제품소개
스테인리스강 (stainless steel)
철의 최대 결점인 내식성의 부족을 개선할 목적으로 만들어진 내식용 강(鋼)의 총칭이다. 오늘날 사용되는 것은 크게 철-크로뮴계의 페라이트 스테인리스강과, 철-니켈-크로뮴계의 오스테나이트 스테인리스강으로 나뉜다. 전혀 녹슬지 않는다기보다는 보통 철강에 비해 그다지 녹슬지 않는다고 하는 것이 정확하다. 그러나 염산 등에는 크로뮴을 첨가한 산화피막에 의한 방호효과(防護效果)가 없으므로, 염산 등에 대해서는 내식성이 없다. 또한 오스테나이트강은 염소이온이 있는 환경하에서는 응력부식(應力腐蝕)이 일어나는 결점이 있다.
특징
스테인리스강이 내식성이 좋은 이유는 표면에 부동태 피막이 형성되어 있기 때문이다.
크롬에 대한 철의 비율을 변동하고 니켈, 몰리브덴, 망간, 질소와 같이 다른 요소를 첨가하여 특성범위를 넓게 할 수 있으며, 각각의 특정한 스테인리스강 강종은 특유의 기계적 물리적 성질을 가지며 국내 혹은 국제규격 또는 표준규격에 따라 생산된다.
녹에 저항하는 특징이 있는 스테인리스강은 발견 후에 다양한 용도의 방대한 범위에 적합한 성질이 있음을 알게 되었고 전방위 산업에서 다양하게 사용하고 있다.
용도
요리기구, 하드웨어, 수술기구, 만년필 닙, 산업용 재료, 그리고 자동차와 항공우주 구조물에 쓰이며, 빌딩용 건설재료, 저장 탱크 등등 내식성이 필요한 산업전반에 광범위하게 쓰인다.
스테인레스강에 첨가하는 주요원소와 그 역할
크롬 (Cr)
스테인레스강을 만드는 기본 원소로서 Fe 에 첨가시 12%이상이 되면 결정구조가 페라이트 조직으로 변한다. Cr의 함량이 증가하면 내식성이 향상됨으로 사용되는 분위기의 부식성 및 온도가 증가할수록 Cr 함량이 증가된 강종을 사용한다.
니켈(Ni)
Cr과 함께 Ni은 오스테나이트계 스테인레스강을 만드는 기본 원소로서, 8%이상 첨가시 Fe-Cr-Ni 합금의 결정구조가 오스테나이트계로 변화된다. 오스테나이트 구조를 갖는 스테인레스강은 가공성, 충격인성 및 용접성이 좋다.
탄소(C)
C는 오스테나이트 안정화 원소로서 스테인레스강에 일반적으로 0.12%까지 첨가된다. 또한, C는 Cr및 Fe와 반응하여 탄화물을 만들기 때문에 강도 및 경도를 높힐 목적으로 사용되며, 특히 마텐사이트계에서는 고경도를 얻기 위하여 0.15%의 높은 함량을 첨가하고 있다. C는 Cr과 쉽게 반응하여 Cr23C6와 같은 크롬탄화물을 만들어 석출하기 때문에 기지금속의 Cr을 고갈시켜 국부적으로 입계부식등을 유발하는 단점이 있어, 내식성이 요구되는 주요 부품에는 C의 함유량을 0.03% 이하로 낮추는 데 이러한 강종을 'L-급' 강종이라고 한다.
질소(N)
N도 기본적으로 오스테나이트 안정화 원소에 속하며, 고용도는 오스테나이트계에서 페라이트계에 비하여 상대적으로 더 높다. 그러므로 페라이트계에서 N이 Cr과 반응하여 Cr2N과 같은 크롬질화물을 형성하여 석출하는 경향이 상대적으로 높으며, 이 경우 입계부식등을 유발한다. 스테인레스 강의 Cr함량이 23%이상 되는 강종에서는 N의 함량이 증가함에 따라 공식 및 입계부식이 저하되는 경향이 있으며, 슈퍼스테인레스강에는 0.25%까지 첨가된다.
몰리브데늄(Mo)
Mo은 오스테나이트계 316강의 기본합금원소로 2~3% 첨가된다. Mo가 첨가된 316강계열의 스테인레스강은 크롬계 산화물로 구성된 부동태 피막내에 MoO2와 같은 몰리브데늄계 산화물이 고용되어 매우 치밀하고 소지금속과 밀착성이 좋은 부동태 피막을 형성하여 공식(pitting) 및 틈새부식(crevice corrosion) 저항성이 우수하다. Mo이 첨가된 스테인레스강은 소금과 같은 염분이 함유된 분위기에 노출되면 부동태피막에 CrCl3와 같은 염화물의 고용도를 저하하여 공식을 방지한다고 알려져 있다.
티타늄(Ti)
Ti은 C와의 친화력이 Cr보다 더 높기 때문에 스테인레스강에 첨가되면 TiC와 같은 탄화물을 형성하기 때문에 '탄소 안정화 원소'라고 한다. Ti 첨가에 의하여 안정화된 스테인레스강은 용접시 고온에 노출될 때 Cr 탄화물 형성에 의한 입계부식 혹은 예민화 현상(sensitization)등이 일어나지 않는다.
나이오븀(Nb
Nb도 Ti과 같이 탄소 안정화 원소로 스테인레스강에 첨가되어 안정한 Nb탄화물을 형성하여 고온에 노출시 발생가능한 Cr탄화물 형성을 방지한다.
기계적 성질
화학성분표
| 표1 | 표4 | 표3 | 표2 |
| 1 | 텍스트 | 텍스트 | 텍스트 |
| 2 | 텍스트 | 텍스트 | 텍스트 |
| 3 | 텍스트 | 텍스트 | 텍스트 |
