스테인리스강의 다섯 가지 계열

하나의 정의, 다섯 가지 조직

강은 최소 약 10.5% chromium을 함유할 때 스테인리스로 분류되며, 이는 표면을 보호하는 얇은 산화크롬 피막을 형성하기에 충분한 양입니다. 이 공통된 뿌리를 넘어, 주로 니켈과 크롬의 균형에 의해 정해지는 결정 구조가 스테인리스강을 다섯 가지 계열로 나눕니다.

계열	조직	자성 여부	대표 강종	특징
오스테나이트계	면심입방	아니오 (어닐링 상태)	304, 316, 321	전반적인 내식성과 성형성이 가장 우수함
페라이트계	체심입방	예	430, 409	니켈 없음, 낮은 비용
마르텐사이트계	경화 가능, 담금질 시 정방정	예	410, 420, 440C	열처리에 의한 경도
듀플렉스계	대략 절반의 오스테나이트, 절반의 페라이트	예	2205, 2507	고강도, 염화물 저항성
석출경화계	마르텐사이트 또는 오스테나이트 모재 + 시효	대개 예	17-4PH (630)	저온 시효로 얻는 매우 높은 강도

오스테나이트계 — 기본이 되는 계열

304와 316 강종이 생산되는 전체 스테인리스의 대부분을 차지합니다. 성형과 용접이 쉽고, 극저온까지 인성을 유지하며, 316의 몰리브덴은 해양 및 화학 용도에 대한 공식 저항성을 더합니다. 열처리로는 경화시킬 수 없고, 냉간 가공으로만 경화됩니다. 약점은 중간 수준의 강도, 고온에서 염화물 응력부식균열에 취약한 점, 그리고 니켈과 몰리브덴 시장을 따라가는 가격입니다. 어닐링 상태에서는 비자성이지만, 심한 냉간 가공을 하면 약간 자성을 띨 수 있습니다.

페라이트계 — 경제적인 계열

크롬을 함유하지만 니켈은 사실상 없는 페라이트계는, 430(장식용, 가전제품)이나 409(배기 시스템)와 같이 비용이 적게 들고 응력부식균열에 잘 견딥니다. 한계는 인성과 용접성입니다. 용접부의 결정립 조대화와 낮은 연성 때문에 대부분 더 얇은 단면과 중간 수준의 부식 환경으로 용도가 제한됩니다.

마르텐사이트계 — 경화 가능한 계열

410, 420, 440C와 같은 강종은 내식성을 경도와 맞바꿉니다. 담금질과 템퍼링을 거친 이 강종은 식기류, 밸브 부품, 샤프트, 수술 기구에 사용됩니다. 내식성은 계열 중 가장 낮습니다. 즉, 304와 비교해서가 아니라 탄소강과 비교해서 “스테인리스”인 것입니다.

듀플렉스계 — 강도와 염화물

2205와 같은 듀플렉스 강종은 304의 대략 두 배에 달하는 항복 강도와 함께 염화물 공식 및 응력부식균열에 대한 강한 저항성을 제공합니다. 이 조합 덕분에 석유와 가스, 담수화, 화학제품 운반선 분야에서 표준이 되었습니다. 제작에는 더 세심한 주의(입열 관리)가 필요하고, 사용 온도는 취화 메커니즘 때문에 일반적으로 약 300 °C 미만으로 제한됩니다.

석출경화계 — 강도 전문 계열

17-4PH와 그 유사 강종은 연한 상태로 가공한 뒤 수백 도에서 시효하여 강화상을 석출시키며, 샤프트, 기어, 항공우주 및 해양 하드웨어용으로 매우 높은 강도에 도달합니다.

자석 시험에 대한 주의

“스테인리스는 비자성이다”라는 말은 매주 수입 검사를 오도하는 잘못된 믿음입니다. 자성은 품질이 아니라 결정 구조를 따릅니다. 다섯 계열 중 세 개 반이 자성을 띠고, 오스테나이트계 강종조차 냉간 가공 후에는 약간 자성을 띨 수 있습니다. 강종을 확인할 때는 자석이 아니라 PMI 시험을 사용하십시오.