스테인리스 스틸 이해: 유형과 우수한 내식성

건설업, 가정, 전력, 건축 분야에서 광범위한 응용을 가진 소재를 이야기할 때 떠오르는 소재 중 하나가 스테인리스 스틸입니다. 의심할 여지없이 스테인리스 스틸은 현대 세계에서 많은 응용을 가집니다. 하지만 사람들이 그것에 대해 모르는 것들이 많습니다. 우리는 모두 스테인리스 스틸로 만든 커틀러리가 많다고 말할 수 있습니다. 하지만 사람들이 만드는 많은 제품에 사용되는 다양한 스테인리스 스틸 유형에 대해 아는 사람은 많지 않습니다.

이 글에서는 스테인리스 스틸에 대해 알게 될 것입니다. 여기에는 다양한 스테인리스 스틸 유형, 스테인리스 스틸 구성 성분, 스테인리스 스틸이 스테인리스인 이유, 기타 사항이 포함됩니다.

스테인리스 스틸이란?

많은 분야에서 다양한 응용을 가진 흔한 금속 중 하나가 스테인리스 스틸입니다. 그런 목적에 이상적인 많은 특성을 가집니다. 예를 들어 녹이 슬지 않고 얼룩이 지지 않습니다. 스테인리스 스틸은 철에 크로뮴을 첨가하여 우연히 얻어졌습니다. 철, 강철 같은 다른 금속 및 합금과 비교할 때 다른 장점이 있습니다. 여기에서 세 가지의 특성, 관계, 차이를 알게 될 것입니다.

철(Iron)

철은 크롬 색상의 단단하고 연성 있는 금속입니다. 원자 번호 26이며 강자성 금속으로 분류됩니다. 강자성은 일부 금속이 자석처럼 작용하여 다른 금속을 끌어당기는 조건입니다.

철은 주로 적철광(hematite) 광석에서 얻습니다. 추출과 정제 공정에 따라 다양한 철 유형이 있습니다. 가장 불순한 형태인 선철(pig iron)이 있습니다. 선철에서 주철(cast iron), 단철(wrought iron) 같은 다른 유형이 나옵니다. 세 가지 차이는 존재하는 탄소 비율에 기반합니다. 단철이 세 가지 중 가장 순수한 형태입니다.

강철(Steel)

강철도 주철로부터 만들어집니다. 하지만 철에서 논의된 세 유형과 달리 강철은 합금(다른 원소의 혼합물)입니다. 철은 천연 원소이며 탄소와 결합하면 강철이 됩니다. 강철은 약 2.14% 탄소를 함유하여 철보다 더 나은 강도와 내구성을 가집니다.

스테인리스 스틸(Stainless Steel)

대부분 사람들이 아는 것과 달리 스테인리스 스틸은 단일 개체가 아닙니다. 대신 많은 것을 포괄하는 하나의 광범위한 개체입니다. 스테인리스 스틸은 최소 11% 크로뮴을 함유한 합금입니다. 이 구성 덕분에 스테인리스 스틸은 녹슬지 않고 내열성입니다. 스테인리스 스틸 유형에 따라 탄소(0.03-1.00%), 질소, 실리콘, 황, 니오븀, 몰리브덴 같은 다른 원소를 가질 수 있습니다.

스테인리스 스틸 특성

• 내식성(Corrosion Resistance)

이것이 대부분의 사람들이 제품을 만들 때 스테인리스 스틸을 사용하는 이유입니다. 부식 방지 특성은 스테인리스 스틸로 만든 제품이 더 오래 지속되게 합니다.

• 강도(Strength)

스테인리스 스틸로 만든 제품은 엄청난 인장 강도를 가집니다. 따라서 엄청난 무게를 지탱할 수 있습니다. 스테인리스 스틸 유형에 따라 더 높은 인장 강도를 가진 스테인리스 스틸을 가질 수 있어 더 많은 무게를 지탱할 수 있습니다.

• 내열성(Temperature Tolerance)

스테인리스는 유형에 따라 높은 내열성을 가집니다. 결국 녹지만 녹기 전까지 많은 열을 견딜 수 있습니다.

철, 강철, 스테인리스 스틸의 차이점

세 금속 유형의 주요 차이점은 구성, 물리적 속성, 기능입니다. 철은 원소인 반면 나머지 둘은 합금입니다. 합금이란 점을 바탕으로 강철과 스테인리스 스틸은 철에서 볼 수 없는 물리적 특성을 가집니다. 예를 들어 강철은 탄소 혼합으로 철보다 강합니다. 스테인리스 스틸은 나머지 둘에 없는 크로뮴 존재로 내열성과 녹 방지 특성을 가집니다.

금속 녹 기초

녹에 대해 우리가 익숙한 것 중 하나는 일부 금속 부분의 적갈색 변색입니다. 이 범주에 속한다면 상황에 대한 완전한 지식이 없는 것입니다. 녹이 녹색일 수도 있다는 걸 아시나요? 녹을 초래한 소재에 따라 다릅니다. 수중 기둥에 사용된 금속 부분에서 볼 수 있습니다.

녹이란 무엇이며 왜 금속이 녹슬까?

우리 모두 금속과 잘 관련되어 있으므로 거의 모든 사람이 녹을 경험해 봤습니다. 녹은 산화철로도 알려진 화합물로 금속 산화로 형성됩니다. 대부분의 사람들이 녹을 금속의 적갈색 변색으로 알지만, 염소가 있는 영역에서 금속 산화 시 녹색일 수도 있습니다. 수중 기둥에 사용된 금속 부분에서 볼 수 있습니다.

녹슬기는 불 같은 산화 공정이지만, 산소 존재 하에 불꽃 없이 더 느린 속도로 발생합니다. 철이나 그 합금 여부는 중요하지 않습니다. 철 부분이 산소에 노출되면 녹슬게 됩니다. 다른 물질이 반응 속도를 높일 수 있습니다. 예를 들어 물과 소금이 공정의 촉매 역할을 합니다.

금속 녹의 결과

녹슬기는 많은 결과를 가진 퇴화 공정입니다. 아래는 이를 초래할 조건을 제거해야 하는 이유입니다.

– 마찰 증가

적은 마찰이나 마찰이 필요 없는 건설 부품에서 금속 부분의 녹은 더 높은 마찰 수준을 초래할 수 있습니다. 따라서 금속 부분이 서로 미끄러지지 못하게 됩니다.

– 제품 품질 저하

녹은 금속을 저하시킵니다. 따라서 시간이 지남에 따라 그런 부분의 품질이 저하됩니다. 예시는 녹으로 인해 구멍이 생긴 차량 외관입니다.

– 자성 감소

철은 강자성 원소입니다. 그러나 산화철로 산화되면서 자성 특성이 상실됩니다.

– 전기 전도도 감소

철은 좋은 전기 전도 능력을 가집니다. 하지만 녹슬면 능력이 상실됩니다. 녹이 절연체이기 때문입니다.

스테인리스 스틸이 스테인리스인 이유는?

스테인리스 스틸이 강철에서, 의심할 여지없이 철에서 왔다면 왜 녹슬고 나서 얼룩이 없을까요? 철 부분을 가진 것은 관리하지 않으면 녹슬 것으로 예상됩니다. 하지만 스테인리스 스틸은 그 이름에 부응합니다. 그럼 무엇이 스테인리스 스틸을 스테인리스하게 만드나요? 이는 구성 때문입니다.

스테인리스 스틸은 크로뮴(>11%)을 함유하여 강철에 산화층(Cr₂O₃)을 형성합니다. 이 산화물은 수동층 역할을 하여 스테인리스 스틸에 녹 방지 특성과 얼룩지거나 변색되지 않는 표면을 줍니다.

스테인리스 스틸 응용 분야

스테인리스 스틸은 주로 녹 방지와 얼룩 방지 특성 기반으로 광범위한 응용을 가집니다. 아래는 주요 응용 분야들입니다.

· 주방용품

이것은 스테인리스 스틸의 가장 인기 있는 응용 분야 중 하나입니다. 거의 모든 가정에 스테인리스 스틸로 만든 커틀러리나 주방용품 세트가 최소 하나는 있습니다. 스테인리스 스틸은 쉽게 얼룩지지 않기 때문에 많은 주방용품 제조 소재로 사용됩니다. 따라서 심미성과 성능 면에서 충족시킵니다.

· 의료 장비

녹 방지와 얼룩 방지 특성 때문에 스테인리스 스틸은 의료 기기 제작에 사용됩니다. 항균성이며 많은 세척 용액과 반응하지 않아 세척과 멸균이 쉽습니다. 지혈대, 수술용 임플란트, 임시 크라운 같은 제품 제작에 사용됩니다.

· 식품 및 케이터링

스테인리스 스틸은 식품 특성에 영향을 주지 않기 때문에 식품 및 케이터링용 제품 제작에 사용됩니다. 내식성과 쉬운 세척으로 미생물을 멀리하게 하므로 이상적입니다.

· 차량

스테인리스 스틸은 녹 방지와 기타 특성으로 많은 차량의 일부가 되고 있습니다. 예를 들어 자동차와 기차 제작에 녹 방지 때문에 사용됩니다. 경량 특성과 결합하면 항공기 제조의 중요한 부분이 됩니다.

스테인리스 스틸 유형

많은 사람들이 모르지만 스테인리스 스틸에는 다양한 유형이 있습니다. 대부분의 사람들은 여러 방식으로 사용되는 단일 개체로서의 스테인리스 스틸만 익숙합니다. 하지만 이것은 그렇지 않습니다. 아래 설명된 다양한 스테인리스 스틸 유형은 구성 성분 조성을 기반으로 합니다. 주요 스테인리스 스틸 유형은 다음과 같습니다:

· 오스테나이트계 스테인리스 스틸(Austenitic Stainless Steel)

이것이 가장 흔한 스테인리스 스틸 유형입니다. 크로뮴, 질소, 몰리브덴 같은 다른 원소와 결합하면서 극도로 높은 니켈 함량을 가집니다. 오스테나이트강은 용접 가능, 내구성, 연성, 내식성입니다. 주방용품과 저장 요소 제작에 사용됩니다. 하지만 매우 비쌉니다. 흔한 오스테나이트계 스테인리스 스틸은 합금 304와 904L(N08904)입니다.

· 페라이트계 스테인리스 스틸(Ferritic Stainless Steel)

페라이트계 스테인리스 강은 다른 스테인리스 스틸 유형보다 낮은 탄소량(최대 0.10%)을 가집니다. 하지만 엄청난 양의 크로뮴과 몰리브덴을 가집니다. 이 스테인리스 강은 높은 자성을 가지며 높은 내식성을 가집니다. 따라서 그런 특성이 필요한 제품 제작에 사용됩니다. 주방 조리기구와 산업 개체가 포함됩니다. 흔한 페라이트계 스테인리스 강 합금 430과 434입니다.

· 듀플렉스 스테인리스 스틸(Duplex Stainless Steel)

듀플렉스 스테인리스 강은 페라이트계와 오스테나이트계 스테인리스 강을 결합해 나옵니다. 따라서 그들이 발산하는 특성은 두 스테인리스 강 유형에서 옵니다. 더 저렴하고 높은 내식성을 가집니다. 결과적으로 주로 해저 석유 산업에서 사용됩니다.

약간 연성과 용접성이 있어 사용할 수 있는 구성요소 수를 줄입니다. 흔한 듀플렉스 스테인리스 강은 S31803과 S32205 스테인리스 강입니다.

· 마르텐사이트계 스테인리스 스틸(Martensitic Stainless Steel)

마르텐사이트계 스테인리스 강은 페라이트계 스테인리스 강과 비슷합니다. 하지만 페라이트계와 달리 마르텐사이트계 스테인리스 강은 더 높은 탄소 비율(>1%)을 가집니다. 이 특성 덕분에 단단하고, 녹 방지, 내구성이 있으며 그런 특성이 필요한 상황에 이상적입니다. 밸브나 펌프 제작에 사용되는 것을 볼 수 있습니다. 흔한 마르텐사이트계 스테인리스 강 소재는 합금 431과 420S45입니다.

· 석출 경화계(강화) 스테인리스 스틸(Precipitation Hardening)

이 스테인리스 강 유형은 구리, 니오븀, 알루미늄 같은 원소 첨가로 매우 강합니다. 또한 표준 오스테나이트계 스테인리스 강 유형과 비교 가능한 다른 스테인리스 강 특성들을 가집니다.

결론

특성 덕분에 스테인리스 스틸은 현대 세계의 많은 면에서 큰 부분을 차지합니다. 주요 특성 중 녹 방지 특성이 철, 강철 같은 다른 금속보다 높은 입지에 놓이게 합니다. 이 글은 철, 강철, 스테인리스의 차이를 보여줍니다. 또한 다양한 스테인리스 스틸 유형과 스테인리스 스틸이 스테인리스인 이유를 알 수 있습니다.

스테인리스 스틸 사용은 다양한 유형과 가용성을 이해하는 것과 함께 옵니다. 두 특성 기반으로 3D 프린팅, CNC 가공, 판금 가공 등으로 제품 제조 시 Rapid Direct가 최선의 선택입니다. 우리와 함께하면 원활한 제조 운영, 고객 서비스, 저렴한 가격의 고품질을 경험할 기회가 있습니다.

자주 묻는 질문

스테인리스 스틸 구성 성분은?

스테인리스 스틸은 크로뮴(최소 11%), 질소, 실리콘, 황, 니오븀, 몰리브덴 등 다른 원소를 함유한 철과 탄소 합금입니다. 이 원소들은 녹 방지, 얼룩 방지 같은 특성을 책임집니다.

스테인리스 스틸 4가지 유형은?

많은 사람들에게 스테인리스 스틸은 사용되는 단일 개체입니다. 하지만 그렇지 않습니다. 주요 스테인리스 스틸 4가지 유형은 마르텐사이트계, 오스테나이트계, 듀플렉스, 페라이트계입니다. 각각 고유한 특성과 용도가 있으며 위에서 설명했습니다.