스테인레스강의 특성 및 선택

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스테인레스강의 특성 및 선택


1. 스테인레스강이란?

스테인레스강은 철(Fe)에 상당량의 크롬(Cr) (보통 12% 이상)을 넣어서 녹이 잘 슬지 않도록 만들어진 강입니다.

필요에 따라 탄소(C), 니켈(Ni), 규소(Si), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo) 등을 소량씩 포함하고 있는 복잡한 성분을

가지고 있는 합금강이라고 볼 수 있습니다.


철(Fe)을 주성분으로 하면서도 보통 강이 가지고 있지 않는 여러가지 특성들을 가지고 있습니다.


① 표면이 깨끗하고 윤이 남

② 녹이 잘 슬지 않음

③ 열에 견디기 좋음

④ 외부 충격에 대해 강함


위의 내용들만 보더라도 대단히 우수한 특성을 갖추고 있습니다.

그러나 크롬(Cr) 및 기타 성분의 함유량에 따라서 기계적 성질, 열처리 특성 등에 현저한 변화가 있으며, 

녹이 슬지 않는 정도에도 큰 차이가 있습니다.

현재 사용되고 있는 여러가지 스테인레스강을 금속조직상 크게 분류를 하면 아래 표와 같습니다.


주성분에 의한 분류

금속조직상으로

본 분류

구 분

명 칭

대표적인 강종

구강종

조 성

크롬계

13Cr 계

STS 410

-

13% Cr

마르텐사이트 계

18Cr 계

STS 430

24종

18% Cr

훼라이트 계

크롬-니켈계

18Cr-8Ni 계

STS 304

27종

18% Cr - 8%Ni

오스테나이트 계

STS 316

32종

18% Cr - 8% Ni - 2.5% Mo

16Cr-7Ni-1Al

STS 631

-

16% Cr - 7% Ni - 1% Al

석출경화형


강종특성

STS 410 

(13% Cr)

STS 430 

(18% Cr)

STS 304 - STS 316

(18% Cr - 8% Ni)

STS 631

(16% Cr - 7% Ni - 1% Al)

자성

있음

있음

없음

(단, 냉간가공 후

다소 자성이 있음)

없음

(단, 열처리 경화 후

자성이 있음)

녹발생여부

발생하는 경우가 있음

옥내에서는 녹 발생이

거의 없으나 옥외사용

시 다소 문제가 있음

뛰어난 내식성을

가지고 있음

뛰어난 내식성을

가지고 있음

충격, 신장

18% Cr - 8% Ni 비해

떨어짐

18% Cr - 8% Ni 비해

떨어짐

극히 양호하며

성형성이 풍부함

열처리 경화 후 높은 경도와

강도를 갖음

열팽창

보통강과 거의 동일

보통강과 거의 동일

보통강의 약 1.5배

보통강과 거의 동일

열전도도

보통강의 1/2배

보통강의 1/2배

보통강의 1/3배

보통강의 1/3배

열처리 경화성

있음

없음

없음

있음


2. 스테인레스강의 일반적인 특성

 

① 표면이 아름다우며, 표면가공이 다종, 다양합니다.

    스테인레스강은 표면이 아름다우며, 청결감이 좋아 안정된 분위기를 느끼게 하며 또한 그 표면처리 가공은

    거울면 상태로 부터 무광택, Hair Line, Etching(부식에 의한 무늬), Embossing(Roll에 의한 무늬), 화학착색 등

    다종 다양의 표면가공이 가능합니다.


② 내식성이 우수합니다.

    보통강(Mild Steel)의 최대 결점인 부식되기 쉬운 점을 해결한 것으로 보통강에 비해 수천 배 이상의 내식성이 있어

    내식성을 필요로 하는 용도에 아주 적합한 재료로 이용되고 있습니다.


③ 내마모성이 높습니다. (기계적 성질이 양호)

    스테인레스강은 오랜 시간동안 옥외에서 사용해도 마모가 매우 적으며, 또 인위적으로 마모를 일으키는 빌딩의

    외측, Door의 손잡이, 샤시 등에 가장 적합한 재료 입니다.


④ 강도가 큽니다.

    스테인레스강은 다른 금속에 비해 항장력이 매우 크며 박판으로 가공할 수 있기 때문에 매우 경제적입니다.


⑤ 내화, 내열성이 큽니다. (고온강도)

    ⓐ 용융온도

        알루미늄이 659℃ 에서 용해되는데 비해 스테인레스강의 용융온도는 1427~1510℃ (18% Cr),

        1400~1454℃ (18%Cr - 8% Ni) 이므로, 고온에서 견딜 수 있습니다. 따라서 화재가 일어나도 내화성을

        충분히 발휘 할 수 있으며, 화재 발생 시 그 최고 내열온도는 900℃에 달합니다.

    ⓑ 내산화성이 큽니다.

        스테인레스강은 800~850℃까지는 거의 산화되지 않기 때문에 화재가 일어나거나 오물이 묻는 경우에는

        재 연마 하는 정도로써 본연의 광택을 찾을 수 있습니다.

    ⓒ 고온강도

        고온에 있어서 강도가 높아 보통강(Mild Steel)과 같이 500℃를 넘어서도 휘어지는 일이 없습니다.


⑥ 가공성이 뛰어납니다.

    절단(Shearing), 구부림(Bending), 압축(Press) 등이 가공이 용이하며, 각종 접합도 용이하게 할 수 있습니다.

 

⑦ 경제적입니다.

    스테인레스강은 내식성과 광택이 있는 미관을 유지하므로 페인팅의 필요성이 없습니다.

    다른 여타 금속들은 그 사용 장소에 따라 미관의 유지등을 이유로 수차례 걸쳐 페인팅을 하지 않으면

    안되므로 상당한 유지비가 필요합니다. 또 스테인레스강은 내식성이 우수하므로 당연히 타금속 보다도

    수명이 깁니다. 따라서 스테인레스강은 설치 당시의 Cost만을 비교하지 말고 긴 안목으로 본 경우 경제적

    이라 할 수 있습니다.


⑧ 청소성이 좋습니다. (유지비가 적게 듬)

    스테인레스강의 청소는 유리와 마찬가지로 매우 간단히 할 수 있으므로 건축물의 경우 청소비가 경감됩니다.


3. 스테인레스강의 선택

   스테인레스강은 내식성, 내열성, 내저온성 때문에 또는 강도, 연성, 외관, 가공성, 기타 바람직한 제반 성질로 인해

   광범위한 용도에 사용되어지고 있습니다. 그러나 특별한 용도에 대하여 어떤 강종을 선택하느냐 하는 문제는

   근본적으로 강의 성질을 평가하는 문제로 되어 있습니다. 따라서 요구되어지는 제반 성질과 제품의 성능과의 경제성을

   검토한 후에 강종을 선택해야만 합니다. 구체적인 사항은 제조 공급자 측에 상담을 하고 주문하는 것이 좋습니다.

   

   ① 강종의 선택방법

       스테인레스강의 강종 선택은 제품의 목적에 대해 검토되어야 할 사항이 많이 있으나 여기에는 사용상으로

       본 각 강종의 성질을 비교하기 위해 1항, 2항, 3항의 강종별 성분, 용도, 가공성, 내식성 및 스테인레스강 계통도를

       참고적으로 제시하였습니다. 일반적으로 STS 304 (18%Cr - 8% Ni), STS 316 (18%Cr - 8%Ni - 2%Mo), 

       STS 430 (18% Cr)이 가장 많이 사용되며, 소입용에는 STS 420J1, 420J2 등 Spring 용(고강도)에는 STS 301 

       등이 사용되어지며, 경우에 따라서는 STS 304 로 대체 사용되는 경우도 있습니다. 기타 강종은 특수한 경우에만 

       사용 되어집니다.


   ② 주문시 참고사항

       스테인레스강판을 주문하는 경우 규격은 가능한한 KS, 부득이한 경우 JIS, AISI 을 사용함으로서 사용자와 

       제조공급자 쌍방간에 서로 편리하며 또한 착오를 일으키지 않습니다. 단위는 메타법 (특히 mm 또는 kg)을 

       사용합니다.

       만약 KS (또는 JIS, AISI) 이외의 규격을 지정하는 경우에는 제조 공급자에게 충분히 설명하여 해당되는 강종을 

       명확하게 할 필요가 있습니다.


4. 제조공급자에게 요구하는 필요항목

① 용 도

    사용처가 어디인지를 명시해 주는 것은 제조공급자가 적당한 소재 공급이 될 수 있도록 하는 방법입니다.

    제조자는 용도, 가공방법 등에 따라 제조 공정의 선택 및 관리를 할 수 있습니다.

② 강 종

    KS (JIS, AISI) 규격에 명시된 강종을 요구하도록 하고 부득이한 경우 유사성분에 가까운 강종을 제시하는 것이 

    좋습니다.

③ 표면상태

    스테인레스강판은 여러 가지 표면상태가 있으며, 제품의 용도 및 가공방법에 따라 결정되는 것으로 되어 있습니다.

    이것도 KS (JIS, AISI) 규격에 명시가 되어 있으나 그 외에도 특수한 표면상태도 있습니다.

④ 치 수 (형상, SIZE)

    Coil의 경우는 두께 x 폭, 판의 경우는 두께 x 폭 x 길이로 표시하고 단위는 mm 로 합니다. 부득이한 경우 인치를 

    사용할 경우에는 mm의 환산치를 동시에 제시해 주는 것이 착오를 방지하기 위해 바람직한 일이며 가급적 표준 SIZE를

    선택하는 것이 경제적으로 유리합니다. 치수 허용차도 +. - 의 절대치를 명시해 주는 것이 좋습니다.

⑤ 기계적 성질

    KS 에 없는 규격은 제조공급자와 협의 하는 것이 바람직하며, 제품 자체에 어느 정도의 기복이 있기 때문에

    규격에도 어느 정도의 허용치 범위를 가지고 있습니다.

⑥ 단 중

    Coil 은 1 Coil의 중량, 판은 1 Box의 중량으로서 표시하고 운반상, 작업상, 필요가 있으면 제조 공급자와 상담하는 것이

    바람직 합니다.

⑦ 포장표시법

    특히 희망하는 사항이 있으면 제조 공급자와 협의토록 합니다.

⑧ 납 기

    주문 전에 적절한 납기를 제조 공급자와 협의토록 합니다.

⑨ 부분적 결함

    스테인레스 강판은 사용상 유해한 결함이 없는 것이 바람직하나, 강판의 특성상 부분적 결함이 있어도 반드시 제거하지

    않아도 무방한 경우가 있습니다. 따라서 결함의 한도에 대해서는 제조 공급자와 협의토록 합니다.

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