스테인레스강 등급 설명: 304 vs 316 vs 430 vs 2205

스테인리스강 등급이 실제로 말해 주는 것

스테인레스 "등급"은 부식 거동, 강도, 성형성, 용접성, 자성 및 비용을 예측하는 표준화된 레시피 및 속성 창(화학적 미세 구조 처리)입니다.

가장 단순한 수준에서 스테인리스강은 얇고 자가 치유되는 수동 산화막을 형성하기에 충분한 크롬을 함유하고 있기 때문에 녹에 저항합니다. 대부분의 표준에서 스테인레스는 다음과 같이 정의됩니다. ≥10.5% 크롬 대량으로. 크롬이 많을수록 일반적으로 내산화성이 향상됩니다. 몰리브덴 및 질소와 같은 첨가물은 염화물 피팅 저항성을 향상시킵니다. 니켈은 오스테나이트를 안정화시키고 인성과 성형성을 향상시킵니다.

단, '스테인리스'는 '방오'가 아닙니다. 염화물(소금), 틈, 고인 물, 고온, 마감 불량 등은 부동태를 무너뜨려 공식(pitting), 틈새 부식, 차 얼룩, 응력 부식 균열, 입계 부식을 일으킬 수 있습니다. 올바른 등급을 선택하는 것은 합금을 노출 및 제조 현실에 맞추는 것입니다.

등급 이름 작동 방식(AISI, UNS, KO 1.xxxx)

등급 라벨은 지역마다 다르지만 동일한 기본 재료 정의에 매핑됩니다. 일반적으로 다음을 볼 수 있습니다.

• AISI/ASTM 3자리 (예: 304, 316, 430): 일반 가족을 지칭하는 데 널리 사용되는 약어입니다.
• UNS (예: S30400, S31603): 표준 전반에 걸쳐 사용되는 명확한 코드입니다. "03"은 종종 저탄소를 나타냅니다(예: 316L = S31603).
• EN (예: 304의 경우 1.4301, 316L의 경우 1.4404): 유럽에서 일반적입니다.

"L", "H" 및 안정화 등급이 중요한 이유

저탄소("L") 등급(304L, 316L)은 용접 또는 고온 노출 후 민감화 위험(결정립 경계에서 크롬 탄화물 형성)을 줄여 다양한 서비스 환경에서 입계 부식을 방지하는 데 도움이 됩니다.

고탄소("H") 등급(예: 304H)은 더 나은 고온 강도(크리프)를 지원하지만 관리하지 않으면 감작 위험이 증가할 수 있습니다.

안정화됨 등급(Ti가 있는 321, Nb가 있는 347)은 "L" 화학만으로는 불충분할 수 있는 고온 서비스 또는 용접 중에 감작을 방지하도록 설계되었습니다.

실제로 선택할 스테인리스 제품군

대부분의 스테인레스 선택 결정은 실제로 미세 구조 결정입니다. 각 제품군에는 뚜렷한 장단점이 있습니다.

오스테나이트계(300계: 304, 316)

• 성형성 및 인성이 우수합니다(저온에서도).
• 일반적으로 어닐링된 상태에서는 비자성입니다(냉간 가공 후에는 약간 자성이 생길 수 있음).
• 고온 염분 조건에서 염화물 공식/틈새 부식 및 염화물 응력 부식 균열에 취약합니다.

페라이트계(430과 같은 400 시리즈)

• 자기식, 일반적으로 비용이 저렴합니다(니켈이 거의 없거나 없음).
• 대기 부식 및 산화에 대한 내성이 우수합니다. 316 및 많은 이중 등급에 비해 제한된 염화물 저항성.
• 종종 304보다 성형성이 낮습니다. 두꺼운 부분의 경우 용접성이 더 제한적일 수 있습니다.

마르텐사이트(410, 420)

• 더 높은 경도와 내마모성을 위해 열처리가 가능합니다.
• 자기; 일반적으로 304/316보다 내식성이 낮습니다.
• 경도가 중요한 칼붙이류, 샤프트, 밸브 부품 및 마모 부품에 사용됩니다.

듀플렉스(2205 이상)

• 혼합 오스테나이트 페라이트 조직: 고강도 및 향상된 내염화물성.
• 자주 항복강도의 약 2배 일반적인 조건에서 304/316으로 더 얇은 단면이 가능합니다.
• 용접에는 위상 균형과 부식 성능을 유지하기 위해 더 엄격한 열 입력과 필러 제어가 필요합니다.

석출경화(17-4PH)

• 노화 열처리를 통해 고강도; 항공우주/산업 부품에서 흔히 사용됩니다.
• 내식성은 조건과 환경에 따라 304에서 316 사이인 경우가 많습니다.

304 대 316은 실제 질문이 아닙니다. 염화물과 틈새에 초점을 맞춥니다.

실용적인 스테인리스 선택 접근 방식은 가장 일반적인 실패 원인인 염화물 노출, 틈새/정체, 온도 및 표면 상태에서 시작됩니다. 틈새가 좁거나 생물 오염, 간헐적인 젖음 또는 마감이 거친 경우 "올바른" 등급이 변경될 수 있습니다.

PREN을 사용하여 피팅 저항 비교(빠르지만 완벽하지는 않음)

일반적인 스크리닝 측정 기준은 피팅 저항 등가 지수(PREN)입니다.

PREN ≒ %Cr 3.3×%Mo 16×%N

일반적인 PREN 값(정확한 값은 특정 표준 범위 및 열 화학에 따라 다름):

PREN은 비교 도구이지 보증이 아닙니다. 실제 성능은 온도, 산소 가용성, 틈새, 침전물, 용접 품질 및 표면 마감에 따라 크게 달라집니다. 그럼에도 불구하고 많은 구매자에게 중요한 시사점은 다음과 같습니다. 316은 염화물에서 304보다 의미 있는 단계 상승이고, 2205는 다시 단계 변화입니다. .

빠른 현실 확인 예시

해안이나 수영장 주변에 패스너, 난간 또는 브래킷을 지정하는 경우 304는 종종 소금 침전물이 젖어 있는 곳에 차 얼룩이나 움푹 들어간 부분을 발생시킵니다. 316으로 전환하면 일반적으로 몰리브덴이 국지적 공격에 대한 저항력을 증가시키기 때문에 외관 수명이 향상됩니다. 부품에 틈새(랩 조인트, 개스킷, 나사 뿌리)가 있거나 따뜻한 염화물이 있는 경우 높은 재료 비용에도 불구하고 듀플렉스 2205가 더 강력한 선택이 될 수 있습니다.

실용적인 "...일 때 선택" 규칙으로 설명된 공통 등급

규칙 하나만 기억한다면: 염화물 틈새 따뜻함 "표준 스테인리스"가 먼저 실패하는 곳입니다. 이것이 바로 염분 심각도가 높아짐에 따라 많은 실제 업그레이드가 304 → 316L → 2205(또는 그 이상)로 진행되는 이유입니다.

설계를 변경하는 기계적 특성 차이

등급은 내식성만 다른 것이 아닙니다. 강도와 강성은 두께, 무게, 왜곡에 영향을 미칩니다. 일반적인 실온 항복 강도 예(크기 순서, 제품 형태 및 조건 문제):

• 304/316 단련: 주위 200~250MPa 수율(많은 사양에 최소값이 205~215MPa에 가깝습니다).
• 2205 듀플렉스: 일반적으로 주변 450MPa 동일한 부하에 대해 더 얇은 섹션을 가능하게 하는 최소 생산량.
• 17-4PH(노후): 초과 가능 900~1100MPa 열처리 조건에 따라 생산량이 달라집니다.

실용적인 의미: 브래킷, 프레임 또는 압력을 받는 부품을 설계하는 경우 듀플렉스를 사용하면 두께, 용접 시간 및 처짐을 줄일 수 있습니다. 올바르게 제작할 수 있다면 더 높은 파운드당 합금 비용을 상쇄할 수 있습니다.

자기성과 냉간 작업의 놀라움

페라이트 및 마르텐사이트 등급은 자성을 띠고 있습니다. 오스테나이트 등급은 일반적으로 어닐링된 형태에서는 비자성이지만 냉간 가공(굽힘, 압연, 성형)은 부분적인 자성을 유발할 수 있습니다. 자성이 엄격한 요구 사항(예: 센서 상호 작용)인 경우 "304는 비자성이다"라고 가정하는 대신 허용 가능한 자기 응답을 지정하십시오.

용접 및 제작: 실제로 좋은 등급이 실패하는 경우

많은 스테인리스 부식 문제는 기본 등급보다는 제조 과정으로 거슬러 올라갑니다. 동일한 등급이라도 용접 절차, 열 착색 제거, 표면 마감 및 틈새 디자인에 따라 성능이 매우 다를 수 있습니다.

이러한 제조 제어를 체크리스트로 사용하십시오.

• "L"등급을 선택하세요 특별한 이유가 없는 한 용접 제작의 경우(감작 위험을 줄이는 데 도움이 됨)
• 히트틴트 제거 부식이 중요한 서비스에서 (산세척/부동태화); 열 색조는 구멍이 생길 수 있는 약점이 될 수 있습니다.
• 탄소강 도구로 인한 철 오염을 피하십시오. 철분이 없으면 스테인리스 표면이 녹슬고 얼룩이 생길 수 있습니다.
• 염화물이나 세척용 화학물질이 자리할 수 있는 틈새(연속 용접, 밀봉 조인트, 배수 경로)를 설계합니다.
• 듀플렉스(2205)의 경우 열 입력 및 층간 온도를 제어합니다. 제어가 불량하면 내식성과 인성이 저하될 수 있습니다.

간단한 예: 마감이 중요한 이유

거칠고 긁힌 표면은 염분 침전물을 유지하고 국부적인 공격을 촉진합니다. 외관과 세척 성능이 중요한 경우 등급뿐만 아니라 마감 및 청소 방식도 지정하세요. 많은 건축 사례에서 마감을 업그레이드하고 틈새를 제거하는 것이 설계 변경 없이 수행된 등급 점프보다 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다.

열 및 화학물질 노출: 올바른 "전문가" 등급 선택

주요 노출이 고온(산화, 스케일링, 감작 위험) 또는 특정 화학물질(산, 염소 처리된 세척제)인 경우 일반적인 304/316 프레임이 잘못될 수 있습니다.

열이 주요 원인인 경우

• 용접과 관련된 지속적인 고온의 경우 다음과 같은 안정화 등급을 고려하십시오. 321/347 (사용 중 감작 저항).
• 매우 높은 온도 내산화성을 위해 다음과 같은 고Cr/Ni 등급이 사용됩니다. 310 자주 사용됩니다.
• 온도에서 316이 "항상 304보다 낫다"고 가정하지 마십시오. 선택은 산화, 강도 및 감작 고려 사항에 따라 달라집니다.

화학물질이 주요 원인인 경우

화학적 호환성은 단일 테이블에 비해 너무 광범위하지만 안전한 작업 흐름을 사용할 수 있습니다. 농도, 온도, 통기 및 오염 물질을 정의합니다. 그런 다음 내화학성 데이터를 참조하고 테스트 지원 등급을 지정하십시오. 실제로 염화물 함유 세척제와 표백제는 식품 서비스 및 건물 유지 관리에서 스테인레스 킬러로 자주 사용됩니다. 그러한 경우에는 프로세스 제어 및 헹굼 합금만큼 중요할 수 있습니다.

실용등급 선정 매트릭스(환경 → 최종 후보)

이를 출발점으로 사용하여 사양을 구축하세요. 항상 정확한 염화물 수준, 온도, 세척 화학물질 및 틈새 심각도를 확인하십시오.

판정원리 : 틈새나 퇴적물을 제거할 수 없고 염화물이 존재하는 경우 등급을 업그레이드하고 디테일을 업그레이드하세요 —한 가지만 하면 많은 프로젝트가 실패합니다.

조달 확인: 역효과를 낳는 "동등한" 대체물 방지

스테인리스는 속기 등급만으로 구매하는 경우가 많기 때문에 대체가 발생합니다. 위험을 제어하려면 사양이나 PO 메모에 다음 검사를 포함하세요.

1. 모호함을 줄이기 위해 전체 명칭(예: 316L / UNS S31603 / EN 1.4404)을 명시합니다.
2. 특성이 상당히 다양하므로 제품 형태와 상태(시트, 플레이트, 바, 튜브, 어닐링, 냉간 가공, 시효)를 정의합니다.
3. 부식 외관이 중요한 경우 표면 마감 요구 사항을 명시하십시오(거칠기와 마감 방법이 침전물 보유에 영향을 미침).
4. 용접물의 경우 L등급 또는 안정화 등급, 용접 후 청소 기대치, 열 착색 허용 기준을 지정합니다.
5. 염화물 서비스가 중요한 경우 "304 또는 이와 동등한 것"보다는 최소한의 PREN 관련 화학물질 관리(또는 승인된 등급 목록)를 요구하는 것을 고려하십시오.

일반적으로 발생하는 비용이 많이 드는 실수는 외관용 실외 부품에 저합금 "동등품"을 적용하는 것입니다. 염색으로 인해 청소 작업, 재작업 또는 교체가 발생하면 초기 비용 절감 효과가 사라지는 경우가 많습니다.

빠른 결론: 자신있게 선택하는 가장 간단한 방법

"스테인레스강 등급 설명"을 자신 있는 선택으로 바꾸려면 다음을 순서대로 수행하십시오.

• 노출 정의: 염화물(염분), 온도, 습식/건식 주기, 침전물 침전 여부.
• 틈새 식별: 나사산, 랩 조인트, 개스킷, 침전물 부족 구역, 정체된 포켓.
• 부식 등급을 선택하세요. 304 (양성) → 316L (중간 염화물) → 2205 (따뜻한/틈새 염화물) → 해수/뜨거운 염수용 고급 합금.
• 잠금 제조 제어: 용접물의 L 등급, 열 착색 제거, 철 오염 방지, 마감 지정.
• 강도가 두께를 결정하는 경우 이중 또는 PH 등급을 고려하되 조건을 지정하고 부식 요구 사항을 확인하십시오.

요점: 스테인레스 등급 선택은 "최고의" 합금을 선택하는 것이 아니라 염화물 심각도, 틈새 위험, 온도 및 제조 품질에 맞는 합금을 선택하는 것입니다.