JIS G4304 SUS304L 용체처리 스테인리스강 물성 - 저탄소 용접용 표준강

SUS304L 개요 - 용접 구조물의 표준 선택

JIS G4304 SUS304L은 SUS304의 탄소 함량을 0.03% 이하로 엄격히 제한한 초저탄소 강종입니다. 용체처리 상태에서 용접 후 열영향부(HAZ)에서의 탄화물(Cr₂₃C₆) 석출을 억제하여 입계부식(IGC) 저항성을 비약적으로 향상시킨 등급입니다. 두께 3mm 이상 용접 구조물, 고온 노출 배관의 표준 소재입니다.

화학 성분 (JIS G4304 기준)

원소	C	Si	Mn	P	S	Ni	Cr
기준치	≤0.030%	≤1.00%	≤2.00%	≤0.045%	≤0.030%	9.00~13.00%	18.00~20.00%

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	480	SUS304보다 낮음 (최소값)
항복 강도 (Rp0.2)	MPa	175	SUS304보다 낮음 (최소값)

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)

SUS304L 핵심 가치: 입계부식(IGC) 저항성

🔬 입계부식 메커니즘과 L-그레이드 해결 원리

❌ SUS304 (C ≤0.08%) 용접 시

용접 열영향부 450~850°C (민감화 온도역) 통과
탄소(C)가 결정계면으로 확산
Cr과 결합 → Cr₂₃C₆ 탄화물 석출
계면 Cr 고갈 (12% 미만) → 내식성 파괴
입계 따라 부식 진행 → 구조적 파단 위험

✅ SUS304L (C ≤0.03%) 용접 시

탄소량 자체가 극소량 (304의 1/3 이하)
민감화 온도역에서도 탄화물 석출량 미미
결정계면 Cr 고갈 방지
용접 후 별도 열처리 없이 입계부식 안전
두꺼운 판(≥6mm) 다층 용접에도 적용 가능

SUS304 vs SUS304L 상세 비교

특성	SUS304	SUS304L	비고
탄소 최대	0.08%	0.030%	L은 62.5% 저감
니켈 하한	8.0%	9.0%	L은 Ni 상향으로 오스테나이트 안정화
인장강도 (최소)	520 MPa	480 MPa	L은 약 8% 낮음
항복강도 (최소)	205 MPa	175 MPa	L은 약 15% 낮음
신율	40%	40%	동등
용접 후 IGC 저항성	민감화 위험	우수 (열처리 불필요)	핵심 차이
고온 크리프 강도	우수 (C 고용강화)	다소 열세	500°C 이상은 304/H 유리
가격	기준	약 3~5% 고가	엄격한 C 제어 비용

용접 후 열처리 불필요 조건 (ASME B31.3 / JIS B 8265)

조건	SUS304	SUS304L
판 두께 ≤ 3mm	일반적으로 불필요	불필요
판 두께 3~6mm	PWHT 권장 (민감화 위험)	불필요
판 두께 ≥ 6mm	PWHT 필수 (1040°C 수냉)	불필요 (단, 극후판은 검토)
운전 온도 400°C 이상 지속	운전 중 민감화 발생 가능	운전 중 민감화 억제

온도별 허용 응력 (ASME BPVC Sec. II Part D 기준, 참고치)

온도 (°C)	SUS304 (MPa)	SUS304L (MPa)
20	138 (20.0 ksi)	117 (17.0 ksi)
100	114	97
200	97	83
300	86	73
400	79	68
500	73	63

주요 용도

화학 플랜트: 반응기, 저장탱크, 배관, 열교환기 (용접 다량)
식품·제약: 멸균 배관, 탱크, 피팅 (CIP/SIP 세정 견딤)
발전·에너지: 보일러 배관, 열회수 장치, 원자력 1차계통 보조배관
LNG/초저온: -196°C 액화천연가스 탱크, 배관 (인성 우수)
건축 구조: 용접 구조 프레임, 커튼월 브라켓
자동차: 배기 매니폴드, 촉매 컨버터 하우징

이중 인증 (Dual Certification) 현황

📋 SUS304/304L 듀얼 인증 재료

현대 제강 공정(정련 기술 발전)으로 탄소 0.02~0.03% 제어가 용이해져, 단일 열번(Heat)으로 SUS304와 SUS304L 양쪽 화학성분 및 기계적 물성을 동시 만족하는 제품이 주류입니다. 구매 시 "304/304L Dual Cert" 지정 시 용접성 확보 + 고온 강도 확보 동시 가능.

동등 규격

규격	등급
ASTM	A240 304L, A276 304L, A312 TP304L
ASME	SA-240 304L, SA-312 TP304L
EN	1.4307 (X2CrNi18-9) / 1.4306 (X2CrNi19-11)
KS	STS 304L
GB	022Cr19Ni10 (구 00Cr19Ni10)
UNS	S30403