스테인리스강의 기계적 성질과 열처리 분석

문서 내 토픽

1. 스테인리스강(STS)의 정의 및 분류

스테인리스강은 철에 크롬과 니켈을 첨가하여 내식성을 향상시킨 공업재료입니다. 성분에 따라 Cr계와 Ni계로 분류되며, 조직에 따라 마르텐사이트계, 페라이트계, 오스테나이트계 3가지로 구분됩니다. 중성 상태의 산소 농도 환경에서 부동태를 형성하여 불수성을 유지하는 강으로 정의되며, 내식성이 강한 특징을 가집니다. 다만 산화성 산에는 강하지만 염산, 황산 등 비산화성 산에는 상대적으로 약합니다.
2. 오스테나이트계 스테인리스강

오스테나이트계는 가장 널리 사용되는 스테인리스강 유형으로, 광범위한 온도 범위에서 우수한 기계적 특성과 내식성, 내열성을 가집니다. 대표적인 합금강으로는 STS304, 305, 316, 321 등이 있으며, 가정용품, 산업용 배관, 선박, 건축 및 건축 정면에 널리 사용됩니다.
3. 페라이트계 스테인리스강

페라이트계 스테인리스강은 일반 강과 유사한 특성을 가지면서도 내식성, 내열성, 내균열성이 우수합니다. 대표적인 합금강은 KS표준 STS405, 430, 434 등이며, 세탁기, 보일러, 실내 건축 등에 일반적으로 사용됩니다.
4. 마르텐사이트계 스테인리스강

마르텐사이트 스테인리스강은 매우 단단하고 강한 특성을 가지지만, 오스테나이트 또는 페라이트 등급에 비해 부식에 대한 저항성이 상대적으로 낮습니다.

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1. 주제1 스테인리스강(STS)의 정의 및 분류

스테인리스강은 철을 주성분으로 크롬을 12% 이상 함유하여 부식 저항성을 갖는 합금강입니다. 크롬의 산화막이 표면을 보호하여 녹슬지 않는 특성을 제공합니다. 스테인리스강의 분류는 금속조직 구조에 따라 오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계, 이중상계 등으로 나뉘며, 각각 다른 물리적 성질과 용도를 가집니다. 이러한 분류 체계는 산업 현장에서 재료 선택의 기준이 되어 매우 중요합니다. 스테인리스강은 건설, 화학, 식품, 의료 등 다양한 분야에서 필수적인 재료로 활용되고 있으며, 정확한 분류 이해는 최적의 재료 선택을 가능하게 합니다.
2. 주제2 오스테나이트계 스테인리스강

오스테나이트계 스테인리스강은 크롬과 니켈을 함유하여 상온에서 오스테나이트 조직을 유지하는 가장 널리 사용되는 스테인리스강입니다. 우수한 부식 저항성, 높은 인성, 우수한 용접성 등의 장점을 가지고 있어 식품 기계, 화학 장비, 의료기기 등에 광범위하게 적용됩니다. 특히 SUS304와 SUS316은 산업에서 가장 많이 사용되는 등급입니다. 다만 가격이 상대적으로 높고 강도가 낮은 편이며, 응력부식균열에 취약할 수 있다는 단점이 있습니다. 오스테나이트계 스테인리스강의 성능 특성을 정확히 이해하면 각 산업 분야에서 최적의 재료 선택이 가능합니다.
3. 주제3 페라이트계 스테인리스강

페라이트계 스테인리스강은 크롬 함유량이 높고 니켈 함유량이 낮거나 없는 특징을 가지며, 상온에서 페라이트 조직을 유지합니다. 오스테나이트계에 비해 가격이 저렴하고 강도가 높으며 내식성도 우수합니다. 자성을 가지고 있어 자석에 붙는 특성이 있습니다. 다만 용접성이 상대적으로 떨어지고 저온 인성이 낮은 편입니다. SUS430이 대표적인 등급으로 자동차 배기계통, 건축 외장재 등에 주로 사용됩니다. 페라이트계 스테인리스강은 경제성이 우수하여 대량 생산이 필요한 분야에서 매우 유용한 재료입니다.
4. 주제4 마르텐사이트계 스테인리스강

마르텐사이트계 스테인리스강은 크롬 함유량은 높고 니켈 함유량이 낮으며, 열처리를 통해 마르텐사이트 조직으로 변환되어 높은 강도와 경도를 얻을 수 있습니다. SUS420, SUS440C 등이 대표적이며, 칼날, 베어링, 펌프 부품 등 고강도가 필요한 용도에 적합합니다. 우수한 내식성과 높은 강도를 동시에 제공하지만, 용접성이 낮고 열처리 과정이 필요하다는 단점이 있습니다. 또한 오스테나이트계에 비해 인성이 낮아 충격에 취약할 수 있습니다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 특정 고강도 응용 분야에서 필수적인 재료로 평가됩니다.

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