스테인리스강의 몇 가지 특성

1. 스테인리스강의 기계적 특성
스테인리스강의 경우, 구매 사양서에 요구되는 기계적 특성이 명시되어 있는 것이 일반적입니다. 최소 기계적 특성은 해당 재료 및 제품 형태와 관련된 다양한 표준에서도 규정하고 있습니다. 이러한 표준 기계적 특성을 충족한다는 것은 해당 재료가 적절한 품질 관리 시스템에 따라 제대로 제조되었음을 의미합니다. 따라서 엔지니어는 안전 작업 하중 및 압력을 충족하는 구조물에 해당 재료를 안심하고 사용할 수 있습니다.
평판 압연 제품에 대해 규정되는 기계적 특성은 일반적으로 인장 강도, 항복 강도(또는 내압 강도), 연신율 및 브리넬 경도 또는 로크웰 경도입니다. 봉, 튜브, 파이프 및 부속품에 대한 특성 요구 사항은 일반적으로 인장 강도와 항복 강도를 명시합니다.

2. 스테인리스강의 항복강도
연강과는 달리, 어닐링 처리된 오스테나이트 스테인리스강의 항복 강도는 인장 강도에 비해 매우 낮은 비율을 차지합니다. 연강의 항복 강도는 일반적으로 인장 강도의 65~70% 정도입니다. 그러나 오스테나이트 스테인리스강 계열에서는 이 수치가 40~45%에 불과한 경향이 있습니다.
냉간 가공은 항복 강도를 빠르게 크게 증가시킵니다. 스프링 템퍼링 와이어와 같은 일부 스테인리스강은 냉간 가공을 통해 항복 강도를 인장 강도의 80~95%까지 높일 수 있습니다.

3. 스테인리스강의 연성
스테인리스강은 높은 가공 경화율과 높은 연신율/연성을 모두 갖추고 있어 가공이 매우 용이합니다. 이러한 특성 덕분에 스테인리스강은 딥 드로잉과 같은 공정에서 심하게 변형될 수 있습니다.
연성은 일반적으로 인장 시험 중 파괴 전 연신율(%)로 측정됩니다. 어닐링 처리된 오스테나이트계 스테인리스강은 연신율이 매우 높으며, 일반적인 수치는 60~70%입니다.

4. 스테인리스강의 경도
경도는 재료 표면의 관통 저항을 나타냅니다. 경도 시험기는 매우 단단한 압입자가 재료 표면에 얼마나 깊이 눌러질 수 있는지를 측정합니다. 브리넬, 로크웰, 비커스 경도 시험기가 사용됩니다. 각 시험기는 압입자의 모양과 힘을 가하는 방식이 다르기 때문에, 서로 다른 척도 간의 변환은 대략적인 값만 가질 수 있습니다.
마르텐사이트계 및 석출 경화형 강재는 열처리로 경화시킬 수 있습니다. 다른 강재들은 냉간 가공으로 경화시킬 수 있습니다.

5. 스테인리스강의 인장 강도
봉강 및 선재 제품을 정의하는 데 필요한 기계적 특성은 일반적으로 인장 강도뿐입니다. 동일한 재질 등급이라도 용도에 따라 다양한 인장 강도를 가질 수 있습니다. 봉강 및 선재 제품의 인장 강도는 제조 후 최종 용도와 직접적인 관련이 있습니다.
스프링 와이어는 제조 후 최고 수준의 인장 강도를 갖는 경향이 있습니다. 이러한 높은 강도는 코일 스프링으로 가공하는 냉간 가공 과정에서 얻어집니다. 만약 이러한 높은 강도가 없다면 와이어는 스프링으로서 제대로 기능하지 못할 것입니다.
성형이나 직조 공정에 사용되는 와이어에는 이처럼 높은 인장 강도가 필요하지 않습니다. 볼트나 나사와 같은 체결 부품의 원료로 사용되는 와이어나 봉은 머리와 나사산을 성형할 수 있을 만큼 충분히 부드러우면서도 실제 사용 환경에서 제 기능을 충분히 발휘할 수 있을 만큼 강해야 합니다.
스테인리스강의 종류에 따라 인장 강도와 항복 강도가 다릅니다. 어닐링 처리된 재료의 일반적인 강도는 표 1에 요약되어 있습니다.
표 1. 다양한 계열의 어닐링 처리된 스테인리스강의 일반적인 강도

	인장 강도	항복 강도
오스테나이트계	600	250
듀플렉스	700	450
페라이트	500	280
마르텐사이트	650	350
석출 경화	1100	1000

6. 스테인리스강의 물리적 특성
● 내식성
● 고온 및 저온 저항성
● 제작 용이성
● 고강도
● 심미적 매력
● 위생적이고 청소가 용이함
● 긴 수명 주기
● 재활용 가능
● 낮은 자기 투과율

7. 스테인리스강의 내식성
모든 스테인리스강은 우수한 내식성을 가지고 있습니다. 저합금강은 일반적인 환경에서 부식에 대한 저항력이 있으며, 고합금강은 대부분의 산, 알칼리 용액 및 염화물 환경에서 부식에 대한 저항력이 뛰어납니다.
스테인리스강의 내식성은 크롬 함량 덕분입니다. 일반적으로 스테인리스강은 최소 10.5% 이상의 크롬을 함유하고 있습니다. 합금 속의 크롬은 공기 중에서 자연적으로 형성되는 투명한 산화막을 만들어 내식성을 유지합니다. 이 산화막의 자가 치유 특성 덕분에 제조 방법에 관계없이 내식성이 그대로 유지됩니다. 재료 표면이 절단되거나 손상되더라도 자가 치유되어 내식성이 유지됩니다.

8. 극한 온도 저항성
일부 스테인리스강 등급은 스케일 형성에 강하고 매우 높은 온도에서도 높은 강도를 유지합니다. 또 다른 등급은 극저온에서도 높은 기계적 특성을 유지합니다.
고강도 스테인리스강
부품 설계 및 제작 방법을 변경하여 스테인리스강의 냉간 가공 시 발생하는 가공 경화 효과를 활용할 수 있습니다. 그 결과 얻어지는 높은 강도로 인해 더 얇은 재료를 사용할 수 있어 무게와 비용을 절감할 수 있습니다.

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