STS 특성
스테인리스강의 특성으로는 [표]과 같이 품질특성과 물리적 성질로 크게 분류할 수 있는데 품질 특성으로는 내식성, 용접성, Creep 강도, 성형가공성 등이 중요하며 이 중에 가장 중요한 품질 특성인 내식성은 일반 탄소강과는 달리 스테인리스강 표면에 부동태 산화피막이 형성되어 우수한 내식성을 보유하게 된다.
[그래프]는 Fe-Cr계의 대기중에서 Cr함량에 따라 부식도를 나타낸 것으로 Cr함유량이 10% 이상 되면 내식성이 우수함을 알 수 있다.
강종에 따른 내식성은 부식환경과 부식형태에 따라 다소 차이가 있지만, 일반적으로 Austenite계 강종의 내식성이 가장 우수하며, Ferrite계, Martensite계 순으로 내식성이 감소하게 된다.
화학발전 설비용은 고온에서 사용되는 경우 Creep강도가 중요한 품질 특성 항목으로 Austenite계 스테인리스강은 결정구조가 면심입방 격자(FCC)이기 때문에 체심입방격자(BCC)를 갖는 Ferrite계 또는 Martensite계 스테인리스강 보다 600℃까지는 Martensite 강종의 강도가 오히려 우수하다.
이것은 Martensite 강종이 소입에 의해 경화되기 때문에 Ferrite 강종과 Austenite 강종은 변태점이 없어 소입에 의해 경화되지 않는다. Austenite 강종의 경우 냉간가공에 의해 경화되지만 가공에는 한계가 있으며, 가공경화가 증가할수록 성형성은 불량해진다.
용접성에 있어서는 Ferrite강종과 Martensite강종이 Austenite강종에 비해 매우 불량하다. 이것은 단시간내에 Cr계 스테인리스 강을 950℃ 이상의 온도로 급속 가열하면 결정립이 현저하게 조대화되어 고온 취화의 원인으로 작용하기 때문이다.
성형가공성음 Austenite강이 우수하나 Austenite강은 Ferrite강 보다 가공경화성이 높기 때문에 심한 냉간 가공시 Strain누적과 Marensite 변태 발생으로 강도가 증가하는 현상이 일어난다.
STS 용도(열연)
| 강종 | 특성 | 용도 |
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304(L) | - Austentie계의 기본강종
- 내식성, 내열성 우수
- 저온강도, 기계적 성질 우수
- 열처리로써는 경화되지 않고 자성 없음
| - 식품설비, 일반화학설비, 원자력용, 배관파이프, 저장기기, 내열부품용
- 화학부품, 내열부품용
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310(L) | - 304대비 Ni, Cr 및 高N성분으로 조질압연에 의해 고강도화 가능(불안정한 Austenite조직이 Martensite 조직으로 변태)
- Steel, Al 대비 뛰어난 고온강조, 피로강도 및 내식성으로 전동차량 적용시 경량화, 안정성 및 경제성 우수
| - 철도차량, Belt Conveyor, Bolt, Nut
- 철도차량 내외장재, 구조용
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305 | - 304대비 Ni를 상향시킨 비자성 강종
- 가공에 의한 자성 발생이 없음
- 성형성이 우수하며 주로 전자부품용으로 사용
| - 양식기(심가공용), 전자부품, 특수인발용, 냉간압조용
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316(L) | - Mo첨가 (2~3%)로 내공식성 우수
- 고온 Creep 강도가 우수
- 304강으로는 불충분한 가혹한 환경에 적용
| - 파이프, 화학탱크(제지산업, 비료공업)
- 파이프, 화학탱크, 용접부 부팜
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321 | | - Boiler 열교환기, 파이프, 화학설비, 항공기 배관
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409(L) | - 용접성 향상을 위해 Cabon 및 Nitrogen 안정화 원소인 Ti 등이 첨가된 내열강
- 11% Cr을 함유, 공온 및 상온에서 완전한 BCC 구조를 가지는 Ferrite 스테인리스강
- 확관성, 고온내식성, 용접성이 우수한 소재
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410(L) | - 고강도와 인성을 요구하는 강종
- Quenching후 주로 열처리를 기계적으로 성질을 확보(410강종)
- 생산 Cost면에서 유리하고 가공성이 양호하나 부식환경에 취약
| - 1종양식기
- 콘테이너, Frame용, Burner, 자동차 배기장치
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420J1/J2 | - 고탄소 Martensite계 강종으로 우수한 소입경화능
- 고강도의 기계적으로 성질을 요구하는 제품소재로 사용
| - Dinner Knife, 터빈블레이드
- Knife, 가위, Nozzle, 밸브
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430 | - 범용적인 비열경화용 Ferrite계 스테인리스강
- 17% Cr을 함유, 고온에서 혼상(α+β) 존재하나 1000℃ 이하는 α단상의 BCC구조
- 자성을 띄며, Ridding 및 Strain이 발생
| - 전자부품, 가스렌지 상판, 2종양식기, 건축내장용
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444 | - 400계 스테인리스강의 고유특성으로 인해 304강 대비 가공성 및 용접성은 다소 미흡하나 극저[C+N]으로 가공성을 향상
- 안정화 페라이트 원소인 [Nb] 첨가로 Fully Ferrite 조직을 보유함으로써 내부식성, 연성, 내응력부식균열성 개선 및 용접전후 열처리 생략이 가능한 저수조용 신강종
| - 대용량 저수조, 배수지, 태양열온수기, 전기온수기 등 음용수 설비에 사용
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STS 용도(냉연)
| 강종 | 특성 | 용도 |
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304(L) | - Austenite계의 기본강종
- 내식성, 내열성 우수
- 저온강도, 기계적 성질 우수
- 열퍼리로써 경화되지 않고 자성 없음
| - 1,2양식기, 외장재, 건척자재
- 저장기기, 내열부품류
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310(L) | - 304대비 Ni, Cr 및 高N성분으로 조질압연에 의해 고강도화 가능 (불안정한 Austenite 조직이 Martensite 조직으로 변태)
- Steel, Al 대비 뛰어난 고온강도, 피로강도 및 내식성으로 전동차량 적용시 경량화, 안정성 및 경제성 우수(301L)
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304N1 | - 304대비 N첨가에 의해 고강도 확보로 구조용 강재로 사용
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304N2 | - 연성과 내식성의 저하를 최소한으로 유지하면서 강도를 증가시킬 목적으로 N 및 Nb을 첨가한 구조용 강재
- 고강도 확보를 위해 N(0.17%) 및 Mn(1.7%) 첨가
- 내입계 부식성 향상을 위하여 첨가
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304Cu | - 17Cr-7Ni-2Cu를 기본조정으로 한 Austenite계 스테인리스강
- 304대비 우수한 성형능 확보 (복합성형, 심가공성, 형상동결성 우수)
- 내시효 균열성이 우수
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316(L) | - Mo첨가(2~3%)로 내식성 우수
- 고온 Creep 강도가 우수
- 열간가공시 고압하 필요
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321 | - 304강종에 Carbon 안정화 원소인 Ti 첨가로 입계 예민화 억제
- 예민화 구간(450~850℃)에서 사용될 목적으로 개발
- Ti첨가로 결함(Inclusion line, Ti-Streak) 다발 강종임
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409L | - 가공성, 용접송, 재식성 향상을 위해 Low Carbon 및 안정화 원소인 Ti 첨가
- 11% Cr을 함유, 고온 및 상온에서 완전한 BCC 구조를 가지는 Ferrite계 내열강
- 우수한 가공성과 용접성을 유지하고 적잘한 고온특성 및 상온내식성을 가짐으로 내열기기 소재로 주로 사용
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410(L) | - 410 : Martensite 조직으로 내식성 및 기계가공성 보유
- 410L : Low Carbon에 의한 Ferrite 조직으로 용접부 굴곡성, 가공성 등이 우수
| - 1종 양식기, 일반범용
- Container Frame, 보일러 연소실, 배기가스 처리장치 등
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420J2 | - 고탄소 Martensite계 강종으로 우수한 소입경화능
- 고강도의 기계적 성질을 요구하는 제품의 소재로 사용
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430 | - 범용적인 비열경화용 Ferrite계 스테인리스강
- 17% Cr을 함유, 고온에서 혼상(α+β) 존재하나 1000℃이하에는 α단상의 BCC구조
| - 가스렌지 상판, 가전부품 2종양식기, 건축내장용
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430J1L | - 19Cr-0.5Cu-0.5Nb-Low(C, N)성분의 Ferrite 스테인리스강
- STS430 대비 Cu, Nb 첨가 및 C, N 양이 적기 때문에 가공성, 내식성 우수
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436L | - 대표성분 : 18Cr-1Mo-(Ti,Nb)-Low(C,N)성분의 Ferrite 스테인리스강
- 극저 C, N 및 Carbon 안정화원소(Ti, Nb) 첨가로 내식성, 용접성, 가공성 향상
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STS 용도(후판)
| 강종 | 특성 | 용도 |
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304(L) | - Austenite Stainless 기본강종
- 내식성, 내열성 우수
- 저온강도, 기계적 성질 우수
| - 화학설비, Vessel, Tank, 산업기계 등
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304(LN) | - 저[C], 질소 첨가강
- 304대비 고강도 및 내식성 향상
- 질소첨가로 고온가열 및 고온압연 (압하율 하향관리)
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316(L) | - Mo 첨가 (2~3%로 내공식성 우수)
- 고온 Creep 강도가 우수
- 열간 가공시 고압 필요
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