스테인리스 스틸이란 무엇인가요?

스테인리스 스틸이란?

스테인리스 스틸은 철, 크롬 및 소량의 다른 원소의 합금입니다. 그 독특한 특성은 최소한 다음과 같은 원소가 포함되어 있다는 사실에서 비롯됩니다. 10.5% 크롬를 핵심 성분으로 하여 내식성이 뛰어나 다양한 열악한 환경에서도 내구성과 안정성을 유지할 수 있습니다.

이 글에서는 스테인리스강의 구성, 종류, 특성 및 다양한 분야에서 널리 사용되는 스테인리스강에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다.

스테인리스 스틸의 역사

스테인리스 스틸이 어떻게 발견되었는지 알고 계셨나요? 사실 스테인리스 스틸의 탄생은 완전한 우연이었습니다.

1913년, 영국의 한 야금학자가 해리 브리얼리 는 녹슬지 않는 총신용 합금을 찾느라 바빴습니다. 그는 수많은 실험을 진행했지만 효과가 없는 것 같았습니다. 결국 그는 크롬 함량이 높은 샘플을 폐기하고 아무렇지도 않게 고철 더미에 방치했습니다.

몇 달 후 우연히 그 더미를 다시 살펴본 그는 다른 일반 강철 샘플은 모두 녹이 슬었지만, 잊고 있던 샘플은 여전히 밝고 반짝이는 것을 보고 놀랐습니다. 사소해 보이는 이 발견은 스테인리스 스틸의 내식성에 대한 비밀을 밝혀냈고, 이후 우리의 세상을 완전히 바꾸어 놓았습니다.

스테인리스 스틸은 어떻게 만들어지나요?

스테인리스 스틸의 제작은 복잡하고 정밀한 산업 공정입니다. 원자재부터 우리 손에 들어오는 완제품까지 몇 가지 주요 단계를 거칩니다.

스테인리스 스틸은 어떻게 만들어지나요?

1. 용융 및 주조

거대한 용광로를 상상해 보세요. 이곳에서 스테인리스 스틸 스크랩, 철, 크롬 등 모든 원재료가 8~10시간이 걸리는 고온 공정에서 녹아내립니다. 용융된 강철은 식은 후 대형 슬래브, 빌릿, 바, 원형 튜브와 같은 반제품 형태로 주조되어 다음 변형을 준비합니다.

2. 형성

다음으로 이러한 반제품을 가열한 다음 거대한 롤러를 통해 압연합니다. 반죽을 밀어내는 것과 마찬가지로 슬라브와 빌릿은 판재와 시트로 평평하게 만들어지고, 바는 와이어와 봉으로 만들어집니다. 이 단계를 통해 스테인리스 스틸은 우리에게 익숙한 기본 모양을 갖게 됩니다.

3. 열처리

스테인리스 스틸은 성형 후 "템퍼링" 과정을 거쳐야 합니다. 어닐링이라고 하는 이 과정에는 금속을 가열한 다음 내부 응력을 완화하고 부드럽게 하기 위해 제어된 방식으로 냉각하는 과정이 포함됩니다. 이 단계는 냉각 속도와 온도가 다르면 강철의 특성이 크게 달라질 수 있으므로 매우 섬세한 작업입니다. 예를 들어 급속 냉각 공정은 강철의 인성을 손상시키지 않으면서 강도를 높일 수 있습니다.

4. 석회질 제거

어닐링 후에는 강철 표면에 산화물 스케일 층이 형성됩니다. 깨끗한 마감을 복원하기 위해 석회질 제거 과정을 거칩니다. 가장 일반적인 방법은 질산-불산 용액을 사용하여 강철을 세척하는 산세입니다. 또 다른 방법인 전기 세척은 전류와 인산 용액을 사용합니다. 공정 선택은 특정 강철 유형에 따라 다릅니다.

5. 절단

최종 제품을 만들기 전에 일반적으로 강철을 정확한 모양과 크기로 절단해야 합니다. 가위와 원형 칼날을 사용하는 기본적인 기계 절단부터 고속 톱질, 스탬핑, 블랭킹 등 다양한 방법이 있습니다. 두꺼운 강철의 경우 화염 절단과 플라즈마 빔 절단이 사용됩니다.

6. 마무리

이 단계는 특히 최종 사용자를 직접 대면하는 제품의 경우 스테인리스 스틸에 세련된 외관을 부여하는 마지막 중요한 단계입니다. 일련의 연마 및 연삭을 통해 무광택부터 밝고 반사되거나 거울처럼 보이는 외관까지 다양한 표면 마감을 구현할 수 있습니다. 이 모든 단계를 거친 강철은 마침내 전 세계로 판매 및 배송될 준비가 완료됩니다.

스테인리스 스틸의 구성

스테인리스 스틸 구성

 

스테인리스 스틸을 구성하는 핵심 요소는 다음과 같습니다:

  • 철(Fe): 합금의 주요 기본 원소.
  • 크롬(Cr): 가장 중요한 요소. 함량이 10.5%를 초과하면 표면에 부식을 방지하는 조밀하고 수동적인 층을 형성합니다.
  • 탄소(C): 강철의 경도와 강도에 영향을 줍니다.
  • 니켈(Ni): 강철의 인성, 연성 및 내식성, 특히 산에 대한 내식성을 향상시킵니다.
  • 몰리브덴(Mo): 바닷물과 같은 염화물 환경에서 피팅 부식에 대한 강철의 내성을 크게 향상시킵니다.
  • 기타 요소: 강철의 특성을 미세 조정하는 데 사용되는 망간, 실리콘, 질소를 포함합니다.

스테인리스 스틸의 종류

미세 구조와 주요 특성에 따라 스테인리스강은 몇 가지 주요 제품군으로 분류됩니다:

  • 오스테나이트 스테인리스 스틸: 가장 일반적인 유형으로 내식성, 연성 및 용접성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 일반적으로 비자성입니다.
  • 마르텐사이트 스테인리스 스틸: 열처리를 통해 높은 경도와 강도를 얻을 수 있지만 상대적으로 내식성이 낮습니다. 자성이 있습니다.
  • 페라이트계 스테인리스 스틸: 상대적으로 저렴한 비용으로 우수한 내식성과 내산화성을 제공합니다. 자성이 있습니다.
  • 듀플렉스 스테인리스 스틸: 오스테나이트와 페라이트 구조의 최상의 특성을 결합하여 고강도와 우수한 내식성을 제공합니다.
  • 강수량-경화(PH) 스테인리스 스틸: 특수 열처리 공정을 통해 매우 높은 강도와 경도를 달성하면서도 우수한 내식성을 유지할 수 있습니다.

일반적인 스테인리스 스틸 등급

아래 표는 각 유형에 대한 몇 가지 일반적인 캐스팅 등급을 보여줍니다:

유형 공통 캐스팅 등급 해당 표준 성적 주요 속성 애플리케이션
오스테나이트 CF8, CF8M 304, 316 내식성, 우수한 연성 식품 가공 장비, 주방용품, 화학 용기, 해양 부품 (316)
마르텐사이트 CA15, CA40 410, 420 고경도, 고강도 칼, 밸브, 터빈 블레이드, 수술 도구
페리틱 CA6NM 430 저렴한 비용, 우수한 내식성 자동차 배기 시스템, 주방 가전, 용광로 부품
이중화 CD4MCu 2205 고강도, 우수한 내식성 화학 공정, 석유 및 가스 산업, 해양 환경, 구조물 구성 요소

 

 

스테인리스 스틸의 특성

핵심 성능

  • 탁월한 내식성: 스테인리스 스틸의 가장 유명한 특징은 부식에 대한 뛰어난 저항력입니다. 이는 최소한의 10.5% 크롬 을 함유하고 있어 눈에 보이지 않는 자가 수리 패시브 레이어 을 금속 표면에 코팅합니다. 이 보호 필름은 스테인리스 스틸이 습기, 화학물질, 바닷물 등 다양한 부식성 매체를 견딜 수 있게 해줍니다.

  • 높은 강도와 견고함: 스테인리스 스틸은 뛰어난 기계적 특성을 자랑합니다. 고압과 충격 하중을 견딜 수 있어 건물, 교량, 각종 산업 장비 등 강도와 내충격성이 요구되는 구조물에 널리 사용됩니다. 또한 인성이 우수하여 잘 깨지지 않아 사용 시 안전성을 보장합니다.

  • 우수한 제작성: 스테인리스 스틸은 작업하기 어렵지 않습니다. 주조, 단조, 용접, 절단 등 다양한 방법을 통해 다양하고 복잡한 모양으로 쉽게 가공할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 자동차, 항공우주 및 정밀 기기 산업의 응용 분야에 이상적인 소재입니다.

  • 뛰어난 내열성 및 내한성: 특정 등급의 스테인리스 스틸은 매우 높거나 낮은 온도에서도 부서지거나 부드러워지지 않고 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다. 따라서 용광로 부품, 극저온 용기, 로켓 엔진과 같은 핵심 부품을 제조하는 데 선호되는 소재입니다.

탁월한 이점

  • 안전 및 위생: 스테인리스 스틸의 매끄럽고 다공성이 없는 표면은 박테리아가 서식하지 않으며 음식이나 인체에 유해한 물질을 유출하지 않습니다. 따라서 위생의 기준이 되며 의료 기기, 식기, 식품 가공 장비에 가장 적합한 소재입니다. 또한 세척이 용이하기 때문에 유지보수 비용과 교차 오염의 위험이 크게 줄어듭니다.

  • 미학 및 유지 관리: 스테인리스 스틸은 독특하고 현대적인 외관과 코팅이나 도금이 필요 없는 자연스러운 광택이 특징입니다. 긁힘과 얼룩에 강해 관리가 쉽고, 클리너로 간단히 닦아내기만 하면 광택을 되찾을 수 있습니다. 이 때문에 건축, 주방, 소비재 디자인 분야에서 인기가 높습니다.

  • 높은 재활용성 및 환경 친화성: 스테인리스 스틸은 지속 가능성이 높은 "친환경" 소재입니다. 크롬과 니켈과 같은 귀중한 합금 원소를 포함하고 있기 때문에 스테인리스 스틸을 재활용하는 것은 경제적으로 매우 매력적이며, 재활용률은 다음과 비슷합니다. 100%. 이는 매우 효율적인 "용광로에서 용광로로" 순환 경제를 형성하여 새로운 광물 채굴의 필요성을 크게 줄이고 환경 발자국을 최소화합니다.

    스테인리스 스틸 주물의 일반적인 용도

    스테인리스 스틸의 특성과 주조의 유연성이 결합된 스테인리스 스틸 주물은 복잡한 부품을 제조하는 데 이상적인 선택입니다. 스테인리스 스틸 주물은 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다:

    • 화학 및 석유화학 산업: 부식성 유체를 처리하는 펌프 본체, 밸브, 임펠러 및 파이프 피팅과 같은 구성품에 적합합니다.
    • 식음료 산업: 믹서, 필터, 용기 등 다양한 위생 등급 장비 제조용.
    • 해양 및 해군 공학: 선박용 하드웨어, 프로펠러, 해수 펌프의 경우 바닷물 부식에 대한 복원력이 뛰어납니다.
    • 의료 기기: 수술 기구, 임플란트 및 기타 의료 장비 부품용.

    자주 묻는 질문(FAQ)

    다음은 스테인리스 스틸에 대한 가장 일반적인 질문에 대한 답변입니다.

    스테인리스 스틸과 일반 스틸의 차이점은 무엇인가요?

    가장 근본적인 차이점은 다음과 같습니다. 크롬. 철과 탄소가 주성분인 일반 강철은 습한 환경에서 쉽게 녹이 슬 수 있습니다. 반면 스테인리스 스틸은 최소 10.5% 크롬를 함유하고 있어 표면에 보이지 않는 자가 치유 패시브 층을 형성합니다. 이 보호층이 스테인리스 스틸의 우수한 내식성을 제공하는 원동력입니다.

    스테인리스 스틸은 자성이 있나요?

    304 및 316과 같은 가장 일반적인 오스테나이트 등급의 스테인리스강은 일반적으로 어닐링 상태에서는 비자성입니다. 그러나 냉간 가공이나 용접 후에는 약한 자성을 띨 수 있습니다. 마르텐사이트 및 페라이트계 스테인리스강과 같은 다른 유형은 자성을 띕니다.

    스테인리스 스틸인지 어떻게 알 수 있나요?

    확실한 테스트는 실험실이 필요하지만 자석을 사용하여 기본적인 검사를 수행할 수 있습니다. 재료가 자석에 강하게 끌리면 자성 스테인리스 스틸 또는 다른 강철 합금일 가능성이 높습니다. 또한 표시를 찾아보고 산성 테스트에 대한 재료의 반응을 확인하여 보다 확실한 결과를 얻을 수 있습니다.

    스테인리스 스틸을 용접할 수 있나요?

    예, 스테인리스 스틸은 용접이 가능하지만 내식성을 유지하기 위해서는 특별한 기술이 필요합니다. 적절한 열 관리와 적절한 용접 재료의 사용은 최종 용접이 원하는 특성을 유지하도록 하는 데 매우 중요합니다.

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