스테인리스 스틸로 제조하려면 정밀한 소재 선택이 필요합니다. 엔지니어는 종종 201과 304 등급 중에서 선택할 때 지연과 비용 초과에 직면합니다. 잘못된 선택은 자재 낭비, 프로젝트 차질, 제품 품질 저하로 이어집니다.
201 및 304 스테인리스강은 성형성과 용접성이 뛰어난 오스테나이트 계통입니다. 304는 내식성이 뛰어나고 극한의 온도에서도 강도를 유지하지만, 201은 니켈 함량이 낮고 기계적 특성이 비슷하기 때문에 덜 까다로운 용도에 더 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.
다음 프로젝트를 결정하는 데 도움이 되도록 이 두 가지 인기 등급의 주요 차이점을 분석해 보겠습니다.
스테인리스강이란 무엇인가요?
스테인리스강은 최소 10.5%의 크롬을 함유한 금속 합금입니다. 크롬은 산소에 노출되면 녹과 부식을 방지하는 보호 산화물 층을 형성합니다. 이 자가 치유 장벽 덕분에 스테인리스 스틸은 수많은 산업 분야에 이상적입니다.
201 스테인리스 스틸 개요
201 스테인리스강은 오스테나이트 계열에 속하며 1950년대 니켈 부족 시대에 비용 효율적인 대안으로 만들어졌습니다. 304보다 니켈 함유량이 적어 망간 함량이 높은 것을 보완합니다. 니켈을 줄였기 때문에 더 저렴하면서도 우수한 내식성과 기계적 특성을 제공합니다.
304 스테인리스 스틸 개요
304 스테인리스 스틸 리드는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 등급입니다. 18% 크롬과 8% 니켈이 균형 있게 함유되어 있어 대부분의 화학물질과 부식성 환경에 대한 내성이 뛰어납니다. 201보다 비싸지만 다양한 용도에 걸쳐 뛰어난 내구성과 다용도성을 제공합니다.
201 대 304 스테인리스강:조성 및 재료 특성
스테인리스 스틸의 화학 성분에 따라 성능 특성이 결정됩니다. 이러한 핵심 요소들이 결합하여 다양한 용도와 환경에 적합한 특정 특성을 만들어냅니다.
201 스테인리스강의 화학 성분
201에는 16-18% 크롬, 5.5-7.5% 망간, 3.5-5.5% 니켈이 함유되어 있습니다. 망간 함량이 높을수록 낮은 니켈 비율을 상쇄하여 보다 경제적인 선택이 가능합니다. 추가 요소는 다음과 같습니다:
- 탄소: 최대 0.15%
- 실리콘: 최대 1.00%
- 인: 최대 0.060%
- 유황: 최대 0.030%
- 질소: 최대 0.25%
304 스테인리스강의 화학 성분
304는 18-20% 크롬과 8-10.5% 니켈을 함유하고 있어 내식성이 뛰어납니다. 정확한 구성은 다음과 같습니다:
- 탄소: 최대 0.08%
- 실리콘: 최대 1.00%
- 망간: 최대 2.00%
- 인: 최대 0.045%
- 유황: 최대 0.030%
구성의 주요 차이점
요소 | 201 SS | 304 SS |
---|---|---|
크롬 | 16-18% | 18-20% |
니켈 | 3.5-5.5% | 8-11% |
망간 | 5.5-7.5% | 최대 2% |
201 대 304 스테인리스강: 기계적 특성
이러한 스테인리스 스틸 재종의 기계적 특성에 따라 응력 및 하중 조건에서 성능이 결정됩니다.
인장 강도 비교
201 스테인리스 스틸은 최소 인장 강도가 95ksi(515MPa)로 304의 최소 인장 강도인 75ksi(500-700MPa)를 뛰어넘는 인상적인 인장 강도를 보여줍니다. 이러한 높은 인장 강도 덕분에 201은 응력 하에서 변형에 대한 저항성이 요구되는 용도에 특히 적합합니다.
수율 강도 및 경도 차이
기계적 특성 비교를 통해 각 등급별로 뚜렷한 이점을 확인할 수 있습니다:
속성 | 201 SS | 304 SS |
---|---|---|
항복 강도(분) | 45 ksi | 30 ksi |
경도(로크웰 B) | 최대 100 | 최대 92 |
연장 | 40% | 40% |
201 스테인리스강은 망간 함량이 높기 때문에 항복 강도와 경도가 우수합니다. 201의 높은 가공 경화율은 종종 중간 수준의 어닐링 처리하는 동안. 두 등급 모두 동일한 연신 특성을 유지하여 강도 차이에도 불구하고 유사한 연성을 보여줍니다.
201 대 304 스테인리스강의 물리적 특성
이러한 스테인리스 스틸 재종의 물리적 특성은 제조 방법과 최종 사용 성능에 영향을 미칩니다. 이러한 특성은 소재 선택 및 가공 결정에 중요한 역할을 합니다.
속성 | 201 SS | 304 SS |
---|---|---|
밀도 | 7.81g/cm³ | 8.00 g/cm³ |
탄성 계수 | 197 GPa | 193 GPa |
열 전도성 | 16.2W/m-K | 16.2W/m-K |
녹는 점 | 1399-1454°C | 1450°C |
부식 저항
환경과 애플리케이션에 따라 특정 수준의 내식성이 필요합니다. 올바른 등급 선택은 장기적인 신뢰성과 조기 고장의 차이를 의미할 수 있습니다.
201 스테인리스 스틸의 내식성
201 스테인리스 스틸은 많은 용도에 적합한 내식성을 가지고 있지만 한계가 있습니다. 니켈 함량이 낮기 때문에 실외 환경에서는 구멍과 틈새 부식에 취약합니다.
304 스테인리스 스틸의 내식성
304 스테인리스 스틸은 다양한 환경에서 우수한 내식성을 발휘합니다. 최대 60°C까지 뛰어난 성능을 발휘하지만 염화물이 많은 환경에 노출될 경우 구멍과 틈새 부식이 발생할 수 있습니다.
이 소재는 최대 925°C의 온도에서도 보호 특성을 유지하여 지속적인 서비스가 가능하므로 고온 응용 분야에 이상적입니다.
비용 비교
이러한 등급 간의 가격 차이는 자재 선택 결정과 프로젝트 예산에 큰 영향을 미칩니다.
201과 304 스테인리스 스틸의 가격 차이
201 스테인리스강은 304 스테인리스강보다 약 20~30% 저렴합니다. 현재 시장 가격에서 201은 톤당 약 $2,500달러, 304는 톤당 약 $3,500달러에 거래되고 있습니다. 이러한 가격 차이는 주로 304 스테인리스 스틸의 니켈 함량이 높기 때문입니다.
특정 응용 분야를 위한 201 스테인리스강의 비용 효율성
201의 낮은 가격대는 특히 비용 효율적입니다:
애플리케이션 유형 | 비용 이점 | 성능 트레이드 오프 |
---|---|---|
실내 장비 | 높은 비용 절감 | 적절한 내구성 |
장식용 | 비용 효율적 | 좋은 외모 |
라이트 구조 | 예산 친화적 | 충분한 강도 |
201 스테인리스 스틸은 다음과 같은 프로젝트에서 경제성을 입증합니다:
- 중간 정도의 내식성으로 충분
- 수명보다 초기 비용이 더 중요합니다.
- 정기적인 유지 관리가 가능합니다.
- 실내 애플리케이션이 지배적
애플리케이션 및 산업 사용 사례
이러한 등급의 뚜렷한 특성으로 인해 다양한 산업 분야와 사용 사례에 적합합니다.
201 스테인리스 스틸의 일반적인 용도
201 스테인리스 스틸은 비용 효율성과 적절한 성능 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
산업 장비
- 펌프 및 밸브와 같은 산업 기계
- 레스토랑 장비 및 상업용 주방용품
- 저장 탱크 및 컨테이너
교통편
- 철도 차량 및 트레일러
- 자동차 트림 구성 요소
- 배기 시스템
소비자 제품
- 주방 가전 및 싱크대
- 조리 기구 및 식기 세척기
- 창문 및 문
304 스테인리스 스틸의 일반적인 용도
304 스테인리스 스틸은 전 세계 스테인리스 스틸 사용량의 50% 이상을 차지하며 더욱 까다로운 용도로 사용됩니다:
의료 및 식품 산업
- 의료용 임플란트 및 수술 도구
- 식품 가공 장비
- 상업용 조리기구 및 저장 탱크
산업용 애플리케이션
- 화학 처리 플랜트
- 석유 및 가스 정제소
- 열교환기 및 압력 용기
건축 용도
- 외부 건축 요소
- 구조적 구성요소
- 세인트루이스의 게이트웨이 아치
201과 304 스테인리스 스틸 중 선택
올바른 등급을 선택하는 것은 프로젝트 성공, 장기적인 성과 및 예산 관리에 영향을 미칩니다. 애플리케이션 요구 사항을 명확하게 분석하면 최적의 재료를 선택할 수 있습니다.
201 스테인리스 스틸을 선택해야 하는 경우
201 스테인리스 스틸은 다음과 같은 용도에 이상적입니다:
실내 애플리케이션
- 주방 장비 및 가전 제품
- 장식 트림 구성 요소
- 펌프 및 밸브와 같은 산업 기계
비용에 민감한 프로젝트
- 저렴한 비용으로 우수한 성능이 필요한 프로젝트
- 화학 물질에 적당히 노출되는 애플리케이션
- 가벼운 구조 구성 요소
304 스테인리스 스틸을 선택해야 하는 경우
304 스테인리스 스틸이 더 나은 선택입니다:
고온 애플리케이션
- 최대 925°C까지 연속 서비스
- 화학 처리 플랜트
- 석유 및 가스 정제소
중요 애플리케이션
- 의료 장비 및 임플란트
- 식품 가공 시설
- 해양 환경
결정의 우선순위를 정해야 합니다:
- 작동 온도 요구 사항
- 환경 노출 조건
- 예산 제약
- 필수 서비스 수명
201 스테인리스 스틸은 녹이 슬나요?
예, 201 스테인리스 스틸은 특정 조건에서 녹이 슬 수 있습니다. 크롬 함량(16-18%)으로 인해 내식성이 우수하지만, 니켈 함량이 낮고 망간 함량이 높아 304 스테인리스 스틸보다 녹에 덜 강합니다. 다음은 201 스테인리스 스틸의 녹 형성에 영향을 미치는 주요 요인입니다:
- 실내 사용: 201 스테인리스 스틸은 실내와 같이 통제된 환경에서 심각한 녹슬지 않고 약 2년 동안 사용할 수 있습니다.
- 실외 사용: 일반적인 실외 환경에서는 습기 및 대기 요소에 노출되어 1년 이내에 녹이 슬기 시작할 수 있습니다.
- 열악한 환경: 염분, 산, 알칼리 노출이 많은 해안 지역이나 산업 환경에서는 201 스테인리스 스틸이 수개월 내에 녹이 슬 수 있습니다.
적절한 유지 관리와 보호 코팅을 통해 수명을 연장할 수 있지만, 장기적인 내식성이 필요한 애플리케이션에는 304 스테인리스 스틸이 더 나은 선택입니다.
201 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸을 구별하는 방법은?
201 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸을 구별하는 것은 용도에 적합한 소재를 선택하는 데 매우 중요합니다. 언뜻 보기에는 비슷해 보이지만 구성, 외관 및 테스트 기법에 따라 몇 가지 신뢰할 수 있는 방법으로 차이점을 식별할 수 있습니다.
육안 검사
- 색상 및 표면 마감: 304 스테인리스 스틸은 더 밝고 흰색으로 마감되며 201은 망간 함량이 높기 때문에 약간 더 어둡게 보입니다. 그러나 이 방법은 때때로 결정적이지 않습니다.
- 스크래치 테스트: 201은 경도와 취성이 높기 때문에 스크래치가 더 뚜렷한 반면 304는 스크래치가 눈에 잘 띄지 않습니다.
연삭 테스트
연삭기 사용:
- 201 스테인리스 스틸: 더 길고 두꺼운 스파크와 더 많은 분기점을 생성합니다.
- 304 스테인리스 스틸: 스파크가 더 짧고, 더 얇고, 더 적습니다.
화학적 스팟 테스트
화학 시약으로 니켈 함량을 테스트할 수 있습니다:
- 201 스테인리스 스틸: 니켈 함량이 낮기 때문에 붉은 색으로 반응합니다.
- 304 스테인리스 스틸: 니켈 함량이 높기 때문에 연한 녹색 또는 무색 반응을 일으킵니다.
자석 테스트
두 등급 모두 어닐링된 상태에서는 비자성입니다. 하지만:
- 201 스테인리스 스틸: 망간 함량이 높기 때문에 냉간 가공 후 약간의 자성이 나타날 수 있습니다.
- 304 스테인리스 스틸: 냉간 작업 후에도 대부분 비자성을 유지합니다.
피클 크림 테스트
스테인리스 스틸 피클 크림을 바릅니다:
- 201 스테인리스 스틸: 검은색 또는 더 어둡게 변합니다.
- 304 스테인리스 스틸: 흰색으로 유지되거나 색상 변화가 크지 않습니다.
결론
201 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸 중 어떤 것을 선택하느냐에 따라 프로젝트의 성공과 장기적인 성과에 큰 영향을 미칩니다. 201 스테인리스 스틸은 304에 비해 20-30%의 비용 절감 효과가 있어 실내 및 중간 정도의 사용량을 가진 애플리케이션에 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 한편 304 스테인리스 스틸은 내식성과 내구성이 뛰어나 까다로운 환경과 중요한 애플리케이션에 이상적입니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.