- 스테인리스강 소개
- 스테인리스강 분류
- 듀플렉스 정보
- 스테인리스강 특징
스테인리스강이란?
스테인리스 강이란 영문으로 Stain과 Less의 합성어로 녹이 슬기 어렵다는 뜻을 지니고 있다.
스테인리스 강은 철(Fe)에 상당량의 크롬(보통 12%이상)을 넣어 녹이 잘 슬지 않도록 만들어진 강으로 여기에 필요에 따라 탄소(C), 니켈(Ni), 규소(Si), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo) 등을 소량씩 포함하고 있는 복잡한 성분을 가지고 있는 합금강이다.
스테인리스강의 특성
| 강종/특성 | 자성 | 녹발생 여부 | 충격, 신장 | 열팽창 | 열전도도 | 열처리강화성 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| STS 430 | 있음 | 옥내 - 녹발생 거의 없음 옥외 - 녹발생 다소 있음 |
19 - 8 계에 비해 떨어짐 | 보통강과 거의 동일 | 보통강의 1/2배 | 없음 |
| STS 304/316 | 없음 (냉간 가공 후 다소 있음) |
뛰어난 내식성을 가지고 있음 | 극히 양호, 성형성 풍부 | 보통강의 약 1.5배 | 보통강의 1/3배 | 없음 |
| STS 410 | 없음 (열처리 경화 후 있음) |
뛰어난 내식성을 가지고 있음 | 열처리 경화 후 높은 경도와 강도를 가짐 | 보통강과 거의 동일 | 보통강의 1/3배 | 있음 |
| STS 410 | 있음 | 발생하는 경우가 있음 | 18 - 8 계에 비해 떨어짐 | 보통강과 거의 동일 | 보통강의 1/2배 | 있음 |
주성분에 의한 스테인리스강의 분류
| 구분 | 명칭 | 대표적인 강종 | 구강종 | 조성 | 금속 조직 |
|---|---|---|---|---|---|
| 크롬계 | 13Cr 계 | STS 410 | 51종 | 13% Cr | 마르텐사이트계 |
| 18Cr 계 | STS 430 | 24종 | 18% Cr | 페라이트계 | |
| 크롬-니켈계 | 18Cr - 8Ni 계 | STS 304 | 27종 | 18% Cr - 8% Ni | 오스테나이트계 |
| STS 316 | 32종 | 18% Cr - 8% Ni - 2.5% Mo | |||
| 16Cr - 7Ni - 1Al | STS 631 | - | 16% Cr - 7% Ni - 1% Al | 석출경화형 |
표면에 의한 스테인리스강의 분류
| 표면종류 | 특기사항 | 용도 |
|---|---|---|
| No.1 | 열간압연 후 열처리 및 산세처리한 제품표면 | 공업용 탱크, 화학공업장치 |
| No.2D | 열간압연 후 열처리 및 산세처리한 제품표면 | 석유화학설비, 파이프 |
| No.2B | 냉간압연후 열처리 및 산세처리한 후 조질압연한 제품표면, No.2D에 비하여 광택과 표면 평활도가 양호하고 조질압연으로 기계적성질을 개선하여 Stretcher Strain의 발생을 제거한 제품 |
주방기구, 양식기, 건축자재 |
| No.3 | 2B의 제품을 #100~#120연마벨트로 연마한 제품표면 | 건축내외장재, 주방설비 |
| No.4 | 2B의 제품을 #150~#180연마벨트로 연마한 제품표면 No.3보다 연마상태가 미려함 | 낙농공업설비, 주방설비 |
| No.6 | No.4 제품보다 연마상태가 더욱 미세한 Stain Finish 제품 광택을 제거한 우아한 표면상태를 나타낸 제품표면 |
건축내외장재 |
| No.7 | 어느 정도의 반사기능을 가진 연마제품으로 #400~#600의 연마재로 Buff를 회전시켜 연마하여 만들어진 표면, 연마흔적은 완전히 제거되지 않음 |
낙농공업설비, 건축자재 |
| No.8 | 상당한 광택 및 반사기능을 가진 연마표면으로 #800이상의 연마재로 Buff를 회전시켜 연마하여 만들어진 표면 |
건축내외장재, 소형거울 |
| HL (Hair Line) | No.4제품표면을 #150~#180입도의 연마벨트를 사용하여 연속된 연마무늬가 나타나도록 한 제품표면 |
건축내외장재, 샤시 도어 |
| L-HL (Light Hair Line) | 라이트 헤어라인은 No.4제품표면을 #400입도의 연마벨트를 사용하여 연속된 연마무늬가 나타나도록 한 제품표면, HL보다 부드럽고 우아한 제품표면 |
건축자재, 차량 |
- Super 듀플렉스 (UNS S32750)
-
Super 듀플렉스 스테인리스강은 매우 극심한 부식환경 조건에서 사용되어지는 높은 수준의 합금강이다.
이 합금강은 바닷물(해수)과 같이 주로 염화물이나 염화 화합물을 포함한 환경에서 사용되어지도록 개발되었다.
따라서 다량의 크롬과 몰리브덴 질소 등이 포함되어 있다.
- Medium 듀플렉스 (UNS S31803)
-
Medium 듀플렉스 스테인리스강은 높은 부식저항력을 가지고 있다.
이 재질의 제품은 여기에서 열거하는 세 가지 등급 중에서 가장 널리 사용된다.
수년 동안의 연구, 개발을 통해 몰리브덴과 질소의 함유량을 더욱 증가시켰으며 이를 통해 부식저항성 및 용접성을 개선시킨 재질이다.
- Low 듀플렉스 (UNS S32304)
-
Low 듀플렉스 스테인리스강으로서 위의 두 가지에 비해 몰리브덴이 포함되어 있지 않으며 낮은 수치의 니켈이 포함된다.
이 재질은 표준 오스테나이트 계열인 304L / 316L을 대체할 수 있는 고강도 및 낮은 가격의 재질로서 개발되어졌다.
1. 화학 성분 (Weihgt-%)
| Grade | Cr | Ni | Mo | N | C max | Si max | Mn max | P max | S max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UNS S32750 | 25 | 7 | 4 | 0.3 | 0.03 | 0.8 | 1.2 | 0.03 | 0.015 |
| UNS S31803 | 22 | 5 | 3.2 | 0.18 | 0.03 | 1 | 2 | 0.03 | 0.015 |
| UNS S32304 | 23 | 4.5 | - | 0.1 | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 |
2. 재질 (Type Of Steel)
| Grade | EN | W-Nr | DIN | AFNOR | SS | Sandvik |
|---|---|---|---|---|---|---|
| UNS S32750 | 1.441 | - | X 2 CrNiMoN 25 7 4 | - | 2328 | SAF2507 |
| UNS S31803 | 1.4462 | 1.4462 | X 2 CrNiMoN 22 5 3 | Z 2 CND 22-05-03 | 2377 | SAF2205 |
| UNS S32304 | 1.4362 | 1.4362 | X 2 CrNiN23 4 | Z 2 CN 23-04AZ | 2327 | SAF2304 |
3. 기계적 성질 (Mechanical Properties)
| Grade | Proof strength MPa min | Tensile strength MPa | Elongation % | Hardness Vikers |
|---|---|---|---|---|
| UNS S32750 | 550 | 800-1000 | 25 | 290 |
| UNS S31803 | 450 | 680-880 | 25 | 290 |
| UNS S32304 | 400 | 600-820 | 25 | 290 |
듀플렉스 스테인리스 스틸강은 아주 높은 표준 강도를 지니고 있다. 그것의 주된 이유는 듀플렉스 특유의 이중구조가 재질 내 조직의 성장을 막아주는 역할을 함으로써, 조직의 크기가 다른 금속재질에 비해서 작기 때문이다. 조직의 크기가 작은 것은 조직을 단단하게 하고 강도를 높이는데 유리하다.
강종별 특징
| 강종별 분류 | 특징 |
|---|---|
| 오스테나이트계 스테인리스강 (Austenitic Stainless Steels) |
면심입방격자 결정구조로 열처리에 의해서 경화되지 않으며, 가공에 의해 경화됨. 상온과 고온에서 안전하게 존재하기 때문에 압연중 변태현상을 동반하지 않고 비자성임. [대표강종 : STS 304] |
| 페라이트계 스테인리스강 (Ferrite Stainless Steels) |
체심입방구조로 상온에서는 강자성이며, 열처리에 의해 경화되지 않고 냉간가공성이 매우 우수함. 오스테나이트계 스테인리스강보다 내식성은 열위지만, 응력부식균열은 우수함. [대표강종 : STS 430] |
| 마르텐사이트계 스테인리스강 (Martensite Stainless Steels) |
고온에서는 오스테나이트 조직을 보유하며, 공냉 및 유냉에 의해 마르텐사이트 변태를, 상온에서 완전한 마르텐사이트 조직을 갖는다. 상온에서 강자성을 가지며, 내식성은 열위한 편이나 강도가 우수하여 고강도 구조용강으로 사용됨. [대표강종 : STS 410] |
| 이상계 스테인리스강 (Duplex Stainless Steels) |
상온에서 오스테나이트상과 페라이트상의 혼합조직임. 강도가 우수하고 결정립이 미세화되며 응력부식 균열에 대한 저항성이 준다. [대표강종 : STS 329J1] |
| 석출경화계 스테인리스강 (Precipitation Hardening Stainless Steels) |
열처리 후 시효에 의해 Cu, Ai, TI, Nb 등의 금속간화합물을 석출시켜 강도를 향상시킨다. [대표강종 : STS 630] |
각종 Type별 특징
| 강종 Type | 대표조성 | 특성 | 용도 | 분류 |
|---|---|---|---|---|
| STS 304 | 18Cr-8ni | 내식성, 내열성, 저온강도 가짐 기계적 성질 양호 (가장 넓은 용도로 사용) |
가정용 식기, 욕조, 실내배관 자동차부품, 건축자재, 화학공업, 선박용부품 |
오스테나이트 |
| STS 304L | 18Cr-9Ni-Low C | 304의 저탄소강, 내입계 부식성이 우수 용접후 열처리 불가 부품류 사용 |
저장기기(화학공업, 석탄공업, 석유공업, 약품저장) 내열부품류 |
오스테나이트 |
| STS 309S | 22Cr-13Ni | 304보다 Cr, Ni량을 증가시키고 C의 양을 낮게하여 용접성이 좋고 내식강, 내열강으로 많이 사용 |
초산용탱크 및 기타 화학공업장치 용접용 Wire,배기관 |
오스테나이트 |
| STS 310S | 25Cr-20Ni | Cr비율이 가장많으며 내산화성이 우수하고 내열강으로 많이 사용 |
초산탱크, 화학공업장치, 저항기, 소각로 | 오스테나이트 |
| STS 316 | 18Cr-12Ni -2.5Mo |
내식성과 고온강도 우수 | 제지, 화학섬유, 합성수지, 염료, 초산, 비료등의 제조설비 사진공업, 식품공업, 해안 부근 건축물 외장재 |
오스테나이트 |
| STS 316L | 18Cr-12Ni- 2.5Mo-Low C |
용접후 응력제거, 열처리후의 입계부식에 대한 저항성이 뛰어남, 용접 후 Tempering되지 않는 부품에 사용 |
비료공업, 합성섬유공업, 제지공업 | 오스테나이트 |
| STS 317 | 18Cr-12Ni-3Mo | 316보다 Mo을 높게하여 내산성을 향상시킨 것으로 310S와 최고급 스테인레스, 유독가스등 부식요인이 많은 환경에 적합 |
염색설비, 잉크제조설비, 화학, 선박, 석유화학저장탱크 | 오스테나이트 |
| STS 321 | 18Cr-9Ni-Ti | 티타늄을 첨가하여 입계부식을 방지한 강종, 고온고압 430~900도 구간사용적합 |
화학공장 열교환기, 엔진터빈 및 배기관 재료, 항공기, 보일러커버 |
오스테나이트 |
| STS 410 | 13Cr | 양호한 내식성, 기계 가공성(용접성) 있음 열처리에 의해 경화됨, 부식환경에 견디기 어려움 |
일반용도, Knife소재용, 기계부품, 석유정제장치, 볼트, 너트 | 마르텐사이트 |
| STS 420J1 | 13Cr | 소입상태에서 경도가 높고 내식성 우수 | 칼, 터빈블레이드 | 마르텐사이트 |
| STS 420J2 | 13Cr | 420J1보다 소입 후 경도가 높음, 자성이 있음 | 기계부품, 가위등의 고경도용 | 마르텐사이트 |
| STS 430 | 18Cr | 가격이 싸고 가공성이 좋음, 성형성 및 내식성이 우수, 오스테나이트계 대용품 |
자동차부품, 프레스판, 히터, 전기기구, 건축물 각종탱크, 가전제품, 컴퓨터부품, 2종양식기, 세탁조 |
페라이트 |
| STS 409L | 11Cr-2Mo -Low-C |
저탄소, Ti함유강으로 내산화성 내열성, 가공성 우수, 가격이 저렴 |
자동차 배기계 부품, 내열기기부품 Plant설비부품, 냉동Container외장 |
페라이트 |
| STS 436L | 18Cr-1Mo- 0.3Ti-LCN |
434에서 C, N을 낮추고 Ti, Nb 또는 Zr을 단독 또는 복합으로 첨가시켜 가공성과 용접성을 개량한 강종 |
건축 내외장재, 차량부품 자동차 배기가스 처리부품, 주방기기, 급탕, 급수기 |
페라이트 |