1.0 스테인리스 스틸이란?
스테인리스 스틸은 철, 크롬, 니켈 및 기타 원소의 합금입니다. 크롬은 부식에 강한 자가치유 산화막을 형성하여 녹 발생을 최소화하고 내구성이 뛰어납니다.
내식성, 강도, 그리고 깨끗한 외관으로 유명한 스테인리스강은 석유화학, 공정 장비, 터빈 엔진 산업에서 널리 사용됩니다. 다양한 등급 중 304와 316이 가장 널리 사용되며, 둘 다 오스테나이트계 스테인리스강으로 분류되며, 해양 등급 또는 외과용 스테인리스강이라고도 합니다.
2.0 304 스테인리스 스틸이란?
등급 304 스테인리스 스틸 우수한 인장 강도, 내구성, 내식성 및 내산화성으로 널리 사용되는 고성능 합금입니다. 녹는점 2,550°F에서 2,650°F(1,399°C~1,454°C) 사이이지만, 이 범위에 가까워질수록 인장 강도가 감소합니다.
이 합금은 약 621 MPa(90 ksi)의 높은 인장 강도를 제공하며 최대 870°C의 온도에서 작동할 수 있어 까다로운 응용 분야에 신뢰할 수 있는 소재입니다. 주요 특징
- 대기부식 및 물에 대한 우수한 저항성
- 다양한 환경에서 우수한 내화학성
- 쉽게 제작, 용접 및 형성 가능
- 어닐링 상태에서는 비자성
- 다양한 용도에 적합한 안정적인 기계적 특성
304 스테인리스 스틸 제한 사항
- 염화물 민감도: 염화물 농도가 높은 환경(예: 바닷물)에서는 침식에 취약함
- 해양 또는 고염화물 응용 분야에 적합하지 않음: 공격적인 염화물 환경에서 성능이 제한되는 몰리브덴이 부족함
2.1 304 스테인리스 강의 일반적인 적용 분야
304 스테인리스강은 뛰어난 내식성, 강도, 그리고 성형성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 일반적인 용도는 다음과 같습니다.
| 적용 분야 | 일반적인 용도 |
| 음식 & 주방 | – 식품 가공 장비 – 주방 장비 및 가전제품 – 냄비와 프라이팬 – 주거용 싱크대 및 싱크대 부품 |
| 산업 및 기계 | – 펌프 및 밸브 구성 요소 – 열교환기 – 압력 용기 – 장비 튜빙 – 저장 탱크 – 물 및 유체 배관 |
| 자동차 | – 자동차 몰딩 및 트림 – 휠 커버 – 배기 매니폴드 |
| 전기 및 구조 | – 부식 방지 전기 인클로저 – 실내 전기 인클로저 – 패스너 및 하드웨어(나사, 볼트, 핸들, 플레이트) |
| 건축 및 장식 | – 장식용 트림 – 건축용 하드웨어(패널, 조각품, 촛대) – 가정용 가전제품 |
2.2 304 스테인리스 스틸의 장점
- 부식 저항성: 약산 및 알칼리 용액을 포함한 많은 부식성 환경에서 우수한 성능을 발휘합니다.
- 작업성이 우수함: 굽힘, 가공, 용접, 연마가 용이함
- 비용 효율성: 316 및 고합금 스테인리스강에 비해 비용이 저렴합니다.
- 다재다능함: 식품, 의료, 건설, 산업 분야를 포함한 광범위한 산업에 적합
2.3 304 제조 공정
304는 크롬, 철, 니켈 및 기타 미량 합금을 용광로에서 녹여 용융 혼합물을 만듭니다. 그런 다음 빌릿, 슬래브 또는 기타 형태로 압연하여 경화합니다. 이후 이 형태는 열간 압연, 어닐링, 열처리, 연마 및/또는 원하는 크기로 절단될 수 있습니다.
3.0 316 스테인리스 스틸이란?
316 스테인리스강은 뛰어난 내식성, 높은 인장 강도, 그리고 고온에서의 안정적인 성능으로 유명한 프리미엄 오스테나이트계 합금입니다. 용융 온도 범위는 2,500°F(1,371°C) ~ 2,550°F(1,399°C)이며, 인장 강도는 579 MPa(84 ksi)이고, 최대 사용 온도는 약 800°C(1,472°F)입니다.
316 스테인리스 스틸은 크롬-니켈 합금에 몰리브덴을 첨가하여 화학적 공격에 대한 내성을 크게 향상시킨 소재로, 특히 해양 환경 및 화학 처리 분야에서 그 성능이 크게 향상되었습니다. 316 스테인리스 스틸은 고온에서 염화물, 브롬화물, 요오드화물, 황산, 염수, 지방산과 같은 부식성 물질에 대한 내성이 304 스테인리스 스틸보다 훨씬 뛰어납니다.
고온 안정성
316은 고온에서도 강도와 내식성을 유지하므로 304가 분해될 수 있는 열 집약적 용도에 적합합니다.
비반응성 조성
316은 비반응성 합금이므로 의료, 제약, 식품 등급 환경에 이상적입니다.
316 스테인리스 스틸의 한계
비용이 더 높음: 향상된 내식성은 304보다 가격이 더 비싼데, 이는 주로 니켈 함량이 증가하고 몰리브덴이 추가되었기 때문입니다.
316 스테인리스 스틸의 구성
이러한 구성으로 인해 316 스테인리스 스틸은 304 스테인리스 스틸에 비해 염화물과 공격적인 화학물질에 대해 더 강하지만, 육안으로는 두 스틸이 거의 동일하게 보입니다.
- 16% 크롬
- 10% 니켈
- 2% 몰리브덴
3.1 316 스테인리스 스틸의 장점
- 향상된 내식성
- 우수한 침식 및 틈새 부식 저항성
- 염화물이 풍부한 환경에서 더 나은 성능
- 용접, 청소 및 마무리가 쉽습니다.
- 제약 및 식품 등급 응용 분야에 적합
- 304 스테인리스 스틸에 비해 뛰어난 내화학성을 위해 몰리브덴을 함유하고 있습니다.
3.2 316 스테인리스 스틸의 일반적인 응용 분야
| 적용 분야 | 일반적인 응용 프로그램 |
| 해양 환경 | 해양 구성품, 해양 부품, 해양 환경의 구조용 강철 및 구성품, 해양 장비 |
| 의료 및 제약 장비 | 수술 및 의료 기기, 의료 장비(비수술용 포함), 제약 처리 장비, 제약 장비, 제약 제조 |
| 화학 장비 | 화학 처리 장비, 화학 장비, 화학 배관, 화학 제조, 산업 및 화학 운송, 압력 용기, 화학 응용 분야용 물탱크 및 파이프 |
| 야외 시설 | 야외 전기 인클로저, 야외 현장 가구 |
| 산업 장비 | 제약 및 화학 산업에 사용되는 산업 장비 |
| 주방 및 식품 가공 | 상업용 주방 표면, 장비 및 가전제품, 상업용 주방, 염분 환경에서의 식품 생산 및 가공, 상업용 가전제품 |
| 기타 | 스테인리스 스틸 와이어 바구니, 스테인리스 스틸 바구니, 스테인리스 스틸 플로트 |
3.3 316 제조 공정
316은 18/8이나 304와 거의 동일한 방식으로 만들어지지만, 재료가 조금씩 다릅니다. 니켈, 크롬, 탄소 외에도 몰리브덴과 소량의 망간, 실리콘, 그리고 때때로 질소를 혼합합니다. 제조업체는 316의 장점을 최대한 활용하기 위해 이 정확한 조성이 유지되는지 확인하기 위해 재료의 양을 매의 눈으로 관찰합니다. 304나 18/8처럼 316도 녹인 후 성형하고 가공합니다.
4.0 304와 316 스테인리스 스틸의 상세 비교
304 대 316 스테인리스 스틸 - 종합 비교
304와 316은 모두 가장 일반적으로 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강입니다. 외관과 형태는 거의 동일하지만, 화학적 조성, 기계적 성능, 내식성 면에서 상당한 차이가 있습니다. 다음 표는 소재 선택에 도움이 되도록 나란히 비교한 것입니다.
| 특징 | 304 스테인리스 스틸 | 316 스테인리스 스틸 |
| 구성 | 18% 크롬, 8% 니켈(몰리브덴 없음) | 18% 크롬, 10% 니켈, 2-3% 몰리브덴 |
| 부식 저항성 | 온화한 환경에서는 매우 우수하지만, 특히 염화물에 의해 침식 및 틈새 부식이 발생하기 쉽습니다. | 염화물을 포함한 모든 종류의 부식에 대한 뛰어난 내식성을 갖추고 있으며, 혹독한 환경에서도 뛰어난 내식성을 자랑합니다. |
| 힘 | 좋은 | 좋음, 몰리브덴으로 인해 약간 더 높음 |
| 고온 성능 | 다양한 용도로 사용 가능하지만, 매우 높은 온도에서는 부식되기 쉽습니다. | 고온 강도와 내식성이 뛰어납니다. |
| 용접성 | 훌륭한 | 훌륭한 |
| 비용 | 더욱 비용 효율적 | 더 비싼 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 식품 가공 장비, 주방 가전, 싱크대, 건축용 장식, 펌프 및 밸브 구성품. | 해양 환경, 화학 처리, 제약 제조, 의료 기기, 열교환기. |
| 자기 | 약간 자성 | 약간 자성 |
4.1 스테인리스 스틸 304 대 316: 주요 특성 비교
스테인리스강 304와 316은 가장 널리 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강 중 하나입니다. 두 강종 모두 우수한 내식성, 강도, 그리고 성형성을 제공하지만, 특정 환경에서의 화학적 조성과 성능은 서로 다릅니다.
| 재산 | 스테인리스 스틸 304 | 스테인리스 스틸 316 |
| 부식 저항성 | – 광범위한 환경에서 우수 – 염화물 환경에서 점식 및 틈새 부식에 취약 – 60°C 이상에서 응력 부식 균열 위험 | – 전반적으로 우수한 내식성 – "해양 등급"으로 알려져 있음 – 따뜻한 바닷물에서 여전히 침식, 틈새 부식 및 SCC에 취약함 |
| 추천 저탄소 등급 | 304L: 습하거나 고온 환경에서 탄화물 침전에 대한 더 나은 저항성 | 316L: 탄화물 침전에 대한 향상된 저항성; 장시간 노출이나 중요한 환경에 적합 |
| 내열성 | – 최대 간헐적 산화를 견딥니다. 870°C – 최대 연속 사용 가능 925°C – 물 속에서 연속적으로 사용하는 것은 권장하지 않습니다. 425°C–860°C | – 유사한 성능을 보입니다: 870°C 간헐적, 925°C 연속 – 316L은 물 서비스에 적합합니다. 425°C–860°C 범위 |
| 냉간 가공 | – 빠르게 경화됩니다. – 균열을 방지하기 위해 중간 어닐링이 필요할 수 있습니다. – 내부 응력을 완화하고 내식성을 회복하기 위해 최종 어닐링이 권장됩니다. | – 롤 성형, 스탬핑, 헤딩 또는 드로잉이 용이합니다. – 연성을 회복하고 응력을 완화하기 위해 냉간 성형 후 어닐링이 권장됩니다. |
| 냉간 가공의 효과 | 강도와 경도가 증가합니다 | 강도와 경도가 증가합니다 |
| 열간 작업 | – 최상의 성능은 다음에서 나타납니다. 1149°C–1260°C – 성형 후 급속 냉각으로 내식성 극대화 | – 아래에서 작업하지 마십시오. 927°C – 이상적인 범위: 1149°C–1260°C – 작업 후 어닐링 권장 |
| 열처리 | – 열처리로 경화할 수 없음 – 용액 어닐링 1010°C–1120°C, 그 후 급속 냉각 | – 열처리로 경화 불가능 – 동일한 어닐링 범위: 1010°C–1120°C 빠른 냉각으로 |
| 가공성 | – 가공성이 좋지만 주의가 필요합니다. – 절삭 공구를 날카롭게 유지하십시오. – 가볍지만 깊은 절단을 사용하십시오. – 칩 브레이커를 사용하십시오. – 열전도도가 낮기 때문에 냉각수/윤활유를 많이 사용하십시오. | – 304와 유사 – 동일한 가공 지침 적용 – 적절한 냉각수는 열을 발산하고 공구 마모를 줄이는 데 필수적입니다. |
4.2 스테인리스 스틸 304와 316의 기계적 및 물리적 특성 비교
이 표는 인장 강도, 항복 강도, 신장률, 경도, 밀도 및 최대 작동 온도 측면에서 304와 316의 차이점을 강조하여 보여줍니다. 이는 다양한 산업 분야에서의 적합성을 평가하는 데 필수적입니다.
| 속성 | 304 스테인리스 스틸 | 316 스테인리스 스틸 |
| 밀도 | 7.87–8.07g/cm^3 | 7.87–8.07g/cm^3 |
| 인장 강도(MPa) | 540–750 | 480–621 |
| 녹는점(°C) | 1450 | 1,648–1,673 |
| 탄성계수(GPa) | 193 | 193 |
| 전기 저항률(Ω.m) | 0.72 x 10-6 | 0.69–0.81 x 10-6 |
| 열전도도(W/mK) | 16.2 | 13–17 |
| 열팽창(1/K) | 17.2 x 10^-6 | 15–18 x 10^-6 |
| 파단 시 신장률(%) | 70 | 60 |
| 경도(록웰 B) | 70 | 80 |
| 부식 저항성 | 훌륭한 | 특별한 |
| 자기 | 아니요 | 아니요 |
| 성형성 | 매우 좋은 | 좋은 |
| 가공성(어닐링) | 공평하지만 316보다 낫습니다 | 공정한 |
4.3 스테인리스 스틸 304와 316의 원소 구성(%)
여기서는 304와 316 스테인리스 강의 주요 합금 원소를 비교합니다. 316 스테인리스 강의 몰리브덴 함유는 염화물 및 혹독한 화학 환경에 대한 우수한 내성을 제공하는 주요 요인입니다.
| 요소 | 304 스테인리스 스틸 % | 316 스테인리스 스틸 % |
| 탄소 | 0.07 | 0.07 |
| 크롬 | 18.0 – 19.5 | 16.5 – 18.5 |
| 니켈 | 8.0 – 10.5 | 10.0 – 13.0 |
| 규소 | 1 | 1 |
| 망간 | 2 | 2 |
| 인의 | 0.045 | 0.045 |
| 황 | 0.015 | 0.015 |
| 질소 | 0.1 | 0.1 |
| 몰리브덴 | – | 2.0 – 2.5 |
4.4 특성 개요: 스테인리스 스틸 304 대 316
이 요약에서는 304와 316 스테인리스 스틸 간의 내식성, 비용, 가공성 및 이상적인 사용 사례의 주요 차이점을 설명하여, 귀하의 응용 분야에 적합한 소재를 선택하는 데 명확한 가이드를 제공합니다.
| 형질 | 304 스테인리스 스틸 | 316 스테인리스 스틸 |
| 부식 저항성 | 훌륭한 | 더 나은 |
| 자기 | 아니요 | 아니요 |
| 용접성 | 높은 | 좋은 |
| 냉간 성형 시 경화됨 | 예 | 예 |
| 성형성 | 매우 좋은 | 좋은 |
| 가공성(어닐링) | 공평하지만 316보다 낫습니다 | 공정한 |
| 고온에 강함 | 높은 | 높은 |
| 최대 간헐적 서비스 온도 | 화씨 1562도 | 화씨 1562도 |
5.0 316 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸을 구별하는 방법
316과 304 스테인리스 스틸은 시각적으로 구분할 수 없습니다. 두 등급 모두 겉보기에 동일하며, 특히 광택이나 마감 처리가 동일할 때 더욱 그렇습니다. 316으로 만든 판금과 304로 만든 판금은 겉보기에 크게 다르지 않습니다.
눈에 띄는 차이가 없기 때문에 재료 등급을 확인하는 유일한 신뢰할 수 있는 방법은 다음과 같습니다. 재료 시험 보고서(MTR)MTR은 강철의 정확한 화학 성분을 제공하고 304, 316 또는 다른 등급인지 확인합니다.
