스테인리스 종류, 스테인리스 숫자, 스테인리스 스틸 등급, 스테인리스 제조 과정

스테인리스 종류

스테인리스 스틸은 다양한 등급과 유형으로 나뉘며, 각기 다른 특성과 용도로 사용됩니다. 주요 스테인리스 스틸의 종류와 그 특징은 다음과 같습니다.

오스테나이트 스테인리스 스틸 (Austenitic Stainless Steel)
- 가장 일반적인 유형으로, 높은 내식성과 용접성을 가지고 있습니다.
- 비자성(자성을 띠지 않음).
- 대표적인 등급: 304, 316.
- 용도: 주방 기기, 식품 산업 장비, 화학 처리 장비.
페라이트 스테인리스 스틸 (Ferritic Stainless Steel)
- 중간 정도의 내식성을 가지며, 자성이 있습니다.
- 탄소 함량이 낮아 열처리 후에도 안정적인 구조를 유지합니다.
- 대표적인 등급: 430, 409.
- 용도: 자동차 배기 시스템, 가전 제품 내부 부품.
마르텐사이트 스테인리스 스틸 (Martensitic Stainless Steel)
- 높은 강도와 경도를 가지며, 자성이 있습니다.
- 내식성은 다소 낮지만, 열처리를 통해 강화할 수 있습니다.
- 대표적인 등급: 410, 420, 440C.
- 용도: 칼날, 의료 기기, 터빈 블레이드.
이중상 스테인리스 스틸 (Duplex Stainless Steel)
- 오스테나이트와 페라이트 구조를 모두 포함하고 있어, 높은 강도와 우수한 내식성을 가집니다.
- 염소이온에 대한 내성이 뛰어납니다.
- 대표적인 등급: 2205, 2507.
- 용도: 해양 환경, 석유 및 가스 산업.
석출 경화 스테인리스 스틸 (Precipitation Hardening Stainless Steel)
- 고강도와 경도를 가지며, 우수한 기계적 성질을 제공합니다.
- 열처리를 통해 더욱 강화할 수 있습니다.
- 대표적인 등급: 17-4PH, 15-5PH.
- 용도: 항공우주 부품, 고강도 기계 부품.

각 스테인리스 별 구체적인 설명은 스테인리스 스틸 등급을 소개 한 후 알려드리겠습니다.

스테인리스 숫자, 스테인리스 스틸 등급

스테인리스 스틸 등급의 숫자는 주로 미국 철강 협회(AISI, American Iron and Steel Institute)에서 지정한 숫자 체계를 따릅니다. 이 숫자는 스테인리스 스틸의 화학적 조성과 성질을 나타내는 데 사용됩니다. 주요 스테인리스 스틸 등급의 숫자와 그 특징은 다음과 같습니다.

300계 시리즈 (오스테나이트 스테인리스 스틸)
- 304: 가장 널리 사용되는 스테인리스 스틸. 내식성이 좋고 용접성과 가공성이 우수합니다. 주방 기기, 식품 산업 장비 등에 사용.
- 316: 304보다 더 높은 내식성을 가지고 있으며, 특히 염소이온 환경에서 우수합니다. 화학 처리 장비, 해양 환경에서 사용.
400계 시리즈 (페라이트 및 마르텐사이트 스테인리스 스틸)
- 410: 높은 강도와 경도를 가지며, 내식성은 다소 낮습니다. 칼날, 의료 기기 등에 사용.
- 420: 410보다 더 높은 강도와 경도를 가지며, 주로 칼날, 공구 등에 사용.
- 430: 내식성이 좋고 가공성이 우수하며, 자성을 띱니다. 가전 제품 내부 부품, 자동차 배기 시스템에 사용.
- 440C: 매우 높은 강도와 경도를 가지며, 내식성도 어느 정도 있습니다. 고성능 칼날, 베어링 등에 사용.
듀플렉스 스테인리스 스틸
- 2205: 오스테나이트와 페라이트 구조를 혼합하여 높은 강도와 내식성을 제공합니다. 해양 환경, 석유 및 가스 산업에 사용.
- 2507: 2205보다 더 높은 내식성과 강도를 가지며, 매우 가혹한 환경에서 사용됩니다.
석출 경화 스테인리스 스틸
- 17-4PH: 높은 강도와 경도를 가지며, 열처리를 통해 더욱 강화할 수 있습니다. 항공우주 부품, 고강도 기계 부품에 사용.
- 15-5PH: 17-4PH와 유사한 특성을 가지지만, 더 높은 인성을 제공합니다.

오스테나이트 스테인리스 스틸 (Austenitic Stainless Steel)

오스테나이트 스테인리스 스틸(Austenitic Stainless Steel)은 가장 널리 사용되는 스테인리스 스틸 종류로, 주로 높은 내식성과 우수한 기계적 특성, 그리고 비자성(자성을 띠지 않음)으로 알려져 있습니다.

주요 특징

내식성: 오스테나이트 스테인리스 스틸은 크롬과 니켈의 함량이 높아 우수한 내식성을 가집니다. 특히 염화물 환경에서도 탁월한 내식성을 보입니다.
비자성: 자성을 띠지 않으며, 이는 자성 제품이 요구되지 않는 곳에서 유리합니다.
용접성: 용접성이 뛰어나며, 용접 후에도 열처리가 필요하지 않습니다.
가공성: 냉간 가공 및 열간 가공이 용이합니다.
강도 및 연성: 우수한 강도와 연성을 가지고 있어 다양한 산업용도로 사용됩니다.

주요 등급

304 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 18-20% 크롬, 8-10.5% 니켈
- 특징: 가장 널리 사용되는 스테인리스 스틸 등급으로, 우수한 내식성과 가공성을 가집니다.
- 용도: 주방 기기, 식품 산업 장비, 건축 자재, 가전 제품.
316 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 16-18% 크롬, 10-14% 니켈, 2-3% 몰리브데넘
- 특징: 304 등급보다 높은 내식성을 가지며, 특히 염소이온 환경에서 우수합니다.
- 용도: 화학 처리 장비, 해양 환경, 의료 기기, 제약 산업.
321 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 17-19% 크롬, 9-12% 니켈, 소량의 티타늄
- 특징: 티타늄이 첨가되어 800-1500°F (427-816°C) 범위에서 입계 부식 저항이 우수합니다.
- 용도: 고온 환경의 항공 및 자동차 부품, 화학 처리 장비.
304L 및 316L 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 저탄소 버전의 304 및 316 등급
- 특징: 낮은 탄소 함량으로 인해 용접 후 입계 부식에 대한 저항성이 향상됨.
- 용도: 용접이 많이 필요한 구조물, 화학 및 석유화학 플랜트.

주요 용도

식품 및 음료 산업: 높은 위생 기준이 요구되는 곳에서 사용됩니다.
의료 기기: 내식성과 비자성 특성으로 인해 의료 기기에 적합합니다.
화학 처리 장비: 다양한 화학 물질에 대한 저항성이 뛰어나 화학 공정에 사용됩니다.
해양 환경: 염분에 대한 내식성으로 인해 해양 구조물, 선박, 해양 플랜트 등에 사용됩니다.
가전 제품: 내구성과 미려한 외관으로 인해 다양한 가전 제품의 외장재로 사용됩니다.

페라이트 스테인리스 스틸 (Ferritic Stainless Steel)

페라이트 스테인리스 스틸(Ferritic Stainless Steel)은 주로 크롬을 주요 합금 원소로 하고 있으며, 일반적으로 탄소 함량이 낮고 자성을 띠는 스테인리스 스틸입니다. 주된 특징과 주요 등급은 다음과 같습니다.

주요 특징

내식성: 페라이트 스테인리스 스틸은 크롬 함량이 높아 내식성이 좋지만, 오스테나이트 스테인리스 스틸보다는 다소 낮습니다.
자성: 자성을 띠며, 이는 오스테나이트 스테인리스 스틸과의 주요 차이점 중 하나입니다.
저탄소 함량: 탄소 함량이 낮아 용접 후 입계 부식에 대한 저항성이 뛰어납니다.
고온 산화 저항성: 비교적 높은 온도에서도 산화에 대한 저항성을 가지고 있습니다.
열처리 불필요: 열처리를 통해 강도를 높이지 않으며, 기본적으로 강도가 높은 편입니다.

주요 등급

430 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 16-18% 크롬, 0.12% 이하의 탄소
- 특징: 가장 널리 사용되는 페라이트 스테인리스 스틸로, 좋은 내식성과 적당한 기계적 성질을 가집니다.
- 용도: 자동차 배기 시스템, 가전 제품 내부 부품, 주방 기기.
409 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 10.5-11.75% 크롬, 0.08% 이하의 탄소
- 특징: 저가의 크롬 스테인리스로, 주로 자동차 배기 시스템에 사용됩니다.
- 용도: 자동차 배기 시스템, 배기관, 산업용 가열기.
446 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 23-27% 크롬, 0.20% 이하의 탄소
- 특징: 매우 높은 내식성과 고온 산화 저항성을 가지고 있습니다.
- 용도: 고온 환경의 연소기, 보일러 부품, 해양 구조물.
430F 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 430 등급의 개선 버전으로, 가공성이 향상된 등급.
- 특징: 우수한 기계 가공성과 적절한 내식성.
- 용도: 나사, 볼트, 기타 가공 부품.

주요 용도

자동차 산업: 페라이트 스테인리스 스틸은 자성을 띠며 높은 강도를 가지기 때문에 자동차 배기 시스템, 배기관 등에 사용됩니다.
가전 제품: 자성을 띠며, 내식성이 비교적 우수하여 가전 제품의 내부 부품으로 사용됩니다.
산업용 장비: 고온 환경에서도 안정된 성질을 유지하기 때문에 산업용 가열기, 보일러 부품 등에도 사용됩니다.
건축 자재: 내식성과 강도를 이유로 건축 자재로 사용됩니다.

마르텐사이트 스테인리스 스틸 (Martensitic Stainless Steel)

마르텐사이트 스테인리스 스틸(Martensitic Stainless Steel)은 높은 강도와 경도, 그리고 적당한 내식성을 특징으로 하는 스테인리스 스틸의 한 종류입니다. 탄소 함량이 높아 열처리를 통해 경도와 강도를 크게 향상시킬 수 있으며, 자성을 띠는 특징이 있습니다. 주요 특징과 주요 등급은 다음과 같습니다.

주요 특징

높은 강도와 경도: 열처리를 통해 높은 강도와 경도를 얻을 수 있습니다.
자성: 자성을 띠고 있어 자성 제품이 요구되는 곳에서 유리합니다.
내식성: 내식성이 다소 낮지만, 특정 등급은 적당한 내식성을 가집니다.
열처리 가능성: 열처리를 통해 기계적 성질을 크게 향상시킬 수 있습니다.
가공성: 경도가 높아 가공이 어려울 수 있지만, 열처리 전후의 가공이 가능합니다.

주요 등급

410 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 11.5-13.5% 크롬, 0.15% 이하의 탄소
- 특징: 기본적인 마르텐사이트 스테인리스 스틸로, 열처리를 통해 강도와 경도를 높일 수 있습니다.
- 용도: 칼날, 의료 기기, 터빈 블레이드.
420 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 12-14% 크롬, 0.15-0.40% 탄소
- 특징: 410 등급보다 더 높은 탄소 함량으로 인해 경도와 강도가 우수합니다.
- 용도: 고급 칼날, 수술용 기구, 측정 기기.
440C 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 16-18% 크롬, 0.95-1.20% 탄소
- 특징: 매우 높은 탄소 함량으로 인해 최고 수준의 경도와 강도를 가지며, 내식성도 어느 정도 갖추고 있습니다.
- 용도: 고성능 베어링, 공구, 고강도 칼날.
431 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 15-17% 크롬, 1.25-2.50% 니켈, 0.20% 이하의 탄소
- 특징: 니켈 함량이 추가되어 강도와 내식성이 향상되었습니다.
- 용도: 항공기 부품, 나사, 볼트.

주요 용도

칼날 및 도구: 높은 강도와 경도를 요구하는 칼날, 가위, 공구 등에 사용됩니다.
의료 기기: 의료용 가위, 수술용 기구 등과 같은 정밀 기기에 사용됩니다.
터빈 및 엔진 부품: 높은 강도와 내열성이 요구되는 터빈 블레이드, 엔진 부품 등에 사용됩니다.
베어링 및 공구: 고성능 베어링, 볼트, 나사와 같은 고강도 부품에 사용됩니다.

이중상 스테인리스 스틸 (Duplex Stainless Steel)

이중상 스테인리스 스틸(Duplex Stainless Steel)은 오스테나이트와 페라이트 구조를 모두 포함하고 있는 스테인리스 스틸로, 높은 강도와 우수한 내식성을 제공합니다. 이 구조적인 특징 덕분에 다양한 환경에서의 적용성이 매우 높습니다. 주요 특징과 주요 등급은 다음과 같습니다.

주요 특징

높은 강도: 오스테나이트와 페라이트 구조를 혼합하여 다른 스테인리스 스틸보다 더 높은 강도를 제공합니다.
우수한 내식성: 특히 염소이온과 같은 부식 환경에서 뛰어난 내식성을 보입니다.
내균열성: 응력 부식 균열에 대한 저항성이 뛰어납니다.
비자성: 자성이 없거나 매우 약합니다.
용접성: 용접성이 좋으며, 열처리 없이도 용접 후에도 강도를 유지합니다.

주요 등급

2205 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 22% 크롬, 5-6% 니켈, 3% 몰리브데넘
- 특징: 가장 널리 사용되는 이중상 스테인리스 스틸로, 높은 내식성과 강도를 제공합니다.
- 용도: 화학 처리 장비, 해양 구조물, 석유 및 가스 산업.
2507 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 25% 크롬, 7% 니켈, 4% 몰리브데넘
- 특징: 2205보다 더 높은 내식성과 강도를 가지며, 매우 가혹한 환경에서 사용됩니다.
- 용도: 해양 환경, 화학 공정 산업, 해양 플랜트.
2304 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 23% 크롬, 4% 니켈, 0.1% 이하의 몰리브데넘
- 특징: 적당한 강도와 내식성을 가지며, 비용 효율적인 등급.
- 용도: 물 처리 시스템, 저장 탱크, 건축 자재.
2101 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 21% 크롬, 1.5% 니켈, 0.3% 질소
- 특징: 낮은 니켈 함량으로 경제적이며, 적당한 내식성과 강도를 제공.
- 용도: 건축 자재, 교량, 구조용 부재.

주요 용도

화학 및 석유화학 산업: 높은 내식성과 강도로 인해 화학 처리 장비, 저장 탱크 등에 사용됩니다.
해양 환경: 염분에 대한 높은 내식성으로 인해 해양 구조물, 선박, 해양 플랜트 등에 사용됩니다.
석유 및 가스 산업: 높은 강도와 내식성으로 인해 석유 및 가스 파이프라인, 해양 플랜트 등에 사용됩니다.
건축 및 토목 공사: 강도와 내식성 덕분에 교량, 건축 자재, 구조용 부재 등에 사용됩니다.
물 처리 시스템: 내식성과 강도가 요구되는 물 처리 시스템 및 설비에 사용됩니다.

석출 경화 스테인리스 스틸 (Precipitation Hardening Stainless Steel)

을 제공하기 위해 특수 열처리 과정을 거치는 스테인리스 스틸입니다. 이 스테인리스 스틸은 높은 강도와 경도를 가지며, 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 주요 특징과 주요 등급은 다음과 같습니다.

주요 특징

고강도 및 고경도: 열처리 과정을 통해 높은 강도와 경도를 얻을 수 있습니다.
내식성: 적당한 내식성을 가지며, 일부 등급은 매우 우수한 내식성을 제공합니다.
우수한 기계적 성질: 열처리 후에도 우수한 기계적 성질을 유지합니다.
가공성: 열처리 전후의 가공성이 우수하여 다양한 형태로 제조할 수 있습니다.
비자성: 대부분의 석출 경화 스테인리스 스틸은 비자성을 띠지만, 일부 등급은 자성을 가질 수 있습니다.

주요 등급

17-4PH 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 17% 크롬, 4% 니켈, 3-5% 구리
- 특징: 가장 널리 사용되는 석출 경화 스테인리스 스틸로, 높은 강도와 내식성을 제공합니다.
- 용도: 항공우주 부품, 화학 처리 장비, 기계 부품.
15-5PH 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 15% 크롬, 5% 니켈, 3-5% 구리
- 특징: 17-4PH와 유사하지만, 더 높은 인성과 연성을 제공합니다.
- 용도: 항공기 부품, 의료 기기, 해양 장비.
13-8PH 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 13% 크롬, 8% 니켈, 2% 몰리브데넘
- 특징: 높은 강도와 내식성을 가지며, 균일한 성질을 제공합니다.
- 용도: 항공우주 부품, 석유 및 가스 산업, 고강도 기계 부품.
17-7PH 스테인리스 스틸
- 화학 조성: 약 17% 크롬, 7% 니켈, 1% 알루미늄
- 특징: 우수한 내식성과 고온 강도를 제공합니다.
- 용도: 항공기 부품, 스프링, 고온 환경 부품.

주요 용도

항공우주 산업: 높은 강도와 경도, 그리고 우수한 내식성 덕분에 항공기 부품, 엔진 부품 등에 사용됩니다.
화학 처리 장비: 다양한 화학 물질에 대한 내식성이 우수하여 화학 공정 장비에 사용됩니다.
의료 기기: 내식성과 고강도가 요구되는 의료 기기, 수술 도구 등에 사용됩니다.
해양 장비: 해양 환경의 부식에 강하여 해양 구조물, 장비 등에 사용됩니다.
기계 부품: 고강도와 경도가 필요한 기계 부품, 스프링 등에 사용됩니다.

스테인리스 제조 과정

스테인리스 스틸의 제조 과정은 철광석에서 최종 제품에 이르기까지 여러 단계로 이루어져 있습니다. 이 과정은 철강 산업의 중요한 부분이며, 각 단계에서 높은 품질의 제품을 생산하기 위해 정밀한 관리가 필요합니다. 다음은 스테인리스 스틸의 주요 제조 과정을 설명한 것입니다.

1. 원재료 준비

철광석, 크롬, 니켈 등의 원재료가 준비됩니다. 이 외에도 몰리브데넘, 티타늄, 망간, 규소 등이 사용될 수 있습니다.
고철도 재활용 원료로 사용됩니다.

2. 용해 및 정련

전기로(Electric Arc Furnace, EAF): 준비된 원재료는 전기로에서 녹여집니다. 고철을 주로 사용하여 철을 녹이고, 전기 아크를 이용해 높은 온도를 유지합니다.
산소 전로(Basic Oxygen Furnace, BOF): 산소 전로를 통해 불순물을 제거하고, 탄소 함량을 조절합니다.
탈산 및 정련 과정: 스테인리스 스틸의 품질을 높이기 위해 산소, 황, 인 등의 불순물을 제거합니다. 이를 위해 진공 탈가스(Vacuum Degassing)나 AOD(Aargon Oxygen Decarburization)와 같은 기술이 사용됩니다.

3. 합금 첨가 및 화학 조성 조정

철강 용탕에 크롬, 니켈, 몰리브데넘 등의 합금 원소를 추가하여 스테인리스 스틸의 원하는 화학 조성을 만듭니다.
화학 조성은 각 스테인리스 등급의 성질을 결정하는 중요한 요소입니다.

4. 연속 주조 및 슬래브 제조

연속 주조(Continuous Casting): 용융된 금속은 연속 주조 공정을 통해 슬래브(slab), 블룸(bloom), 빌렛(billet) 등의 형태로 주조됩니다.
슬래브 냉각: 주조된 슬래브는 천천히 냉각됩니다.

5. 열간 압연

열간 압연(Hot Rolling): 냉각된 슬래브는 고온에서 압연되어 얇은 판재나 스트립으로 만듭니다. 이 과정은 재료의 두께를 줄이고, 기계적 성질을 향상시킵니다.
용접 및 절단: 필요한 형태로 자르고, 용접하여 연속적인 스트립을 만듭니다.

6. 냉간 압연 및 열처리

냉간 압연(Cold Rolling): 열간 압연된 스테인리스는 다시 냉간 압연되어 더욱 얇고 균일한 두께로 가공됩니다.
열처리(Annealing): 냉간 압연 후 열처리를 통해 재료의 내부 응력 제거 및 연성을 회복합니다. 이 과정은 산소를 차단한 상태에서 이루어집니다.

7. 표면 처리 및 마감

산세(Pickling): 표면의 산화물을 제거하기 위해 산세 처리를 합니다.
연마 및 마감(Polishing and Finishing): 다양한 표면 마감 처리를 통해 제품의 외관을 향상시키고, 필요한 경우 표면을 연마하여 매끄럽게 만듭니다.
패시베이션(Passivation): 스테인리스 스틸의 내식성을 향상시키기 위해 표면을 산화층으로 덮는 과정입니다.