STAINLESS STEEL 미세 구조와 성분에 따라 다양한 유형으로 나눌 수 있으며, 각각의 스테인레스 유형은 서로 다른 성능과 응용 분야를 가지고 있습니다. 본 문서에서는 다섯 가지 일반적인 유형에 초점을 맞추어 설명합니다. 스테인리스 스틸: 오스테나이트 스테인레스, 페라이트 스테인레스, 마르텐사이트 스테인레스, 복합 스테인레스 및 침강경화 스테인레스입니다.
오스테나이트 스테인레스는 오스테나이트 결정 구조를 특징으로 하는 스테인레스 종류입니다. 오스테나이트 스테인레스의 주요 합금 요소는 크롬(Cr)과 니켈(Ni)이며, 일반적으로 크롬은 18% 이상이고 니켈은 8% 이상입니다. 높은 니켈 함량 때문에 오스테나이트 스테인레스는 보통 우수한 내식성, 연성 및 저온 인성 등을 가지고 있습니다.
오스테나이트 스테인레스의 결정 구조는 면심입방(FCC)으로, 이는 높은 가소성과 연성을 제공하여 극한 조건에서도 양호한 기계적 특성을 유지할 수 있게 합니다.
오스테나이트 스테인레스는 그 화학 조성 및 성능 특성에 따라 다음 유형으로 나눌 수 있습니다:
304 스테인리스 스틸 (1.4301): 18% 크롬과 8% 니켈로 이루어진 합금으로, 종합적인 성능이 우수하여 다양한 약한 부식 환경에 적합합니다.
316제철 (1.4401): 304에 2%-3%의 모리브덴을 첨가하여 염소 부식 저항성이 크게 향상되었으며, 해양 환경 및 화학 장비와 같은 더 부식성이 강한 장소에 적합합니다.
321 스테인레스 (1.4541): 티타늄이 첨가되어 결정간 부식에 대한 저항성이 뛰어나고, 종종 고온 장비에서 사용됩니다.
904L 스테인레스 (1.4539): 구리와 같은 더 높은 합금 요소를 포함하여 더욱 강력한 부식 저항성을 제공하며, 종종 바닷물 냉각 시스템, 산성 가스 처리 등과 같은 환경에서 사용됩니다.
- 뛰어난 방식성: 오스테나이트 스테인레스는 대부분의 산성 및 알칼리 환경에 대해 좋은 방식성을 가지며, 특히 염화물에 대한 강력한 방식성을 가지고 있습니다.
- 양호한 가공성: 오스테나이트 구조의 높은 연성 때문에 오스테나이트 스테인레스는 타enting, 성형, 용접과 같은 가공 공정에 매우 적합합니다.
- 양호한 저온 인성: 오스테나이트 스테인레스는 저온 환경에서도 여전히 좋은 인성을 유지할 수 있으며, 저온 장비에서 사용하기에 적합합니다.
- 열처리가 어려움: 오스테나이트 스테인레스는 일반적인 조건에서 우수한 성능을 가지고 있지만, 열처리가 어렵고 특히 고온에서는 경계부식이 발생하기 쉽습니다.
- 식품 및 제약 산업: 304 및 316 스테인레스는 식품 가공 기기, 제약 기기 및 음용수 처리 시설에서 널리 사용됩니다.
- 화학 및 석유화학 산업: 부식 저항성이 뛰어나 화학 용기, 반응기, 파이프라인 및 기타 장비에 적합합니다.
- 건축 장식 및 가전제품 산업: 오스테나이트 스테인레스는 아름다운 외관과 부식 저항성을 가지고 있어 건물 외벽, 다리 및 다양한 가전제품 부품에 자주 사용됩니다.
- 의료 기기: 우수한 생체 적합성 때문에 오스테나이트 스테인레스는 수술 도구, 인공 관절 등에 널리 사용됩니다.
페라이트계 스테인레스는 페라이트 결정 구조를 가진 스테인레스 종류입니다. 주요 합금 요소는 크롬(Cr)이며, 크롬 함량은 일반적으로 10.5%에서 30% 사이이고 니켈 함량은 낮습니다(일반적으로 1% 미만). 페라이트계 슠테인레스는 가격이 저렴하고 더 나은 산화 저항성을 가지고 있어 고온 환경에서 부식 저항성이 낮아도 요구되는 상황에 특히 적합합니다.
430 스테인레스 (1.4016): 크롬 함량이 약 17%로, 우수한 내식성과 산화 저항성을 가지고 있으며 주방 기기, 자동차 배기 시스템 등에 널리 사용됩니다.
446 스테인레스 (1.4762): 더 높은 크롬 함량 (약 24% ~ 27%)을 가지고 있어 더 나은 고온 저항성을 가지며 보일러, 오븐, 로켓 엔진 등에 종종 사용됩니다.
439 스테인레스 (1.4510): 크롬 함량이 16%-18%로 주로 자동차, 보일러 및 열교환기에 사용되며 좋은 내식성과 용접성이 있습니다.
- 강력한 고온 저항성: 페라이트 스테인레스는 고온 환경에서 강력한 산화 저항성을 가지며 특히 고온 작업 환경에 적합합니다.
- 양호한 내식성: 페라이트 스테인레스는 일반적인 산, 알칼리 및 산화 물질에 대해 양호한 내식성을 가지며 특히 고온에서 더욱 그렇습니다.
- 용접성 부족: 페라이트 스테인레스는 용접 시 균열이 발생하기 쉬워, 용접 기술에 높은 요구 사항이 있습니다.
- 연성 부족: 오스테나이트 스테인레스와 비교했을 때, 페라이트 스테인레스의 연성이 부족하여 복잡한 압출 및 늘이기 공정에 적합하지 않습니다.
- 자동차 산업: 자동차 배기 파이프, 자동차 부품 등에 널리 사용됩니다.
- 주방 장비: 싱크대, 가스레인지, 식기류 등에 사용됩니다.
- 보일러 및 열교환기: 고온 환경에 적합하여 보일러 내부, 열교환기 등에 사용됩니다.
- 건축 장식: 내열 장식 응용 분야에 사용되며, 지붕, 외벽 등에 활용됩니다.
마르텐사이트 스테인레스는 마르텐사이트 결정 구조를 주요 미세 구조로 가지는 스테인레스의 한 종류이다. 그 합금 조성은 일반적으로 12%에서 18%의 크롬을 포함하며 니켈 함량은 낮다. 높은 경도와 강도 때문에 마르텐사이트 스테인레스는 종종 고강도 및 내摩耗성 애플리케이션에 사용되지만, 그의 방부성은 좋지 않다.
410 스테인레스 (1.4006): 12%-14%의 크롬과 높은 탄소 함유량을 가지고 있어 좋은 내摩耗성과 중간 수준의 방부성을 가진다. 일반적으로 칼, 기계 부품 등 제조에 사용된다.
420 스테인레스 (1.4021): 410 스테인레스보다 더 많은 탄소를 포함하고 있어 더 높은 경도와 내摩耗성을 지니며, 칼, 수술 도구 등에 적합하다.
440C 스테인레스 (1.4125): 최대 1.2%의 탄소를 포함하고 있어 매우 높은 경도와 내摩耗성을 가지고 있어 고경도 도구와 베어링 제조에 적합하다.
- 높은 강도와 경도: 마르텐사이트 스테인레스는 열처리 후 매우 높은 경도와 강도를 얻을 수 있으며, 내摩耗성과 고강도가 요구되는 응용 분야에 적합합니다.
- 부족한 내식성: 오스테나이트 및 페라이트 스테인레스와 비교했을 때, 마르텐사이트 스테인레스는 특히 습기 또는 부식성 환경에서 내식성이 부족합니다.
- 낮은 연성: 높은 경도 때문에 마르텐사이트 스테인레스는 연성이 부족하고 냉간 가공이 어렵습니다.
- 칼과 절삭 도구: 마르텐사이트 스테인레스는 날카로운 가장자가 필요한 칼, 메스, 가위, 긁개 등 다양한 도구에 널리 사용됩니다.
- 베어링 및 기계 부품: 마르텐사이트 스테인레스는 고강도와 내摩耗성이 요구되는 베어링, 기어 등의 기계 부품에 적합합니다.
- 의료 기기: 예를 들어 수술 도구, 치과 도구 등
- 펌프 본체 및 밸브: 석유화학 및 원자력 발전소와 같은 산업에서 고압 저항과 마모 저항이 필요한 펌프 본체, 밸브 및 기타 부품에 사용됩니다.
듀플렉스 스테인레스는 오스테나이트와 페라이트의 이중 결정 구조를 가진 스테인레스 종류입니다. 그 미세 구조는 일반적으로 50%의 오스테나이트 상과 50%의 페라이트 상으로 구성됩니다. 듀플렉스 스테인레스는 두 상의 장점을 결합하여 높은 강도를 유지하면서도 우수한 내식성과 높은 균열 저항성을 보여줍니다.
2205 듀플렉스 스테인리스 스틸 (1.4462): 크롬 22%, 니켈 5%를 함유하며 질소가 첨가되어 있습니다. 매우 우수한 내식성과 응력부식균열 저항성을 가지고 있으며, 주로 해양, 석유 및 화학 공정에서 사용됩니다.
2507 듀플렉스 스테인레스 (1.4410): 크롬(25%)과 니켈(7%)의 함량이 더 높으며, 또한 몰리브덴의 함량도 더 높습니다. 이는 더 강력한 부식 저항성을 가지고 있으며, 해양 공학, 석유 및 가스 산업 등 극도로 부식성이 강한 환경에 적합합니다.
- 우수한 내부식성: 듀플렉스 스테인레스의 내부식성은 일반 페라이트 스테인레스보다 좋고, 오스테나이트 스테인레스에 가깝습니다. 특히 염화물 부식과 산성 환경에서 더욱 그렇습니다.
- 높은 강도와 고압 저항: 독특한 구조 덕분에 듀플렉스 스테인레스는 오스테나이트와 페라이트의 장점을 결합하며, 단일 오스테나이트 스테인레스 또는 페라이트 스테인레스보다 훨씬 높은 강도를 가지므로 고온고압 환경에서 사용하기에 적합합니다.
- 양호한 균열 저항성 및 스트레스 부식 균열 저항성: 오스테나이트 스테인리스와 비교하여 더블러스 스테인리스는 스트레스 부식 균열(SCC)에 대한 저항성이 뛰어나므로 혹독한 산업 환경에서 사용하기 적합합니다.
- 우수한 가공성 및 용접성: 더블러스 스테인리스의 가공성과 용접성은 비교적 좋지만, 여전히 오스테나이트 스테인리스보다 약간 열등합니다.
- 해양 공학: 해상 플랫폼, 수중 파이프라인, 선체 구조물 등에 적용됩니다.
- 석유 및 가스: 더블러스 스테인리스는 내부식성 파이프라인, 탱크, 열교환기 등의 장비에 널리 사용됩니다.
- 전력 산업: 특히 원자력 발전소 및 화력 발전소의 장비에서 더블러스 스테인리스는 증기 파이프, 보일러 구성 요소 등에 자주 사용됩니다.
침강경화 스테인레스는 열처리 중의 침강경화 메커니즘을 통해 강도와 경도를 크게 향상시킬 수 있는 특수 스테인레스입니다. 이 종류의 강은 일반적으로 크롬, 니켈, 구리 및 알루미늄과 같은 요소를 포함합니다. 열처리 온도와 시간을 제어하여 합금 내 기체에 용해된 제2상 입자를 침출시키면 재료의 기계적 성질이 크게 향상됩니다. 침강경화 스테인레스는 높은 강도와 경도뿐만 아니라 비교적 우수한 내식성을 유지합니다.
17-4 PH (630 스테인레스): 크롬, 니켈, 구리를 포함하며, 높은 강도와 좋은 내식성을 가지고 있으며 주로 항공우주, 원자력, 화학 등 산업에서 사용됩니다.
15-5 PH: 적은 양의 니오븀과 모리브덴을 포함하며, 뛰어난 강도와 내식성 특성을 가지고 있어 주로 화학 기기, 항공 우주 등에 사용됩니다.
13-8 Mo: 모리브덴과 일정량의 니오븀이 첨가되어 있으며, 높은 강도와 피로 저항력을 가지며 종종 고압 용기, 공기 동력 장비 등에서 사용됩니다.
PH 800: 높은 강도와 인성으로 고온 고압 장비의 제조에 널리 사용됩니다.
- 극도로 높은 강도와 경도: 침강경화 과정을 통해 침강경화 스테인레스는 부식 저항성을 희생하지 않고 재료의 강도와 경도를 크게 향상시킬 수 있습니다.
- 좋은 내식성: 침강경화 스테인레스는 중성, 약산성 및 약알칼리성 환경에서 특히 좋은 내식성을 가지고 있습니다.
- 양호한 피로 저항성 및 마모 저항성: 뛰어난 경도와 강도 덕분에 침강경화 스테인레스는 좋은 피로 저항성과 마모 저항성을 가지고 있습니다.
- 강력한 조절 가능성: 다양한 열처리 공정을 통해 침강경화 스테인레스의 기계적 특성을 필요에 따라 조정할 수 있어 다양한 응용 분야의 요구를 충족시킬 수 있습니다.
- 항공우주: 침강경화 스테인레스는 항공기 엔진 부품, 터빈 블레이드, 노즐, 기체 등 고강도 및 고부식저항이 필요한 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
- 원자력 산업: 원자로 및 원자력 발전소와 같은 고온 및 고방사선 환경에서 침강경화 스테인레스는 더 높은 강도와 부식 저항성을 제공합니다.
- 석유 및 가스: 고압 및 고강도 장비의 제조에 적합하며, 예를 들어 유전 시추 플랫폼, 고압 석유 및 가스 파이프라인, 그리고 펌프 본체 등에 사용됩니다.
- 고압 용기 및 화학 장비: 침강경화 스테인레스는 주로 화학 반응기, 탱크, 반응기 등의 장비에서 사용됩니다.
오스테나이트에서 스테인레스, 페라이티ック 스테인레스, 마르텐사이트 스테인레스에서 더블러스 스테인레스와 침강경화 스테인레스에 이르기까지 각각의 스테인레스 유형은 고유한 화학적 조성, 미세 구조 및 성능 특성을 가지고 있어 다양한 작업 환경과 응용 요구 사항에 적응할 수 있습니다. 특정 사용 요구 사항에 따라 적절한 종류의 스테인레스를 선택하는 것은 매우 중요합니다.
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