.00
~19.00 |
Ti ≥5XC% |
347 |
347 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
9.00
~13.00 |
17.00
~19.00 |
Nb+Ta
≥10XC% |
384 |
384 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
17.00
~19.00 |
15.00
~17.00 |
|
XM-7 |
XM-7 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.040 |
0.030 |
8.50
~10.50 |
17.00
~19.00 |
Cu 3.00
~4.00 |
430 |
430 |
0.12 |
0.75 |
1.00 |
0.040 |
0.030 |
|
16.00
~18.00 |
|
430 F |
430 F |
0.12 |
1.00 |
1.25 |
0.060 |
min 0.15 |
|
16.00
~18.00 |
|
410 |
410 |
0.15 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.030 |
|
11.50
~13.50 |
|
416 |
|
0.15 |
1.00 |
1.25 |
0.060 |
min 0.15 |
|
12.00
~14.00 |
|
420 J1 |
420 |
0.16
~0.25 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.030 |
|
12.00
~14.00 |
|
420 J2 |
420 |
0.26
~0.40 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.030 |
|
12.00
~14.00 |
|
440 C |
|
0.95
~1.20 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.030 |
|
16.00
~18.00 |
|
스테인레스강 규격재료 후기(Subscript) 표기의 의미
|
기호 |
의 미 |
추가 설명 |
|
L |
Low Carbon (max. 0.03%) 요구 |
‘L’ 없는 경우는 max. 0.08%임.
입계부식 등의 내식성과 용접성 향상.
|
|
S |
Low Carbon (max. 0.08%) 요구 |
‘S’ 없는 경우는 max. 0.15%임.
내식성, 용접성 향상
|
|
ELC |
Extra Low Carbon
(max. 0.015%)추가 |
입계부식 등의 내식성과 용접성 극히 향상, 강도 손실 가능. 주로 용접봉에 사용 |
|
ULC |
Ultra Extra Low Carbon
(max. 0.007%)추가 |
입계부식 등의 내식성과 용접성 극히 향상, 강도 손실 가능. 주로 용접봉에 사용 |
|
N |
0.10 ~ 0.16%N 추가 |
‘N’ 없는 경우는 max. 0.10%임.
Mo와 동시 존재 시 내식성 크게 향상.
|
|
H |
0.04 ~ 0.10% Carbon
추가 |
High Carbon을 의미함. 입자 조대화를 통해 고온에서 내식성보다 내Creep성을 요구하는 곳에 유효함.
구매 시 Grain Size: ASTM No. 5 and
Coarse명기요
|
|
Cb
(=Nb) |
10 x C% min. ~ 1.10 max.
에 상당하는 Cb 추가 |
고온 안정화원소(Cb=Nb) 첨가 강.
내 입계부식 저항성 향상.
|
|
Ti |
5 (C+N)% min. ~ 0.70% max.에 상당하는 Ti 추가 |
고온 안정화원소(Ti) 첨가 강. 내 입계부식 저항성 향상.
C의 고용도가 Cb보다 크므로 적은 량으로도 가능.
|
|
Mo |
2.0 ~ 3.0 % Mo 추가 |
질산 등의 산화성 산을 제외한 분위기에서 내식성 향상. |
|
Se |
0.15% Selenium 추가 |
기계 가공면 향상, 열간 가공성 우수 |
|
B |
2.0 ~3.0% Silicon 추가 |
고온 내 산화 Scaling성 향상 |
|
F |
강종별
Sulfur증가
(0.06~0.15%) |
기계 절삭 가공성 향상 |
|
|
|
|
|
|
|
|
