JIS G4304 SUS304J2 용체처리 스테인리스강 물성 - 고망간 저니켈 오스테나이트강
SUS304J2 개요 - 극한 니켈 절감형 JIS 독자 강종
JIS G4304 SUS304J2는 SUS304J1보다 니켈을 더욱 낮추고(1.0~3.0%), 망간을 대폭 증량(6.0~9.0%)하여 오스테나이트 조직을 유지한 초절약형 강종입니다. 질소도 0.15~0.30%로 높여 강도를 보상합니다. 용체처리 상태에서 SUS304 대비 현저히 낮은 항복강도지만 높은 가공경화율로 성형 후 강도 확보가 가능합니다.
화학 성분 (JIS G4304 기준)
| 원소 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | N |
| 기준치 |
≤0.08% |
≤1.00% |
6.00~9.00% |
≤0.045% |
≤0.030% |
1.00~3.00% |
16.00~18.00% |
0.15~0.30% |
일반 물성
| 항목 | 온도 | 값 | 비고 |
| 밀도 |
23.0 °C |
7.9 ~ 8.2 g/cm³ |
오스테나이트계 표준값 |
기계적 물성 (용체처리 상태, 23°C)
| 항목 | 단위 | 값 | 비고 |
| 탄성 계수 |
GPa |
195 |
오스테나이트계 표준 |
| 신율 A5 |
% |
40 |
- |
| 브리넬 경도 |
HB |
187 |
- |
| 로크웰 B 경도 |
HRB |
90 |
- |
| 비커스 경도 |
HV |
200 |
- |
| 푸아송 비 |
- |
0.3 |
오스테나이트계 표준 |
| 전단 계수 |
GPa |
77 |
오스테나이트계 표준 |
| 인장 강도 |
MPa |
450 |
SUS304보다 낮음 |
| 항복 강도 (Rp0.2) |
MPa |
155 |
SUS304보다 현저히 낮음 |
열적 물성
| 항목 | 온도 | 값 | 비고 |
| 열팽창 계수 |
23.0 °C |
1.7E-5 ~ 1.9E-5 1/K |
오스테나이트계 표준 |
| 용융점 |
- |
1230 ~ 1480 °C |
오스테나이트계 표준 |
| 비열 용량 |
23.0 °C |
440 J/(kg·K) |
오스테나이트계 표준 |
| 열전도율 |
23.0 °C |
11 ~ 21 W/(m·K) |
오스테나이트계 표준 |
전기적 물성
| 항목 | 온도 | 값 | 비고 |
| 전기 저항률 |
23.0 °C |
8.5E-7 Ω·m |
오스테나이트계 표준 |
가공 이력
| 항목 | 내용 |
| 열처리 상태 |
용체처리 (Solution Treated) |
304J 시리즈 3종 비교 (J1 vs J2 vs J3)
| 항목 | SUS304 | SUS304J1 | SUS304J2 | SUS304J3 |
| Ni (%) |
8.0~10.5 |
6.0~8.0 |
1.0~3.0 |
0.5~1.5 |
| Mn (%) |
≤2.0 |
3.0~5.0 |
6.0~9.0 |
8.0~11.0 |
| N (%) |
≤0.10 |
0.10~0.25 |
0.15~0.30 |
0.20~0.40 |
| Cr (%) |
18.0~20.0 |
17.0~19.0 |
16.0~18.0 |
15.0~17.0 |
| 항복강도 (MPa) |
205 |
155 |
155 |
175 |
| 인장강도 (MPa) |
520 |
450 |
450 |
480 |
| 니켈 절감율 |
기준 |
~30% |
~70% |
~85% |
| 내식성 순위 |
1위 |
2위 |
3위 |
4위 |
| 용접성 |
최우수 |
양호 |
주의 필요 |
어려움 |
SUS304J2 특성 심층 분석
장점
- 극한 원가 절감: 니켈 70~85% 절감으로 원자재비 대폭 감소
- 초고 가공경화율: n값 0.55~0.65로 복잡한 깊은 드로잉, 스트레치 포밍에 최적
- 성형 후 고강도: 냉간가공 50% 시 인장강도 1000MPa 이상 달성 가능
- 비자성도 양호: 용체처리 상태에서 오스테나이트 단일상 유지
단점 및 주의사항
⚠️ 중요 제한사항
- 내식성 현저 저하: Cr 16~18%, Ni 1~3%로 부식 환경에서 SUS304 대비 열세
- 용접 난이도 높음: 고망간으로 열간균열 감수성↑, 열영향부 취약, 용접 후 열처리 필수적
- 고온 산화 저항 저하: Cr 저감으로 600°C 이상 산화 스케일 생성 가속
- 자기투과율 불안정: 냉간가공 시 α'-마르텐사이트 변태 쉬움 (Mn 영향)
- 표면 광택 저하: 망간 산화물 개재물로 BA/No.4 마감 품질 저하
주요 용도 (한정적)
- 복잡 형상 깊은 드로잉 부품: 세탁기 내조, 싱크대 볼, 압력밥솥 내솥
- 비용 최우선, 저부식 환경, 비구조용 경량 부품
- 자동차 내장 트림, 가전 내부 구조재 (외관 노출부 제외)
동등 규격 (JIS 독자 규격)
| 규격 | 비고 |
| ASTM |
직접 대응 없음 (UNS S30431 유사 개념) |
| EN |
1.4376 (X12CrMnNiN17-7-5) 유사 |
| KS |
STS 304J2 (KS D 3706) |
| 중국 GB |
12Cr16Mn9Ni2N 유사 |
선정 결정 트리
용도 요구사항 분석
│
├─ 고내식성 필요 (해수, 화학, 식품 고순도) → SUS304 / SUS316 / SUS304L
│
├─ 용접 구조물, 압력용기, 고온 사용 → SUS304 / SUS304L / SUS304H
│
├─ 복잡 성형 + 비용중시 + 약부식환경 → SUS304J1
│
├─ 극한 비용절감 + 극한 성형 + 비구조/저부식 → SUS304J2
│
└─ 비자성 정밀부품, 초저온, 고순도 → SUS304 / SUS304L / SUS316L
