타입 303 vs 304 스테인리스강: 가공 성능 비교 가이드

소재 선택은 스위스형 선반에서 비용 효율적 가공의 핵심입니다. 가장 흔한 스테인리스강 타입 304와 그 변형 합금인 타입 303이 가공성과 기타 특성에서 어떻게 비교되는지 알아보세요.

최고 품질 가공 부품을 생산하려면 가공 공정에 영향을 미치는 여러 요소를 고려해야 합니다. 고려는 다음에서 시작합니다.

• 작업에 가장 적합한 기계 선택, 작업에 적합한 공구 선택

• 가장 적합한 소재.

• 그리고 마지막으로 후처리 기술.

이 글에서는 가공 작업을 위한 소재 선택 세부 사항에 초점을 맞춥니다.

다양한 가공 응용 분야에서 스테인리스강은 선택 소재입니다. 유리한 기계적, 화학적 특성 외에도 스테인리스강은 거의 모든 용도에 맞는 다양한 합금으로 제공됩니다.

스위스형 선반에서 부품 가공에 오스테나이트계 스테인리스강 합금을 가장 흔히 사용합니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 크롬, 니켈, 망간을 주요 합금 원소로 포함합니다. 이 그룹에서 가장 널리 사용되는 합금은 타입 304, 즉 18-8 스테인리스강으로도 알려져 있습니다. 많은 장점에도 불구하고 타입 304 스테인리스강은 매우 빠른 속도로 가공 경화가 일어나는 경향 때문에 가공 특성이 어렵습니다. 가공성을 높이기 위해 재료 과학자들은 타입 304에 황 또는 셀레늄을 첨가하여 수정했습니다. 그 결과 스테인리스강이 타입 303입니다. 타입 303의 소재 구성은 다른 특성도 약간 변경했습니다. 304와 303 스테인리스강의 차이점을 자세히 살펴보겠습니다.

물리적 및 기계적 특성

밀도, 탄성 계수, 비저항, 비열, 열전도율, 열팽창, 자기 투자율, 어닐링 온도 등 대부분의 물리적 특성은 타입 304와 타입 303 스테인리스강이 동일합니다. 기계적 특성은 약간 다릅니다. 타입 303은 타입 304보다 인장 강도가 다소 높지만, 항복 강도와 연신율은 낮습니다.

화학적 특성

타입 304와 타입 303 화학 조성의 주요 차이는 후자에 황이 첨가된 것입니다. 첨가된 황 외에도 타입 303은 인 함량이 크게 증가했습니다. 타입 303Se 버전은 셀레늄을 포함합니다. 하지만 요즘 303Se 생산은 드뭅니다.

타입 303UX와 타입 304Cu 같은 스테인리스강 합금은 추가로 구리를 화학 조성에 포함합니다. 구리는 가공 경화와 투자율을 줄이고, 내식성을 제공하며, 합금 가공성을 높입니다.

가공성

알루미늄이나 저탄소강 같은 다른 소재와 비교할 때 스테인리스강은 가공이 더 어렵습니다. 길고 끈적한 칩을 생성하여 공구에 빌트업 에지를 형성하는 경향이 있습니다. 스테인리스강 가공 차이의 이유는 다음과 같은 특성에 있습니다: 높은 인장 강도, 항복 강도와 극한 인장 강도 사이의 큰 차이; 높은 연성과 인성; 높은 가공 경화율; 낮은 열전도율.

이러한 특성과 다른 거동에도 불구하고, 스테인리스강은 적절한 기술로 가공 가능합니다. 즉, 스테인리스강은 더 많은 동력, 낮은 절삭 속도, 양의 이송만, 강성 있는 공구와 고정구, 칩 브레이커 또는 컬러 활용, 가공 중 우수한 윤활 및 냉각이 필요합니다.

많은 스테인리스강 합금 중 일부는 다른 것보다 더 가공하기 쉽습니다. 더 가공하기 쉬운 스테인리스강 합금군을 프리머시닝(free-machining) 합금이라고 부릅니다. 타입 303이 이 그룹의 가장 흔한 구성원입니다. 프리머시닝 합금은 황, 셀레늄, 납, 구리, 알루미늄, 인 같은 추가 조성 원소를 포함합니다. 프리머시닝 합금은 가공 공구와 접촉 시 마찰과 물질 축적을 줄입니다. 또한 가공 중 칩이 쉽게 끊어집니다.

타입 303 스테인리스강은 비프리머시닝 타입인 타입 304보다 가공성이 향상되었습니다. 반면, 타입 304 스테인리스강 용접성은 타입 303보다 높습니다.

내식성

모든 오스테나이트계 스테인리스강 유형은 우수한 내식성을 가집니다. 합금 화학 조성 차이가 내식성 차이를 만듭니다. 타입 303 스테인리스강은 황과 인 첨가로 인해 타입 304에 비해 내식성이 감소합니다.

타입 303은 모든 대기 오염원, 살균제, 유기 화학물질, 염료에 대한 내식성을 가집니다. 질산에는 잘 견디고, 황산에는 보통, 할로겐산에는 약합니다. 최적의 내식성을 위해 타입 303 스테인리스강으로 만든 모든 부품은 가공 후 세척과 패시베이션을 거쳐 그리스, 오일, 지문, 공구에서 남은 철 입자 등 이물질을 제거해야 합니다.

용도

가공성 향상으로 타입 303 스테인리스강은 많은 가공이 필요한 부품 제작에 사용됩니다. 타입 303의 가장 일반적인 용도는 나사, 너트, 볼트, 항공기 피팅, 기어, 부싱, 전기 부품, 밸브 바디, 샤프트, 밸브 가공입니다.

가장 인기 있는 스테인리스강 합금 중 하나인 타입 304는 주방 기기, 식품/액체 가공 장비, 건설 자재, 해양 장비, 화학 용기, 자동차 부품, 건축 장식, 열교환기 제작에 사용됩니다.

높은 내식성과 낮은 탄소 함량으로 타입 304 스테인리스강은 의료 장비의 선택 소재입니다. 타입 304는 신체 조직과 살균 용액과 화학적으로 반응하지 않습니다. 의료 용도와 관련된 강하고 반복적인 마모를 견딜 수 있습니다.

가공성은 강 합금의 중요한 특성입니다. 하지만 강한 부식 환경과 수중 응용 분야에서는 내식성이 주 관심사입니다. 타입 316은 스테인리스강 합금 중 가장 높은 내식성 중 하나를 가집니다. 타입 316은 타입 304와 매우 유사하지만, 높은 내식성을 제공하는 몰리브덴 함량이 증가했습니다. 타입 316은 정형외과 임플란트와 인공 심장 판막의 선택 합금입니다.

결론

다양한 스테인리스강 합금이 있습니다. 전 세계 스테인리스강 소재 대부분이 타입 304이지만, 낮은 가공성 특성을 가집니다. 소재 가공성에 초점을 맞춘 많은 응용 분야에서 타입 303 스테인리스강을 사용합니다. 타입 303은 바람직한 논갤링(non-galling) 특성도 가집니다. 갤링은 미끄러지는 표면 간 접착으로 인한 마모 형태입니다. 이 특성은 부품 분해를 쉽게 만듭니다.

타입 303은 스위스형 선반 선삭의 선택 소재입니다. 소재 선택은 가공성 대 비용 비율에 영향을 미칩니다. 우리 경험상 가장 저렴한 소재가 항상 낮은 비용을 내는 것은 아닙니다. '품질의 진정한 비용' 블로그 기사에서 이 주제를 다룹니다. 가공성이 낮은 소재는 빈번한 공구 교체, 가동 중단 증가, 나쁜 표면 조도를 초래합니다. 스테인리스강 가공에 적용되는 경험 법칙 하나: 가공성이 감소함에 따라 관련 가공 비용이 증가합니다.