410 스테인리스강은 성능과 비용 면에서 탄소강과 304/316 사이에 위치한 열처리 가능한 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 이 가이드에서는 410/CA15의 정의, 주요 특성, 304 및 316과의 비교, 펌프, 밸브 및 터빈 부품에 적합한 선택에 대해 설명합니다.
410 스테인리스 스틸이란?
410 스테인리스 스틸 는 전형적인 마르텐사이트계 스테인리스강으로, AISI 표준에 따라 410 / UNS S41000으로 지정되어 있습니다. 약 11.5-13.5%의 크롬이 함유되어 있으며 열처리(담금질 및 템퍼링)를 통해 적당한 내식성을 유지하면서 높은 강도와 경도를 얻을 수 있습니다.
주조 산업에서 단조 410 스테인리스 스틸은 일반적으로 주조 등급에 해당합니다. CA15 (ASTM A743/A217/A487). 열처리 가능한 철-크롬 합금인 CA15는 템퍼링 시 엔지니어링 합금강에 가까운 기계적 특성을 제공하여 펌프 및 밸브 부품, 터빈 및 기계식 변속기 부품에 선호되는 소재입니다.
410 스테인리스 스틸의 화학 성분
일반적인 표준 및 데이터 시트에 따르면 410 스테인리스강(주조 등가물인 CA15 포함)의 일반적인 화학 성분은 다음과 같습니다:
| 요소 | 일반 콘텐츠(%) | 역할 및 영향 |
| Cr(크롬) | 11.5 - 13.5 | 기본적인 내식성 및 내산화성 제공 |
| C(탄소) | 0.05 - 0.15 | 담금질 경도 및 강도 수준 결정 |
| Ni(니켈) | ≤ 0.75 | 인성 및 내식성 소폭 향상 |
| Mn(망간) | ≤ 1.0 | 탈산제, 경화성 및 주조성 향상 |
| Si(실리콘) | ≤ 1.0 | 탈산제, 용강 유동성 개선 |
| P(인) | ≤ 0.04 | 엄격하게 관리되는 불순물 요소 |
| S(유황) | ≤ 0.03 | 높은 수준으로 인성 및 내식성 감소 |
| Fe(철) | 잔액 | 베이스 메탈 |
410은 니켈 함량이 낮은 고크롬, 중탄소 합금입니다. 이러한 구성으로 인해 열처리가 가능하고 비용 효율적이지만 극한의 부식 환경에서는 제한적입니다.
410 스테인리스 스틸의 특성
기계적 및 물리적 특성
| 카테고리 | 속성 | 어닐링 상태(일반) | 강화 및 강화(일반) |
| 기계 | 인장 강도(UTS) | 480 - 550 MPa | 650 - 850 MPa |
| 수율 강도(YS) | 275 - 350 MPa | 450 - 600 MPa | |
| 경도 | 180 - 220 HBW | 35 - 45 HRC | |
| 신장 | 20 - 25 % | 12 - 18 % | |
| 물리적 | 밀도 | 7.75g/cm³ | 7.75g/cm³ |
| 녹는점 | 1425 - 1510 °C | 1425 - 1510 °C | |
| 열 전도성(100°C 기준) | 24.9W/m-K | 24.9W/m-K | |
| 열팽창 계수 | 9.9 x 10-⁶ /K | 9.9 x 10-⁶ /K |
내식성
410은 대기 조건, 담수, 기름 및 대부분의 온화한 산업용 매질에서 우수한 저항성을 나타내며 탄소강보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘합니다. 그러나 304 및 316과 같은 오스테나이트 강종에 비해 저항성은 보통 수준입니다. 고염화물, 강산 또는 해양 환경에서는 구멍이 생기고 틈새 부식이 발생하기 쉽습니다.
열처리 기능
가장 큰 특징 중 하나는 "어닐링 → 담금질 → 템퍼링"을 통해 광범위한 강도와 경도를 달성할 수 있다는 것입니다. 최종 성능은 템퍼링 온도에 따라 크게 달라지므로 다양한 엔지니어링 요구 사항에 다용도로 사용할 수 있습니다.
용접 및 가공성
410은 용접성은 보통이지만 공기 경화 특성으로 인해 균열에 민감합니다. 일반적으로 200~300°C로 예열한 다음 취성 마르텐사이트를 제거하기 위해 용접 후 열처리(PWHT)가 필요합니다. 가공 측면에서는 어닐링 상태에서는 우수한 성능을 발휘하지만 경화되면 공구 마모가 크게 증가합니다.
비용 효율성
410은 니켈을 최소화하고 몰리브덴을 포함하지 않기 때문에 일반적으로 304 또는 316보다 경제적입니다. 높은 기계적 강도와 기본적인 녹 방지 기능이 필요한 애플리케이션에 가장 적합한 가격 대비 성능을 제공합니다.
410 스테인리스 스틸의 응용 분야
410 스테인리스 스틸 / CA15는 일반적으로 다음 영역에서 사용됩니다:
- 펌프 및 밸브: 펌프 샤프트, 밸브 스템, 시트, 내부 트림 및 밸브 본체.
- 에너지 및 터빈: 가스/증기 터빈 블레이드, 노즐, 마모 링 및 패스너.
- 기계식 전송: 샤프트, 커플링, 기어 블랭크 및 부싱.
- 산업용 도구: 전단날, 산업용 칼, 의료/수술 도구.
이러한 애플리케이션에는 일반적으로 높은 하중 지지력, 내마모성, 적당한 부식 방지 기능이 결합되어야 합니다.
비교: 410 대 304 스테인리스 스틸
304가 '범용' 스테인리스강이라면 410은 '기능성' 고강도 합금입니다.
- 구조: 410은 마르텐사이트(경화 가능), 304는 오스테나이트(열에 의해 경화되지 않음)입니다.
- 내식성: 304는 크롬과 니켈 함량이 높기 때문에 더 우수합니다.
- 강도 및 경도: 410은 템퍼링 후 훨씬 더 단단하고 강해져 내마모성 부품에 더 적합합니다.
- 자성: 410은 자성, 304는 일반적으로 비자성입니다.
선택 팁: 사용 304 부식이 심하거나 용접된 구조물에 적합합니다. 사용 410 높은 토크, 경도 또는 내마모성이 필요한 부품에 적합합니다.
비교: 410 대 316 스테인리스 스틸
316은 극한 환경을 위해 몰리브덴을 추가한 304의 업그레이드 버전입니다.
- 내식성: 316은 해양 및 화학 환경의 표준입니다. 410은 이러한 조건에서 녹이 슬 수 있습니다.
- 기계적 속성: 316은 연성이 강하고 견고하지만 강화 410의 극단적인 경도는 부족합니다.
- 비용: 316은 니켈과 몰리브덴 함량으로 인해 훨씬 더 비쌉니다.
선택 팁: 사용 316 바닷물이나 강한 화학 물질에 노출된 경우. 사용 410/CA15 비용과 강도가 우선시되는 온화한 매체의 기계 부품에 적합합니다.
410 스테인리스 스틸은 녹이 슬나요?
410에는 약 12%의 크롬이 함유되어 있어 기본적인 패시브 필름을 형성할 수 있습니다. 건조한 공기와 담수에서 녹에 잘 견딥니다.
그러나 410은 다음과 같은 조건에서 여전히 녹이나 구멍이 생길 수 있습니다:
- 극한 환경: 염수 분무, 높은 습도 또는 강산에 노출.
- 부적절한 열처리: 450°C에서 550°C 사이의 템퍼링은 입자 경계에서 "크롬 고갈"을 유발하여 내식성을 현저히 떨어뜨립니다.
- 표면 오염: 샌드 블라스팅 또는 패시베이션 부족으로 인한 잔류 철 입자.
410 스테인리스 스틸은 자성이 있나요?
예, 410 스테인리스 스틸은 강한 자성. 마르텐사이트강으로서 결정 구조(몸체 중심 입방체)는 자연적으로 강자성입니다. 이 점이 300계열 오스테나이트강과 구별됩니다.
자성이 있다고 해서 "가짜" 스테인리스 스틸은 아닙니다. 오히려 자성은 다음과 같은 기능적 이점을 제공합니다. 자기 입자 검사(MPI) 를 사용하여 주조 공정 중 표면 결함을 감지합니다.
결론 및 권장 사항
410 스테인리스강(CA15)은 중간 정도의 부식성 환경에서 작동하는 고강도 부품에 이상적인 솔루션입니다. 탄소강과 316과 같은 고가의 오스테나이트 합금 사이의 비용 효율적인 중간 지점 역할을 합니다.
펌프, 밸브 또는 터빈 프로젝트를 위해 410/CA15 스테인리스강 주물을 평가하는 경우, 엔지니어링 팀에 도면을 보내주세요.. 전문적인 재료 선택, 열처리 조언 및 맞춤형 주조 솔루션을 제공할 수 있습니다.
