스테인리스 스틸의 역사

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강철의 탄생은 약 4000년 전 강도가 높아지면서 철제 무기가 청동을 대체하기 시작한 때로 거슬러 올라갑니다. 수천 년 동안, 강철의 기초는 대체 강철보다 더 좋은 이유를 알지 못한 채 사용되었습니다. 철강이 상업적으로 생산되기 시작하면서 19세기 말과 20세기 초에 큰 발전이 있었습니다. 1856년 헨리 베세머는 녹은 철에 산소를 도입함으로써 탄소 함량을 줄이는 새로운 방법을 생각해냈습니다. 이것은 철강의 다양한 발전으로 이어졌고, 1901년에 US Steel Corporation이 탄생했다. 1904년, 프랑스의 과학자 레옹 질레는 스테인리스강을 구성하는 합금의 혼합물을 개발했습니다. 1913년 해리 브라이어리는 이 과정을 기록하면서 내식성에 주목하고 최초의 마르텐사이트 특허를 취득했습니다.  

​원래 "녹슬지 않는 강철"로 만들어진 스테인리스강은 반짝이는 표면과 엄청난 강도로 인해 곧 시장에서 물결을 일으키기 시작했습니다. 그것은 기술의 진정한 경이로움이었고 운송과 의료와 같은 산업들을 정말로 현대화시켰습니다. 이것의 엄청난 혜택은 우리가 생각지도 못한 방식으로 일상을 더 편하게 만들었습니다.

대부분의 사람들은 스테인리스라는 단어나 스테인리스 스틸이라는 용어를 들으면 카탈로그에서 확인하던 새로운 냉장고나 주방기기로 알고 있습니다.. 그러나 스테인리스강은 항공우주에서 의료에 이르기까지 수천 가지의 다양한 용도에 사용되며 매우 구체적인 용도로 사용됩니다. 

​스테인리스강=철+크롬(>10.5%)+기타품

위의 방정식은 스테인리스 합금의 기초를 형성하지만, 다양한 종류의 원소가 스테인리스 등급의 합금을 형성하기 위해 사용됩니다. 이러한 등급은 속성과 능력이 다르기 때문에 많은 경우에 다른 목적으로 사용됩니다. 스테인리스강 생산의 대부분은 10개의 합금 그룹에 속하지만, 현재 250개 이상의 스테인리스강 합금이 생산될 수 있습니다.

​왜 스테인리스강이 제조업에서 인기가 있을까요?

그렇다면 스테인리스강은 다른 금속에 비해 무엇이 그렇게 훌륭할까요?

​다른 금속보다 내식성(녹슬지 않음), 내열성 및 내산화성이 높고 실내 및 고온 모두에서 다른 옵션보다 강도가 높습니다. 이러한 특성 외에도 스테인리스강의 고유한 특성, 외관 및 유지보수의 필요성이 낮기 때문에 많은 용도에 적합합니다.

다만, 내식성을 좀 더 조사해 봅시다. 왜 내식성이 있을까요? 스테인리스 스틸은 왜 녹슬지 않을까요? 간단하게 말해서 크롬이 첨가 되었기 때문입니다. 위에 있는 방정식을 다시 살펴봅시다. 대부분의 스테인리스강에서 기본 금속인 철은 보통 외롭게 산소에 노출되면 상대적으로 빨리 녹습니다. 스테인리스와 탄소강 또는 다른 종류의 강철을 구분하는 것은 이 기본 금속에 첨가되는 산화 크롬층입니다. 이 층은 부식 저항성을 크게 높이고 녹을 최소화하는 패시브 막을 형성합니다. 짐작할 수 있듯이 크롬의 양을 늘리면 내식성이 높아집니다.

스테인리스강에는 다양한 합금 옵션이 있으며, 각 합금의 야금성이 다르기 때문에 스테인리스강 제품군과 등급도 다릅니다. 스테인리스강에는 5가지 주요 패밀리가 있습니다.

오스테나이트(300 시리즈) 스테인리스강 : 가장 일반적으로 사용되는 오스테나이트계 스테인리스강은 열과 부식에 대한 내성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.

​마텐사이트(400시리즈) 스테인리스강: 오스테나이트와 달리 마텐사이트계 스테인리스강은 열로 경화할 수 있습니다. 이러한 처리방법은 마텐사이트강을 다른 종류보다 강하게 만듭니다.

​페라이트(400시리즈) 스테인리스강 : 크롬을 12% 이상 함유하고 있는 페라이트강은 기본적으로 열처리에 의해 경화되지 않으며 냉간 압연에 의해서만 경화됩니다.

석출 경화(PH 등급) 스테인리스강 PH 합금에는 구리, 알루미늄, 인 또는 티타늄이 소량 첨가되어 있습니다. 이들 합금으로 부품을 형성한 후 경도 및 강도를 크게 높이는 경질 금속간 화합물로 침전시키는 경화 처리 합니다.

​듀플렉스: 이러한 유형의 스테인리스강은 페라이트계 및 오스테나이트계 스테인리스강 입자로 구성된 2상 미세 구조를 가지고 있기 때문에 "듀플렉스"라고 불립니다.

이러한 제품군에는 다양한 등급의 스테인리스가 있습니다. 다른 원소를 추가하면 각 등급의 화학작용이 변화하고 재료 적용에 영향을 미칠 수 있는 해당 등급의 요인이 변화합니다. 예를 들어 성형성 대 용접성의 경우입니다.

등급에 따른 스테인레스 용도

​1.성형성에 가장 적합한 스테인리스강 등급은 무엇일까요?

​성형성이 뛰어난 합금을 찾는다면 니켈, 구리 및 망간 함량이 증가한 등급(예: 305 스테인리스강)을 찾을 것입니다. 일반적인 305 스테인리스강 용도는 다음과 같습니다.​

의료용 부품 제조

수술용 부품

벨로우즈(bellows)

딥 드로잉 부품

​2.용접성을 위해 가장 적합한 강철 등급은 무엇일까요?

​용접성이 뛰어난 합금을 찾는 동안 316L 스테인리스강과 같이 티타늄 또는 니오브 함량이 증가한 옵션을 찾을 수 있습니다. 일반적인 316L 스테인리스강 용도는 다음과 같습니다.

케미컬 스크린

정유 공장

플렉시블 메탈 호스

해상 응용

섬유 산업 부품​

3.강도를 높이는 스테인리스강 등급은 무엇일까요?

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부제조업체가 부품 제조 중에 찾는 또 다른 일반적인 특성은 강도가 향상된 재료입니다. 이것은 탄소, 질소 및/또는 바나듐을 스테인리스 합금에 추가하여 스테인리스 스틸로 달성됩니다. 440 스테인리스 스틸은 대부분의 스테인리스 옵션보다 탄소 함량이 높기 때문에 사용 가능한 더 강한 합금 중 하나입니다. 일반적인 444 스테인리스 스틸 응용 분야는 다음과 같습니다. 

주방용 칼

가위

수술 기구

총기류

4.어떤 철강 합금이 내산화성이 우수할까요?

​내산화성은 부품 제조업체가 금속 요구 사항에서 찾는 또 다른 인기 있는 특징입니다. 산화 저항은 규소 및/또는 알루미늄 함량을 증가시켜 스테인리스강에서 달성된다는 점에서 특이한 것입니다. 321 스테인리스 스틸은 여러 가지 이유로 인기 있는 선택이지만 규소 함량이 높을수록 산화에 대한 내성이 높아집니다. 321 스테인리스 스틸의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

배기 스택 및 매니폴드

제트 엔진 부품

패스너

항공기 수집기 링

관 재료

5.냉연 스테인리스강의 이점은 무엇일까요?​

냉간 압연 스테인리스강은 발명 당시에는 누구도 불가능하다고 생각지 못했던 두께와 허용오차에 도달할 수 있게 해줍니다. 두께가 .00039인치에 달할 수 있다는 것은 미래의 운송 및 의료 산업을 촉진하는 촉매제가 되었습니다. 또한 정밀 특성을 고려한 냉간 압연으로 압연되는 합금의 물리적 특성과 강도를 높일 수 있습니다. 스테인리스강은 몇 가지 놀라운 능력을 가지고 있으며 앞으로 수년간 기술 발전의 파트너가 될 것입니다.