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스테인리스강의 특성

2.스테인레스강의 특성

가.요구특성별 사용강종

1)오스테나이트계

가) 내해수성

황상 및 질산분위기에서 다른 스테인레스강보다 매우 우수한 내식성을 갖고 있으나 염소분위기에서는 보호피막의 파괴에 따른 공식으로 내식성이 떨어진다.

몰리브덴(Mo)을 첨가하면 염소 분위기에서 내식성 및 내열성이 향상되며 몰리브덴을 함유한 STS 316,317등이 해수분위기에서 사용된다.

나)내입계부식성

600~800℃ 범위에서 일정시간 유지하면 입계에 크롬탄화물이 석출되며 석출물 주변에 크롬결핍층이 형성되어 내입계부식성이 저하되는 현상인 예민화의 억제를 위해 크롬보다 고온에서 안정한 탄화물을 형성하는 티타늄(Ti),니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta) 등의 원소를 첨가한 STS 321,347등이 항공기 등에 사용된다.

다)절삭성

일반적으로 인성이 강해 절삭가공이 어려우며 인(P), 유황(S), 세레늄(Se) 등을 첨가하여 절삭성을 개선하고 있으며 STS 304의 절삭성을 개선한 STS 303, 303Se 및 STS 316의 절삭성 개량형인 STS 316F 등이 있다.

라)비자성

오스테나이트계 스테인리스강은 강한 가공을 받으면 가공에 의해 마르텐사이트가 생성되어 자성을 갖게 된다.

가공 후 전자부품등 비자성이 요구되는 스테인리스강은 니켈함량을 높이고 크롬함량을 낮추어 가공 후에도 100% 오스테나이트조직을 갖는 STS 305등 비자성을 요하는 전자기기의 부품으로 사용되고 있다.

마)고강도

항복강도가 낮아 구조용으로 사용하는데 제약이 되고 있으며 준안정 오스테나이트계 스테인리스강이 가공에 의해 마르텐사이트가 생성되는 점을 이용하여 고강도와 높은 가공경화도를 얻는 크롬과 니켈함량을 줄인 대표적 강종이 STS 301이며 최근에 내식성 향상을 목적으로 탄소함량을 줄인 STS 301L이 철도차량 등에 구조용 재료로 사용되고 있다.

바)내산화성

내산화성을 향상시키기 위해 실리콘을 첨가한 STS 320B는 보온 덮개,노의 부품 등에 사용되며 크롬과 니켈의 함량을 증가시킨 STS 308은 용접봉으로 사용되고 STS 309는 항공기용 부품으로 사용되고 저탄소형인 STS 309 S는 용접구조물로 사용되고 있다.

사)니켈절약성

오스테나이트계의 주성분인 니켈은 가격이 비싸기 때문에 공급이 제한되어 있는 전략품목으로 이를 경제적으로 유리한 다른 원소로 대체한 합금이 200계열의 스테인리스강으로 STS 301, 302, 305로 대체하기 위해 만들어진 STS 201, 202, 205가 규격화 되어 있다.

아)냉간가공성

냉간가공성을 향상시키기 위해서는 오스테나이트의 안전성을 높이는 것이 필요하며 이에 효과적인 동(Cu)을 첨가한 S304HQ(XM-7)은 냉간압조용 강으로 사용되고 있다.

자)내응력부식균열성

열약한 내응력부식균열을 개선하기 위해 내응력부식균열성이 우수한 페이라트와 이상조직을 갖는 STS 329는 화학설비용으로 사용되고 있다.

 

2)페라이트계

가)가공성

절삭가공성을 향상시키기 위해 인(P) ,유황(S) , 세레늄(Se) 등을 첨가하여 STS 430의 절삭성을 개선한 STS 430F, 430FSe 등이 있다.

나) 내산화성 및 내식성

크롬함량을 증가시켜 내산화성을 향상시켜 노의 몸체, 연소실 등에 사용되는 STS 442, 446등의 합금이 있으며 내식성 개선을 위해 STS 430, 442에 몰리브덴(Mo)을 첨가한 내식성 개량형인 STS 434, 444가 있고 내식성 및 내열성을 향상시키기 위해 몰리브덴,니오븀,탄탈륨을 첨가한 자용차용으로 사용하는 STS 436 등이 있다.

다)용접성

용접성을 향상시키기 위해 크롬함량을 줄인 STS 429는 질산이나 질소고정 설비에 사용된다.

라)크롬저감형

보다 경제적인 페라이트계 스테인리스강을 만들기 위해 크롬함량을 줄이고 내식성을 확보하기 위해 크롬탄화물을 형성하여 내식성을 해치는 탄소를 안정화하며 페라이트를 안정화시키는 티타늄(Ti),알루미늄(Al)을 첨가한 STS 405, 409는 각각 소둔상자와 자동차배기관 등에 사용된다.

3) 마르텐사이트계

가)가공성

절삭가공성을 향상시키기 위해 인(P), 유황(S), 세레늄(Se) 등을 첨가하여 STS 420, 410의 절삭성을 개선한 STS 420F, 416,416Se 등이 있다.

나)내식성

니켈을 첨가하여 내식성을 개선한 STS 414, 431은 고온까지 높은 강도와 인성을 갖는다.

4)이상계

대표적인 강종은 25% Cr-5% Ni-2% Mo(C < 0.08%)조성의 STS 329Jl으로 오스테나이트상과 δ-페라이트상의 혼합조직으로 강도가 증가하고 결정립이 미세화되어 응력부식균열 저항성이 증가되는 장점이 있다.

시그마상의 석출이 용이해 연성과 인성이 저하될 수 있으나 시그마상이 결정립을 미세화 시키는 효과를 이용해 초소성이 나타나게 하는것이 가능하다.

5)석출경화계

마르텐사이트계 석출경화 스테인리스강은 저탄소 마르텐사이트강을 소입 후 시효에 의해 니켈(Ni)과 동(Cu),알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb) 등의 금속간화합물을 석출시켜 강도를 향상시키는 것으로 대표적인 강종은 STS 630이며 조성은 17% Cr-4% Ni-4% Cu-0.35% Nb(C < 0.07%)이다.

준안정화 오스테나이트계 석출경화 스테인리스강은 고용화 처리상태에서 가공성이 좋은 오스테나이트상이며 가공 후 심냉처리 또는 700℃ 부근에서의 열처리에 의해 마르텐사이트가 생성된 후 마르텐사이트시효에 의해 생성되는 니켈-알루미늄에 의해 강도를 높이며 대표적인 강종은 17% Cr-7% Ni-1.2% Al(C < 0.09%)조성의 STS 631이다.

 

나. 스테인리스강 강종별 특성

◆ STS 강종특성 및 용도

a. 오스테나이트계

강종성분특성특성 및 용도
STS20117Cr-4.5Ni-6Mn-NNi절약강종, 301의 대체강,냉간가공에 의한 자성을 띰,철도차량
STS20218Cr5Ni-8Mn-NNi절약강종, 302의 대체강, 요리도구
STS30117Cr-7Ni냉간가공에 의하여 고강도를 띰, 철도차량, Belt Conveyor, Bolt, Nut, Spring류
STS301L17Cr-7Ni-LC-NSTS301의 저탄소강으로 입계부식성, 용접성이 우수, 철도차량등
STS301Jl17Cr-7.5Ni-0.1C

STS304대비 Structure가공 및 굴곡가공성이 우수,가공경화는 304와 301의 중간수준으로

주방용품,2종양식기, 건축재 등에 사용

STS30218Cr-8Ni-0.1C냉간가공에 의한 고강도를 가질 수 있으나 연신은 301대비 열위,건축물 외장재로 사용
STS302B18Cr-8Ni-2.5Si-0.1C

302대비 내산화성이 우수, 900℃이하에서 301S와 동등한 내산화성 및 강도를 가짐,

자동차 배기가스 정화장치, 공업로, 고온장치 재료로 사용

STS30318Cr-8Ni-고S피삭성, 내소부성이 우수, 자동차용으로 최적, Bolt, Nut용
STS303SE18Cr-8Ni-Se피삭성, 내부소성이 우수, 자동차용으로 최적, Revet, 나사용
STS30418Cr-8NiSTS강, 내열강으로 광범위하게 사용,식품설비, 일반화학설비, 원자력산업등으로 사용
STS304L18Cr-9Ni-LCSTS304저탄소강, 내입계부식성 우수,용접 후 열처리 필요없음
STS304N118Cr-8Ni-N

STS304에 N을 첨가, 연성저하를 억제하면서 강도를 높여 재료의 두께감소효과 있음,

구조용으로 고강도를 필요로 하는 부위에 사용

STS304N218Cr-8Ni-N-NbSTS304에 Nb를 첨가,내입계부식성 부여,구조용으로 고강도를 필요로 하는 부위에 사용
STS304LN18Cr-8Ni-N-LCSTS304L에 N을 첨가, 내입계부식성 및 고강도 부여,용도는 304에 준하며 내입계부식성이 우수
STS304Jl17Cr-7Ni-2CuSTS304L에 Ni저감,Cu를 첨가, 냉간가공성 특히 Stretch Forming이 우수,Sink,온수Tank등에 사용
STS304J218Cr-7Ni-4Mn-2CuSTS304대비 Stretch Forming이 우수,Bath Tube의 Boiler, Door의 Knob등에 사용
STS304J318Cr-8Ni-2Cu

STS304에 Cu을 첨가, 냉간가공성 및 비자성을 개선, 304 Xm7의 중간성분으로

냉간가공용 Bo;t, Nut등

STS30518Cr-12Ni-0.1CSTS304대비 가공경화도가 낮음, Spinning, 특수인발가공, 냉간압조용
STS305J118Cr-13Ni-0.1CSTS305의 저탄소강으로 가공경화성이 낮음, 용도는 305의 준함
STS309S22Cr-12Ni내식성이 304대비 우수하나 실제로는 내열강으로 사용되는 경우가 많다.
STS310S25Cr-20N내산화성이 309S대비 우수하나 실제로는 내열강으로 사용되는 경우가 많다.
STS31618Cr-12Ni-2.5Mo해수등 각종매질에 304대비 우수한 내식성 보유, 내공식재료로 사용
STS316L18Cr-12Ni-2.5MoSTS316의 저탄소강으로 316의 성질에 내입계부식성을 확보한 내공식재료
STS316N18Cr-12Ni-2.5Mo-N

STS316에 N을 첨가 연성의 저하를 억제하면서 강도를 높여 재료두께의

감소효과가 있다.내식성이 우수하면서 강도 필요

STS316LN18Cr-12Ni-2.5Mo-N-LC

STS316L에 N을 첨가 연성의 저하를 억제하면서 강도를 높임,

316N의 특성에 내입계부식성을 부여한것

STS316Tl18Cr-12Ni-2.5Mo-N-TiSTS316에 Ti를 첨가하여 내입계부식성을 개선한 것
STS316Jl18Cr-12Ni-2Cu내식성,내공식성이 316대비 우수, 내황산용재료로 사용
STS316JlL18Cr-12Ni-2Mo-2Cu-LCSTS316Jl의 저탄소강으로 316J1에 내입계부식성을 부여한 것
STS31718Cr-12Ni-3.5Mo내공식성이 316대비 우수, 염색설비재료 등에 사용
STS317L18Cr-12Ni-3.5Mo-LCSTS317의 저탄소강으로 317에 내입계부식성을 부여한 것
STS317LN18Cr-13Ni-3.5Mo--N-LCSTS317L에 N을 첨가,고강도 및 고내식성을 부여하여 각종 Tank용기 등에 사용
STS317Jl18Cr-16Ni-5Mo

염소이온을 함유하는 용액을 취급하는 열교환기,초산Plant,인산Plant,

표백등 316L 및 317L이 견디지 못하는 환경

STS317J225Cr-14Ni-0.3NSTS317에 고Cr,저Mo로서 N을 첨가, 고강도 내식성이 우수
STS317J3L21Cr-12Ni-2.5Mo-0.2N-LCSTS317대비 내공식성이 우수, 공해처리기, 초산환경에 사용
STS317J4L22Cr-25Ni-6Mo-0.2N-LcSTS317대비 내공식성이 우수, 펄프제지공업, 해수 열교환기등
STS317J5L21Cr-24.5Ni-4.5Mo-1.5Cu-LC내해수용에 우수, 각종 해수사용기기 등에 사용
STS32118Cr-9Ni-TiTi를 첨가, 내입계부식성을 높인 것으로 열교환기 등에 사용
STS34717Cr-9Ni-NbNb를 첨가, 내입계부식성을 높인 것
STS38416Cr-18NSTS305대비 가공경화도를 낮추어 엄격한 냉간압조, 냉간성형품
STSXM718Cr-9Ni-3.5CuSTS304에 Cu를 첨가하여 냉간가공성 향상, 냉간압조형
STSXM15J118Cr-13Ni-4Si

STS304에 Ni를 증가, Si를 첨가하여 내응력부식 Crack을 향상,

염소이온을함유한 환경용

★STS329J125Cr-4.5Ni-2Mo2상조직을 가진 내산성, 내공식성이 우수 및 고강도를 가져, 배연탈류장치 등에 사용
★STS329J3L2Cr-5ni-3mo-N-L

염화수소, 탄산가스, 염화물 등을 함유한 환경에 저항성이 있어 유정관,

화학Tank용 등 각종 화학장치용 등에 사용

★STS329J4L25Cr-6Ni-3Mo-N-L

해수등 고농도 염화물환경에 있어 우수한 내공식성, 내SCC성 가져,

해수 열교환기, 제염Plant등에 사용된다.

 

b.페라이트계

강종성분특성특성 및 용도
STS40513Cr-A1

고온에서 냉각시 현저한 경화를 나타내지 않기 때문에

Turbine 소입용부품, Clad재 등에 사용된다.

STS410L13Cr-LC

STS410S 대비 저탄소강으로 용접부 굴곡성, 가곡성, 내고온산화에 우수

자동차 배기가스 처리장치, Boiler 연소실, Burrner등

STS42916CrSTS430의 용접성을 개선한 것
STS43018Cr

내식성이 우수한 범용종류, 건축내장재, Biler Burner 부품,

가정용기구 가전부품등에 사용

STS430F18Cr-고SSTS430에 피삭성을 부여한 것으로 Bolt, Nut류
STS430LX18Cr-Ti또는 Nb-LC

STS430에 Ti또는 Nb를 첨가, C를 저감하여 가공성, 용접성을 개량한 것으로

온수 Tank, 급탕용, 위생기구, 가정용 내구기기 등

STS430J1L18Cr-0.5 Cu-Nb-EL(C,N)

STS430에 Cu, Nb를 첨가, 극저 C,N한 것으로 내식성, 성형성,

용접성을 개선하여 자동차의 외장재, 배기가스장치 등에 사용

STS43418Cr-1MoSTS430 개량강종으로 430 대비염분에 대하여 강함, 자동차 외장
STS436L18Cr-1Mo-Ti,Nb,Zr-EL(C,N)

STS434의 C와 N을 저감, Ti, Nb 또는 Zr을 단독 또는 복합첨가하여 가공성,

용접성을 개량한 것으로 건축내외장, 차량부품, 주방기기급탕,급수기구등에 사용

STS436J1L19Cr-0.5Mo-Nb-EL(C,N)

STS430에 Mo, Cu, Nb를 첨가 극저 C,N한 것으로 내식성, 성형성, 용접성을

개선한 것을 주방기기, 건축내외장재, 자동차 외장가전부품에 등에 사용

STS44419Cr-2Mo-Ti,Nb, Zr-EL(C,N)

STS436L 대비 Mo첨가량을 증가하여 내식성을 향상시킨 것으로 저탕,저수조

태양열온수기, 열교환기, 식품기기, 염색장치 등 내응력부식 Crack용에 사용

STS447J130Cr-2Mo-Ti,Nb,Zr-EL(C,N)

고Cr, Mo 및 극저 C,N으로 내식성이 우수, 초산, 우유등의 유기관계 Plant,

가성소다제조 Plant, 할로겐이온에 의한 내응력부식 Crack성, 내공식성용도, 공해방지기기

STSXM2726Cr-1Mo-EL(C,N)STS447J1의 유사성질 용도로서 내식성과 연자성이 동시에 필요로 하는 용도

 

c.마르텐사이트계

강종성분특성특성 및 용도
STS40313Cr-저SiTurbine Blade 및 고응력부품으로 양호한 STS강,내열강
STS41013Cr양호한 내식성,기계가공성을 가진 일반용도, Knife류
STS410S13Cr-0.08CSTS410의 내식성을 열화시키지 않은 PB 쾌삭강
STS410J113Cr-MoSTS410의 내식성을 보다 향상시킨 고력종류로 Turbine Blade 고온용부품
STS41613Cr-0.1C-고S피삭성이 우수한 STS강으로 자동선반용
STS420J113Cr-0.2C소입상태로 경도가 높고 13Cr 대비 내식성이 양호하여 Turbine Blade류에 사용
STS420J213Cr-0.3CSTS420J1대비 소입 후 경도가 높은 종류로 Knife류,Nozzle,Valve,Scale류등
STS420F13Cr-0.3C-고SSTS420J2의 피삭성을 개선한 것
STS420F213Cr-0.2C-PbSTS420J1의 내식성을 열화시키지 않은 Pb 쾌삭성
STS429J116Cr-0.3C내마모성과 내식성을 필요로 하는 용도에 적당,Auto-Cycle의 Break류에 사용
STS43116Cr-2NiNi를 함유한 Cr강 열처리로 높은 기계적 성질을 가짐.410.430대비 고내식성
STS440A16Cr-0.7C소입경화성이 우수,고경도재로 440B,C대비 인성이 큼,Knife류,Gauge,Bearing등
STS440B18Cr-0.8C440A대비 고경도.440C 대비 인성이 큼,Knife류
STS440C18Cr-1CSTS강 내열강중 최고의 경도,Nozzle,Bearing류
STS440F18Cr-1C-고SSTS440C의 피삭성을 향상시킨 것,자동선반용
★STS63017Cr-4Ni-4Cu-NbCu첨가로 석출경화성을 부여한 것으로 Shaft,Turbine부품 적층판의 押板 등에 사용
★STS63117Cr-7Ni-1AIA1첨가로 석출경화성을 부여한 것으로 Spring,Washer,계기부품등에 사용된다.
★STS631J117Cr-8Ni-1AISTS631의 신선가공성을 향상시킨 것으로 선재용,Spring Wire

주 : ★는 석출경화계

 

다. 표면상태에 따른 분류

◆ 스테인레스강판 표면상태에 따른 분류

표면종류특기사항
No. 1

열간압연.열처리.Descaling을 한 것.열간압연 후 열처리하여 Scale를 제거함으로 얻어진다.

일반적으로 공업용 Tank 제작이나 화학공업장치등 내식성만 중시하고 두꺼운 판재를 사용하는 경우 사용되어 진다.

No. 2D

냉연압연 후 열처리 및 Descaling을 하여 얻은 무광택의 냉간압연제품이다.Dull Finish라고도 하며 내식성을 요구

하면서 빛의 반사가 요구되지 않는 제품에 사용하고 일번적으로 Deep Drawing성이 양호하다.

고러나 적은 연신이 일어나는 개소에는 Stretcher Strain의 결함이 나타날 수도 있다.

No. 2B

냉간압연 후 열처리 및 Descaling을 한 후 Skin Pass라는 약간의 냉간압연을 한 제품이다.

No. 2D에 비하여 광택과 표면 평활도가 양호하고 조질압연으로 기계적 성질을 개선하여 Stretcher Strain의 발생을

제거한 제품이다.이것은 일반용도에 사용되는 대표적인 냉간압연제품이며 거의 전 용도에 사용된다.

No. 3

KS L 6001(연마재 입도규정)에 의한 100~120Mesh의 연마재로 스테인레스강 표면을 연마한 제품이다.

건축내외장재,각종 전자제품의 외관,주방설비 등의 광범위한 용도로 이용되고 있다.

No. 4

KS L 6001(연마재 입도규정)에 의한 150~180Mesh의 연마재로 연마한 제품이다.

No. 3제품보다 연마상태가 미세하고 은백색의 미려한 표면 상태를 가지고 있다.

그 사용 용도는 No. 3과 거의 유사하며 욕조,건축내외장재,식품설비 등에 사용된다.

No. 6

No. 4 제품보다 연마상태가 더욱 미세한 Satin Finish제품이다.

이것은 Tampico Brush나 Scotch Brite로 약하게 연마한 상태이며 광택을 제거한 우아한 표면상태를요구할때 사용

된다.또한 고도의 반사광택을 가진 제품과 Contrast효과를 내기 위하여서도 건축 내외장재에 이용되고 있다.

No. 7

어느 정도의 반사기능을 가진 연마제품으로 400~600Mesh의 연마재로 Buff를 회전시켜 연마시켜 만들어진다.

연마흔적은 완전히 제거되지 않는다.주로 우유 및 식품의 낙농공업용 Tank 설비 및 건축자재 장식 또는 공업용으로도 이용된다.

No. 8상당한 광택 및 반사기능을 가진 연마제품으로 800Mesh 이상의 연마재로 Buff를 회전시켜 연마하여 만들어진다.연마흔적이 거의 나타나지 않는 것이 기준이나 실용상 연마정도에 따라 생산 Cost 및 생산방식이 차이가 있으므로 한도 견본에 의하여 생산된다.
HL헤어라인(Hair Line)이라고 하며 No. 4제품에 적당한 입도의 연마재를 사용하여 연속된 연마흔적이 나타나도록 한 제품이다.연마흔적의 연속성으로 인하여 우리나라에서는 건축 내외장재로써 가장 많이 이용되고 있으며 건축물의 Sash,Door,Panel등에 다양하게 적용된다.
BA냉간압연 후 광휘소둔 열처리(Bright Annealing)하여 약간의 냉간압연(Skin Pass)을 한 제품으로 고도의 반사율을 가진 표면이다.일반적으로 반사가 요구되는 가전제품이나 박판의 경우 많이 이용되고 있다.
BP냉간압연 후 산세과정에서 저해산세를 시행함으로 Bright PicLing이라는 표면을 얻고 약간의 냉간압연(Skin Pass)을 한 제품이다.BA의 대용품으로 이용된다.
ColoringNo. 2,BA,HL 제품의 표면에 전기화학으로 빛의 간섭 현상을 이용하여 표면에 색깔을 낸 제품이다.Coloring 후 경막처리하여 No. 2B상태보다 내식성이 우수하며 그 색깔상 태가 아주 훌륭하다.색깔을 표준색도로 청색,붉은색,Gold,흑색 등 다양하며 반복작업으로 여러 Color로 나타낼 수 있다.그 용도는 건축내장재,가전재품의 외형,시계,장식품 등으로 최근 개발하여 날로 다양화 해지고 있는 제품이다.
EtchingNo. 2 B,BA, HL제품을 선택적으로 에칭시켜 장식적 효과를 낸 제품으로 사진감광법과 Silk Screen법의 두 가지 방법으로 생산할 수 있다.주 용도는 건축 내외장재,엘리베이터,에스컬레이터,Panel,Name Plate등 다양한 용도로 이용되고 있다.
Etching ColoringColoring과 Etching을 Combination한 제품으로 아름다운 무늬 및 색깔의 조화를 나타낸다.최근 개발된 제품으로 Etching및 Coloring제품의 용도가 유사하다.
Light HL라이트 헤어라인(Light Hair Line)은 No. 6 Finish제품에 연속적 연마무늬를 나타내서 기존 HL보다 부드럽고 우아하게 한 제품이다.그 용도는 HL과 동일하며 주로 Coloring과 Etching 基板으로 사용되고 전자렌지의 내부 Box로서 이용될 수 있으며 최근에 개발된 제품으로 그 용도가 날로 다양해지고 있다.


주소 : 경북 영주시 의상로 156 (상망동380-44) / TEL : 054)632.0062 | 633.0062 / FAX : 054)634.0062
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