스테인리스 스틸은 현대 산업에서 없어서는 안 될 소재가 되었지만, 단일 합금이 아니라 다양한 금속 합금 계열입니다. 다양한 원소의 무수한 조합이 다양한 유형의 스테인리스 스틸을 만듭니다. 오늘은 비교 차트와 함께 스테인리스 스틸 계열과 등급을 살펴보고, 각 유형의 화학적 구성, 특성 및 용도에 대해 알아보겠습니다.
스테인리스 스틸 패밀리 – 스테인리스 스틸의 일반적인 유형 및 카테고리
1. 오스테나이트계 스테인리스강
이것은 가장 일반적인 스테인리스강 계열로, 스테인리스강 생산의 대부분을 차지합니다. 비자성 특성과 면심입방 결정 구조는 우수한 성형성과 용접성에 기여합니다. 높은 크롬과 니켈 함량은 우수한 내식성을 제공합니다. 일반적인 예로는 304등급(크롬 18%, 니켈 8%)과 316등급(해양 및 화학 환경에서 향상된 염화물 저항성을 위해 몰리브덴 추가)이 있습니다.
2. 페라이트계 스테인리스
강 체심입방 결정 구조를 가진 이 자성 스테인리스강은 두 번째로 일반적인 유형입니다. 10.5-30%의 크롬을 함유하고 니켈은 최소한 또는 전혀 함유하지 않아 오스테나이트계 등급보다 경제적입니다. 그러나 이러한 비용 효율성은 다소 감소된 내식성, 성형성 및 용접성을 희생하여 이루어집니다. 430(중간 내식성을 위한 16-18% 크롬) 및 446(고온 응용 분야를 위한 23-27% 크롬)과 같은 등급이 일반적인 예입니다.3
. 마르텐사이트계 스테인리스강
이 가장 흔하지 않은 스테인리스강 범주는 자성이 있으며 체심 정방정계 결정 구조를 가지고 있습니다.11.5-18% 크롬과 최대 1.2% 탄소의 구성으로 열처리를 통해 경화되어 높은 강도, 경도 및 내마모성을 제공합니다.내식성은 일반적으로 페라이트 또는 오스테나이트 등급보다 낮지만 높은 인장 강도와 내충격성이 요구되는 응용 분야에서 탁월합니다.때로는 보호 폴리머 코팅을 사용하여 내식성을 향상시킵니다.일반적인 등급으로는 410(중간 내식성) 및 420(경도와 내마모성을 높이기 위한 더 높은 탄소 함량, 종종 칼 붙이에 사용됨)이 있습니다.
4. 듀플렉스(페라이트-오스테나이트) 스테인리스 스틸
듀플렉스 스테인리스 스틸은 이름에 걸맞게 오스테나이트와 페라이트의 혼합 미세 구조를 가지고 있으며, 두 계열의 유리한 특성을 물려받았습니다. 이 하이브리드 구조는 표준 오스테나이트 등급에 비해 우수한 내식성(특히 염화물 침식에 대한)과 더 높은 인장 강도를 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 파이프라인 및 압력 용기와 같은 석유 및 가스 산업의 까다로운 응용 분야에 적합합니다. 일반적인 등급으로는 2205(혹독한 환경에 적합)와 2507(더 높은 내식성과 강도를 가진 “슈퍼 듀플렉스” 등급)이 있습니다.
5. 침전 경화(PH) 스테인리스 스틸
이 범주는 고강도와 내식성의 독특한 조합을 제공합니다. 이 합금은 열처리를 통해 강화되어 표준 오스테나이트계 스테인리스강보다 몇 배 더 높은 강도를 얻을 수 있습니다. 이들의 내식성은 크롬과 니켈 함량이 높아 오스테나이트계와 비슷합니다. 이러한 특성의 조합으로 인해 항공우주, 핵, 석유 및 가스와 같은 까다로운 산업에서 가치가 있습니다. 일반적인 예로는 17-4PH와 15-5PH(둘 다 크롬 17%, 니켈 4%이지만 15-5PH는 탄소 함량이 낮아 용접성과 응력 부식 균열 저항성이 향상됨)가 있습니다.
스테인리스 스틸 지정 표준
1. SAE/AISI(Society of Automotive Engineers/American Iron and Steel Institute)
SAE/AISI는 가장 널리 알려진 3자리 시스템을 사용합니다. 예를 들어, 304는 가장 일반적인 등급이고 316은 더 나은 내식성을 제공합니다. 첫 번째 숫자는 계열을 나타냅니다(2xx는 오스테나이트 크롬-니켈-망간, 3xx는 오스테나이트 크롬-니켈, 4xx는 페라이트 및 마르텐사이트).
2. ASTM/UNS(American Society for Testing and Materials/Unified Numbering System)
ASTM/UNS 표준은 문자 뒤에 5개의 숫자를 사용합니다. 문자 ‘S’는 스테인리스 스틸을 나타내며, 그 뒤에는 종종 SAE 등급에 해당하는 숫자가 옵니다. 예를 들어, S30400은 304 등급에 해당하고, S31600은 316 등급에 해당합니다.
3. EN(European Standard)은 숫자와 이름 기반 지정을 모두 사용합니다.
숫자 시스템은 1.4xxx로 시작하며, 여기서 xxx는 합금 구성과 관련이 있습니다. 이름 시스템은 문자와 숫자를 사용하여 구성을 나타냅니다. 예를 들어 304 등급의 경우 X5CrNi18-10은 X5가 0.05% 탄소를 나타내고 CrNi18-10은 18% 크롬과 10% 니켈을 나타냅니다.
4. DIN(독일 표준)
DIN은 역사적으로 EN 이름 기반 시스템과 유사한 시스템을 사용했는데, 예를 들어 304 등급의 경우 X5CrNi18-10입니다. 많은 DIN 표준이 EN 표준으로 대체되었지만 명명 규칙은 여전히 일반적으로 사용됩니다.
5. BS(British Standards)
BS 표준은 304S15와 같이 숫자와 문자의 조합을 사용하는데, 여기서 304는 기본 등급에 해당하고 S15는 특정 변형을 나타냅니다. 이 시스템은 점차 EN 표준으로 대체되고 있지만 특정 응용 분야에서는 계속 사용되고 있습니다.
6. JIS(일본 공업 규격)
JIS는 SUS 304 또는 SUS 316과 같이 접두사 SUS(Steel Use Stainless)를 사용하고 그 뒤에 등급 번호를 붙입니다. 추가 접미사는 특수한 특성이나 가공 방법을 나타낼 수 있습니다(예: 냉간 연신 와이어의 경우 SUS 304-CSP).
7. GB(중국 표준)
GB는 국제 표준과 유사한 시스템을 따르지만 자체 명칭이 있습니다. 예를 들어, 0Cr18Ni9는 304 등급에 해당하며, 여기서 숫자는 크롬(18%)과 니켈(9%) 함량을 나타냅니다.
8. ISO(국제 표준화 기구)
ISO는 종종 다른 주요 시스템과 일치하는 국제 표준을 제공합니다. 화학 성분 지정과 강철 이름을 모두 사용하여 다양한 국가 표준을 조화시키는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, ISO 683-13은 범용 스테인리스 강철을 다룹니다.
스테인리스 스틸 패밀리 차트
| 가족 | 자기 반응 | 작업 경화 속도 | 부식 저항성 | 경화 가능 | 연성 | 고온 저항성 | 저온 저항성 | 용접성 | 용도 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 오스테나이트계 | 아니요 | 매우 높음 | 높은 | 냉간 작업 | 매우 높음 | 매우 높음 | 매우 높음 | 매우 높음 | 식품, 건강 관리, 야외 인클로저 |
| 듀플렉스 | 예 | 중간 | 매우 높음 | 담금질 및 템퍼링 | 중간 | 낮은 | 중간 | 높은 | 열교환기, 해상 석유 및 가스, 화학 플랜트 |
| 페라이트 | 예 | 중간 | 중간 | 담금질 및 템퍼링 | 중간 | 높은 | 낮은 | 낮은 | 조리도구, 자동차 산업 |
| 마르텐사이트 | 예 | 중간 | 중간 | 담금질 및 템퍼링 | 낮은 | 낮은 | 낮은 | 낮은 | 칼날, 수술 도구, 면도날 |
| 침전 경화 | 예 | 중간 | 중간 | 에이지 하든 | 중간 | 낮은 | 낮은 | 높은 | 핵폐기물 통, 터빈 블레이드, 항공우주 산업 |
스테인리스 스틸 등급 화학 성분 차트
| AISI/SAE | 씨, ≤ | 망간, ≤ | 피, ≤ | ≤ 10 … | 시, ≤ | 크 | 니 | 모 | 엔, ≤ | 기타, ≤ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 302 | 0.15 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 0.75 | 17.0-19.0 | 8.0-10.0 | – | 0.10 | – |
| 303 | 0.15 | 2.00 | 0.2 | ≥0.15 | 1.00 | 17.0-19.0 | 8.0-10.0 | – | – | – |
| 304 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | – | – | – |
| 304L | 0.03 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | – | – | – |
| 308 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 19.0-21.0 | 10.0-12.0 | – | – | – |
| 310 | 0.25 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.5 | 24.0-26.0 | 19.0-22.0 | – | – | – |
| 316 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.00-3.00 | – | – |
| 316리터 | 0.03 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.00-3.00 | – | – |
| 317 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 18.0-20.0 | 11.0-15.0 | 3.0-4.0 | 0.10 | – |
| 321 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 17.0-19.0 | 9.0-12.0 | – | 0.10 | ≥Ti 5×(C+N), ≤0.70 |
| 347 | 0.08 | 2.00 | 0.045 | 0.03 | 1.00 | 17.0-19.0 | 9.0-12.0 | – | – | ≥Cb 10×C, ≤1.00 |
| 904L | 0.02 | 2.00 | 0.045 | 0.035 | 1.00 | 19.0-23.0 | 23.0-28.0 | 4.00-5.00 | 0.1 | 구리 1.00-2.00 |
| 409 | 0.03 | 1.00 | 0.040 | 0.015 | 1.00 | 10.50-12.50 | – | 6×(C+N) ~ 0.65 | – | |
| 430 | 0.12 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | – | – | – | |
| 430F | 0.12 | 1.25 | 0.06 | ≥0.15 | 1.00 | 16.0-18.0 | – | – | – | |
| 444 | 0.025 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 17.5-19.5 | 1.00 | 1.75-2.50 | 0.035 | 티타늄+시멘톨 0.20+4×(C+N)-0.80 |
| 410 | 0.08-0.15 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 11.5-13.5 | – | – | – | |
| 416 | 0.15 | 1.25 | 0.06 | ≥0.15 | 1.00 | 12.0-14.0 | – | – | – | |
| 420 | ≥0.15 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 12.0-14.0 | – | – | – | |
| 431 | 0.2 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 15.0-17.0 | 1.25-2.50 | – | – | |
| 440A | 0.60-0.75 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | – | ≤0.75 | – | |
| 440B | 0.75-0.95 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | – | ≤0.75 | – | |
| 440도 | 0.95-1.20 | 1.00 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 16.0-18.0 | – | ≤0.75 | – | |
| 2205 | 0.03 | 2.00 | 0.03 | 0.02 | 1.00 | 22.0-23.0 | 4.5-6.5 | 3.0-3.5 | 0.14-0.20 | – |
| 2304 | 0.03 | 2.5 | 0.04 | 0.03 | 1.00 | 21.5-24.5 | 3.0-5.5 | 0.05-0.60 | 0.05-0.60 | – |
| 15-5도 | 0.07 | 1 | 0.04 | 0.03 | 1 | 14.0-15.5 | 3.5-5.5 | – | – | 2.5-4.5 구리, 0.15-0.45 Nb |
| 17-4도 | 0.07 | 1 | 0.04 | 0.03 | 1 | 15.5-17.5 | 3.0-5.0 | – | – | 3.0-5.0 구리, 0.15-0.45 Nb |
스테인리스 스틸 등급 속성 차트
| 등급 | 인장 강도 | 최대 온도 | 녹는점 | 저항 |
|---|---|---|---|---|
| 301 | 515MPa(75Ksi) | 871 °C (1600 °F) | 1399-1421°C (2550-2590°F) | 우수한 내식성 |
| 302 | 585MPa(85Ksi) | 870 °C (1,679 °F) | 1400-1420 °C (2550-2590 °F) | 우수한 내식성 |
| 303 | 690MPa(100Ksi) | 760 °C (1,400 °F) | 1400-1420 °C (2550-2590 °F) | 낮은 부식 저항성 |
| 304 | 621MPa(90Ksi) | 870 °C (1,679 °F) | 1399-1454°C (2,550-2,650°F) | 전반적으로 부식성 물질에 대한 저항성이 우수함 |
| 309 | 620MPa(89Ksi) | 1000 ° C (1,832 ° 화씨) | 1400-1455°C (2550-2651°F) | 우수한 내식성 |
| 316 | 579MPa(84Ksi) | ~800°C(1,472°F) | 1371-1399°C (2500-2550°F) | 우수한 염화물 저항성 |
| 317 | 585MPa(85Ksi) | 816 °C (1,500 °F) | 1370-1400°C (2500-2550°F) | 좋은 염화물 저항성 |
| 321 | 620MPa(90Ksi) | 816 °C (1,500 °F) | 1400-1425°C(2,550-2,600°F) | 우수한 내식성 |
| 347 | 690MPa(101Ksi) | 816 °C (1,500 °F) | 1400-1425°C(2,550-2,600°F) | 우수한 내식성 |
| 405 | 585MPa(85Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1480-1530°C (2,700-2,790°F) | 우수한 산부식성 |
| 408 | 505MPa(73Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1400-1455°C(2,550-2,650°F) | 대부분의 산화성 산 및 소금 분무에 강함 |
| 409 | 448MPa(65Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1425-1510°C (2,597-2,750°F) | 내식성이 우수하다 |
| 420 | 760-1702MPa(110-247Ksi) | 427 °C (800 ° 화씨) | 1455-1510°C(2,651-2,750°F) | 상당히 부식에 강함 |
| 430 | 450MPa(65Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1425-1510°C (2,597-2750°F) | 질산에 대한 저항성이 우수함 |
| 434 | 540MPa(78Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1426-1510°C (2,600-2750°F) | 우수한 피팅 저항성 |
| 436 | 459MPa(67Ksi) | 815 ° C (1,499 ° 화씨) | 1425-1510°C (2,600-2,750°F) | 우수한 구연산 및 질산 부식 저항성 |
| 442 | 515-550MPa(77-80Ksi) | 925-980 °C (1,700-1,800 °F) | 1065-1120°C(1,950-2,050°F) | 내식성이 우수하다 |
| 444 | 415MPa(60Ksi) | 950 °C (1,752 °F) | 1405-1495°C (2,561-2,723°F) | 좋은 산화 저항성 |
| 410 | 500-1400MPa(73-203Ksi) | 650 °C (1,202 °F) | 1482-1532°C (2,700-2,790°F) | 공기, 물 및 일부 화학 물질에 대한 우수한 내식성 |
| 410S | 444MPa(64Ksi) | 705 ° C (1,300 ° 화씨) | 1482-1532°C (2,700-2,790°F) | 좋은 산화 저항성 |
| 416 | 517MPa(75Ksi) | 760 ° C (1,400 ° 화씨) | 1480-1530°C (2,696-2,786°F) | 염화물 저항성이 낮음 |
| 420 | 586MPa(85Ksi) 어닐링 1,586MPa(230Ksi) 경화 | 650 °C (1,202 °F) | 1454-1510°C (2,649-2,750°F) | 약산, 알칼리, 물에 강함 |
| 440 | 758MPa(110Ksi) | 760 ° C (1,400 ° 화씨) | 1483°C(2,700°F) | 제한된 내식성 |
| 2205 | 620MPa(90Ksi) | 300 ° C (572 ° 화씨) | 1385-1443°C (2,525-2,630°F) | 우수한 내식성 |
| 2304 | >600MPa(>87Ksi) | 570 °C (1,058 °F) | 900-1150°C(1,650-2,100°F) | 부식균열 저항성 |
| 2507 | 800MPa(116Ksi) | 300 ° C (572 ° 화씨) | 1350°C(2,460°F) | 우수한 염화물 부식 저항성 |
| 17-4 | 1103MPa(160Ksi) | 316 ° C (600 ° 화씨) | 1404-1440°C (2,560-2,625°F) | 우수한 내식성 |
| 15-5 | 1380MPa(200Ksi) | 316 ° C (600 ° 화씨) | 1404-1440°C (2,560-2,625°F) | 우수한 내식성 |
