마르텐사이트 스테인리스강이란? 구성, 등급 및 주요 응용 분야

광활한 재료 과학의 세계에는 뛰어난 경도와 날카로움으로 높이 평가받는 강철이 존재하며, 고급 식기류와 의료 기기 제작에 널리 사용됩니다. 하지만 강철의 독특한 특성이 무엇인지 궁금한 적이 있나요? 부식과 극심한 마모에 모두 견딜 수 있는 이 놀라운 소재가 바로 마르텐사이트 스테인리스 스틸입니다.

마르텐사이트 스테인리스강이란?

마르텐사이트계 스테인리스강은 다음과 같은 강철 유형입니다. 열처리로 경화. 잘 알려진 오스테 나이트 계 스테인리스 강과 달리 마르텐 사이트 계 스테인리스 강의 핵심 특성은 다음과 같습니다. 높은 경도, 높은 강도및 자기 속성. 특정 결정 구조에서 비롯된 이 독특한 특성 조합 덕분에 높은 내마모성과 내압성이 요구되는 응용 분야에서 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다.

역사

마르텐사이트 계 스테인리스강의 역사는 20세기 초로 거슬러 올라갑니다. 1912년 영국의 야금학자 해리 브리얼리 는 총신에 사용할 부식 방지 소재를 찾던 중 12% 이상의 크롬이 함유된 철 합금이 공기 중에서 쉽게 녹슬지 않는다는 사실을 발견했습니다. 그는 추가 연구를 통해 강철에 탄소를 첨가하고 열처리를 하면 부식에 강할 뿐만 아니라 경도와 강도도 높은 소재를 만들 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 이 발명은 현대식 칼, 수술 기구 및 기타 산업의 토대를 마련하여 마르텐사이트 스테인리스강의 새로운 시대를 열었습니다.

구성

마르텐사이트 계 스테인리스강의 성능은 독특한 화학 성분에 의해 결정됩니다. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

• 크롬(Cr): 일반적으로 다음 범위에서 12% ~ 18%는 스테인리스 스틸의 내식성의 주요 원천입니다.
• 탄소(C): 이것은 마르텐사이트 계 스테인리스강의 핵심 요소로, 일반적으로 다음과 같은 함량을 가지고 있습니다. 0.1% ~ 1.0% 이상. 탄소 함량이 높기 때문에 열처리를 통해 단단한 마르텐사이트 상을 형성할 수 있습니다.
• 기타 요소: 또한 소량의 망간(Mn) 그리고 실리콘(Si) 를 사용하여 기계적 및 처리 특성을 개선합니다.

마이크로 구조

마르텐사이트 스테인리스 스틸의 이름은 고유한 마르텐사이트 미세 구조. 이 구조는 일반적으로 강철이 고온(오스테나이트 상)에서 급속히 냉각(담금질)될 때 형성되는 비평형 결정 구조입니다. 이 급냉 과정에서 탄소 원자는 확산될 시간이 부족하여 철 결정 격자에 "갇히게" 되어 특수한 형태의 신체 중심 정사각형(BCT) 구조. 마르텐사이트 스테인리스 스틸에 독보적인 경도와 강도를 부여하는 것은 바로 이 고응력 BCT 구조입니다.

성적

마르텐사이트 스테인리스 스틸의 등급은 주로 화학 성분과 성능에 따라 분류됩니다. 다음은 가장 일반적이고 대표적인 몇 가지 등급입니다:

• 420을 입력합니다: 연마 특성과 내식성이 우수한 범용 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 담금질 및 템퍼링 후 매우 높은 경도를 얻을 수 있으며 탄소 함량이 높은 등급보다 인성이 더 우수합니다. 420 타입은 테이블 나이프, 수술용 칼, 가위를 만드는 데 이상적인 선택입니다.
• 유형 440C: 440C 타입은 마르텐사이트계 스테인리스강 중에서도 '스타'로서 경도와 강도가 매우 높은 것으로 유명합니다. 탄소 함유량이 높아 열처리 후 모든 스테인리스강 중에서 가장 높은 경도 수준을 달성할 수 있습니다. 따라서 고급 식기, 베어링 및 밸브 부품에 선호되는 소재입니다.

속성 및 장점

마르텐사이트 스테인리스 스틸은 고유한 특성으로 인해 다양한 스테인리스 스틸 카테고리 중에서도 단연 돋보입니다. 마르텐사이트 스테인리스 스틸의 핵심 장점과 주요 특성은 다음과 같습니다:

• 탁월한 경도와 강도: 이것은 마르텐사이트 스테인리스 스틸의 가장 중요한 특징입니다. 적절한 열처리(담금질 및 템퍼링)를 통해 경도는 오스테나이트 스테인리스강을 훨씬 능가하는 매우 높은 수준에 도달할 수 있습니다. 따라서 날카롭고 내구성이 뛰어난 절삭 공구 및 기계 부품을 제조하는 데 적합합니다.
• 뛰어난 내마모성: 높은 경도는 곧 뛰어난 내마모성으로 이어집니다. 마르텐사이트계 스테인리스 스틸은 장시간 마찰과 높은 응력 조건에서 다른 많은 유형의 스틸보다 훨씬 우수한 성능을 발휘합니다.
• 열처리 가능성: 이는 오스테나이트 스테인리스 스틸과 구별되는 주요 장점입니다. 열처리가 가능하기 때문에 경도 및 인성에 대한 특정 요구 사항을 충족하도록 특성을 정밀하게 조정할 수 있어 강도와 인성 간의 완벽한 균형을 이룰 수 있습니다.

단점

마르텐사이트 스테인리스 스틸은 많은 장점에도 불구하고 몇 가지 고유한 단점도 있습니다. 이 소재를 올바르게 선택하고 사용하려면 이러한 단점을 이해하는 것이 중요합니다:

• 상대적으로 약한 내식성: 마르텐사이트 스테인리스 스틸은 오스테나이트 스테인리스 스틸에 비해 내식성이 떨어집니다. 이는 크롬 함량이 상대적으로 낮고 열처리 과정에서 일부 크롬이 탄소와 결합하여 탄화물을 형성하여 부식에 대한 저항력을 약화시키기 때문입니다.
• 취성: 높은 경도와 높은 강도는 종종 어느 정도의 취성을 동반합니다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 적절히 템퍼링하지 않으면 매우 부서지기 쉽고 충격이나 높은 응력 하에서 균열이나 파손이 발생하기 쉽습니다.
• 높은 용접 난이도: 마르텐사이트계 스테인리스강은 탄소 함량이 높기 때문에 용접 공정 중 용접 이음새와 열 영향 영역에 균열이 생기기 쉽습니다. 따라서 일반적으로 용접 시 균열을 방지하기 위해 엄격한 예열 및 용접 후 열처리가 필요합니다.
• 비용: 일부 고탄소 마르텐사이트계 스테인리스강(예: 440C)은 제조 공정이 복잡하고 성능이 우수하기 때문에 상대적으로 더 비쌉니다.

애플리케이션

높은 경도와 내마모성 덕분에 마르텐사이트계 스테인리스강은 까다로운 성능 요구 사항이 있는 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 커틀러리: 주방용 칼과 요리사 칼부터 전문 사냥용 칼에 이르기까지 마르텐사이트 스테인리스 스틸은 날카로운 칼날을 유지하는 능력으로 선호도가 높습니다.
• 의료 기기: 수술용 메스, 가위, 겸자는 날카로움과 위생을 보장하기 위해 매우 높은 경도와 내식성이 요구됩니다.
• 산업 구성 요소: 베어링, 기어, 밸브, 터빈 블레이드와 같은 기계 부품에서 마르텐사이트계 스테인리스강은 상당한 마모와 압력을 견딜 수 있어 장비의 장기적인 안정적 작동을 보장합니다.
• 스프링 및 측정 도구: 경도와 탄성이 뛰어나 정밀 측정 도구와 고강도 스프링에 이상적인 소재입니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

마르텐사이트강과 오스테나이트강의 차이점은 무엇인가요?

이 두 가지 유형의 스테인리스 스틸의 주요 차이점은 다음과 같습니다. 결정 구조 그리고 경화 방법. 마르텐사이트강은 상온에서 마르텐사이트 구조를 가지며 다음과 같은 방법으로 경화될 수 있습니다. 열처리 (담금질), 자성을 띠고 있습니다. 오스테나이트강은 상온에서 오스테나이트 구조를 가집니다, 열처리로 경화될 수 없음하지만 냉간 가공을 통해 강화할 수 있습니다. 일반적으로 비자성입니다.

316 스테인리스 스틸은 오스테나이트계인가요, 마르텐사이트계인가요?

316 스테인리스 스틸은 오스테나이트 스테인리스 스틸입니다.. 300 시리즈에서 가장 잘 알려진 등급 중 하나입니다. 다음이 포함되어 있어 인기 있는 선택입니다. 몰리브덴 을 함유하고 있어 특히 염화물 환경에서 우수한 내식성을 제공합니다.

마르텐사이트 스테인리스 스틸은 FCC 또는 BCC입니까?

마르텐사이트 계 스테인리스강의 결정 구조는 다음과 같습니다. BCT(신체 중심 사각형). 마르텐사이트는 오스테나이트에 속하는 FCC(면 중심 입방체)도 아니고 페라이트에 속하는 BCC(몸체 중심 입방체)도 아닙니다. 급속 냉각 중에 형성되는 이 독특한 BCT 구조는 마르텐사이트 스테인리스 스틸에 매우 높은 경도를 부여합니다.

410 스테인리스 스틸은 마르텐사이트강인가요?

예, 410은 마르텐사이트 계 스테인리스강의 대표적인 예입니다.. 가장 일반적이고 널리 사용되는 마르텐사이트 강종으로, 내식성과 경도의 균형이 잘 잡혀 있는 것으로 알려져 있습니다. 다른 마르텐사이트강과 마찬가지로 열처리로 경화할 수 있으며 자성을 띠고 있습니다.

결론

결론적으로 마르텐사이트계 스테인리스강은 높은 경도, 강도, 열처리를 통한 경화 능력의 독특한 조합으로 인해 고성능 소재로 각광받고 있습니다. 내식성은 오스테나이트강에 미치지 못하지만, 탁월한 인성과 내마모성으로 내구성과 날카로움이 가장 중요한 까다로운 응용 분야에 없어서는 안 될 선택입니다.