스테인리스강 304, 304l, 316, 316l의 차이

스테인리스강은 강의 한 종류입니다. 강은 탄소(C)를 2% 미만 함유한 것을 말하며, 2%를 초과하면 철로 분류됩니다. 제련 과정에서 크롬(Cr), 니켈(Ni), 망간(Mn), 규소(Si), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo) 등의 합금 원소를 첨가하여 강의 성능을 개선하고 내식성, 즉 녹슬지 않는 특성을 부여하는데, 이것이 흔히 말하는 스테인리스강입니다.

강: 철을 주원소로 하고 일반적으로 탄소 함량이 2% 미만이며 기타 원소를 포함하는 재료입니다. ——GB/T 13304-91 "강의 분류"

철: 원자 번호 26인 금속 원소입니다. 철 소재는 강한 강자성과 우수한 가소성 및 열전도율을 지닙니다.

스테인리스강: 공기, 증기, 물과 같은 약한 부식성 매체에 견디거나 스테인리스 특성을 지닌 강재입니다. 일반적으로 사용되는 강종은 304, 304L, 316 및 316L이며, 모두 오스테나이트계 스테인리스강의 300계열 강종입니다.

스테인리스강의 제련 과정에서는 서로 다른 양의 합금 원소가 첨가됩니다. 그 특성도 서로 다릅니다. 이를 구분하기 위해 서로 다른 강종이 부여됩니다. 다음은 참고용으로만 제시하는 일반 장식용 스테인리스강의 강종별 "합금 원소" 함량 표입니다.

화학 조성(질량 분율, %)

304 스테인리스강

성능 소개 304 스테인리스강은 가장 일반적인 강종입니다. 널리 사용되는 강재로서 내식성, 내열성, 저온 강도 및 기계적 특성이 우수합니다. 스탬핑과 굽힘 등 열간 가공성이 우수하고, 열처리 경화 현상이 없으며 자성이 없습니다. 사용 온도 범위는 -196℃～800℃입니다.

적용 범위 가정용품(1종 및 2종 식기류, 캐비닛, 실내 배관, 온수기, 보일러, 욕조), 자동차 부품(앞유리 와이퍼, 머플러, 성형 제품), 의료 장비, 건축 자재, 화학, 식품 산업, 농업, 선박 부품

304L 스테인리스강 - (L은 저탄소를 의미)

성능 소개 저탄소 304강으로, 일반적인 조건에서 내식성은 일반 304강과 유사하지만 용접 또는 응력 제거 후 입계 부식에 대한 저항성이 우수합니다. 또한 열처리 없이도 우수한 내식성을 유지할 수 있으며, 사용 온도 범위는 -196℃～800℃입니다.

적용 범위 입계 부식 저항성이 높게 요구되는 화학, 석탄 및 석유 산업의 실외 노출 기계, 건축 자재의 내열 부품 및 열처리가 어려운 부품에 사용됩니다.

316 스테인리스강

성능 소개 316 스테인리스강은 몰리브덴이 첨가되어 우수한 내식성, 대기 부식 저항성 및 고온 강도를 가지므로 가혹한 조건에서 사용할 수 있습니다. 가공 경화성이 우수합니다(비자성). 적용 범위 해수, 화학, 염료, 제지, 옥살산, 비료 및 기타 생산 설비, 사진 장비, 식품 산업, 해안 시설, 로프, CD 로드, 볼트, 너트.

316L 스테인리스강 - (L은 저탄소를 의미함)

성능 소개 316 강의 저탄소 계열로, 316 강과 동일한 특성을 갖는 것 외에도 우수한 입계 부식 저항성을 보입니다.

적용 범위 입계 부식 저항성이 특별히 요구되는 제품.

성능 비교

화학 조성

316 및 316L 스테인리스강은 몰리브덴을 함유한 스테인리스강입니다. 316L 스테인리스강의 몰리브덴 함량은 316 스테인리스강보다 약간 높습니다. 강철에 함유된 몰리브덴으로 인해 이 강재의 종합 성능은 310 및 304 스테인리스강보다 우수합니다. 고온 조건에서 황산 농도가 15% 미만 또는 85% 초과인 경우 316 스테인리스강은 폭넓게 사용됩니다. 또한 316 스테인리스강은 염화물 부식에 대한 내성이 우수하므로 일반적으로 해양 환경에서 사용됩니다. 316L 스테인리스강의 최대 탄소 함량은 0.03%이며, 용접 후 어닐링이 불가능하고 최대 내식성이 요구되는 용도에 사용할 수 있습니다.

내식성 316 스테인리스강은 304 스테인리스강보다 내식성이 우수하며, 펄프 및 제지 생산 공정에서도 우수한 내식성을 보입니다. 또한 316 스테인리스강은 해양 환경과 부식성 산업 대기에 강합니다.

일반적으로 화학적 내식성 측면에서 304 스테인리스강과 316 스테인리스강 사이에는 큰 차이가 없지만, 특정 매질에서는 차이가 있습니다.

처음 개발된 스테인리스강은 304였으며, 특정 조건에서 공식 부식에 민감합니다. 몰리브덴을 추가로 2-3% 첨가하면 이러한 민감성을 줄일 수 있으며, 이에 따라 316이 탄생했습니다. 또한 이 추가 몰리브덴은 일부 고온 유기산으로 인한 부식도 줄일 수 있습니다.

316 스테인리스강은 식음료 산업에서 사실상 표준 재질이 되었습니다. 전 세계적인 몰리브덴 부족과 316 스테인리스강의 더 높은 니켈 함량 때문에 316 스테인리스강은 304 스테인리스강보다 비쌉니다. 공식 부식은 주로 스테인리스강 표면의 침전물 부식으로 인해 발생하는 현상이며, 산소 부족으로 산화크롬 보호층이 형성되지 못하기 때문에 발생합니다.

특히 소형 밸브에서는 밸브 플레이트에 침전물이 쌓일 가능성이 낮으므로 공식 부식이 거의 발생하지 않습니다. 다양한 수성 매체(증류수, 식수, 강물, 보일러수, 해수 등)에서는 매체의 염화물 이온 함량이 매우 높은 경우를 제외하면 304 스테인리스강과 316 스테인리스강의 내식성은 거의 같습니다. 이러한 경우에는 316 스테인리스강이 더 적합합니다.

대부분의 경우 304 스테인리스강과 316 스테인리스강의 내식성에는 큰 차이가 없지만, 일부 경우에는 큰 차이가 있을 수 있으므로 구체적인 상황에 따라 분석해야 합니다. 일반적으로 밸브 사용자는 매체에 따라 용기와 배관의 재질을 선택하므로 이를 잘 판단하고 있어야 합니다. 사용자에게 재질을 권장하는 것은 바람직하지 않습니다.

내열성

1600도 이하에서 간헐적으로 사용하고 1700도 이하에서 연속적으로 사용할 경우, 316 스테인리스강은 내산화성이 우수합니다. 316 스테인리스강을 800-1575도 범위에서 연속적으로 사용하는 것은 피하는 것이 가장 좋지만, 이 온도 범위 밖에서 316 스테인리스강을 연속적으로 사용하면 내열성이 우수합니다. 316L 스테인리스강은 316 스테인리스강보다 탄화물 석출에 대한 저항성이 우수하므로 위의 온도 범위에서 사용할 수 있습니다.

열처리

1850-2050도의 온도 범위에서 풀림 처리한 다음 급속 풀림 처리하고, 이어서 급랭합니다. 316 스테인리스강은 과열로 경화할 수 없습니다.

용접

316 스테인리스강은 용접성이 우수합니다. 모든 표준 용접 방법으로 용접할 수 있습니다. 용도에 따라 316Cb, 316L 또는 309Cb 스테인리스강 용가봉이나 전극을 사용하여 용접할 수 있습니다. 최상의 내식성을 위해 316 스테인리스강의 용접 부위는 용접 후 풀림 처리를 해야 합니다. 316L 스테인리스강을 사용하는 경우 용접 후 풀림 처리가 필요하지 않습니다.

기계적 특성

모든 강종 중에서 오스테나이트계 스테인리스강은 항복점이 가장 낮습니다. 따라서 기계적 특성 측면에서 오스테나이트계 스테인리스강은 밸브 스템에 가장 적합한 재료가 아닙니다. 일정한 강도를 확보하려면 밸브 스템의 직경이 커져야 하기 때문입니다. 항복점은 열처리로 높일 수 없지만 냉간 성형으로 높일 수 있습니다.

자성

오스테나이트계 스테인리스강이 널리 사용되면서 모든 스테인리스강이 비자성이라는 잘못된 인식이 생겼습니다. 오스테나이트계 스테인리스강은 기본적으로 비자성으로 이해할 수 있으며, 이는 담금질 단조강의 경우에도 사실입니다. 그러나 냉간 성형 처리된 304는 어느 정도 자성을 띱니다. 주강의 경우 100% 오스테나이트계 스테인리스강이라면 비자성입니다.

저탄소형 스테인리스강

오스테나이트계 스테인리스강의 내식성은 금속 표면에 형성되는 산화크롬 보호층에서 비롯됩니다. 재료가 450℃에서 900℃ 사이의 고온으로 가열되면 재료의 구조가 변하고 결정립 경계를 따라 크롬 탄화물이 형성됩니다. 이로 인해 결정립 경계에 산화크롬 보호층이 형성되지 않아 내식성이 저하됩니다. 이러한 유형의 부식을 "입계 부식"이라고 합니다.

따라서 이러한 부식에 대응하기 위해 304L 스테인리스강과 316L 스테인리스강이 개발되었습니다. 304L 스테인리스강과 316L 스테인리스강은 모두 탄소 함량이 낮습니다. 탄소 함량이 감소하므로 크롬 탄화물이 생성되지 않고 입계 부식도 발생하지 않습니다. 입계 부식 민감성이 더 높다고 해서 저탄소가 아닌 재료가 부식에 더 취약하다는 의미는 아니라는 점에 유의해야 합니다.

이 민감성은 염소 농도가 높은 환경에서도 더 높습니다.