많은 엔지니어와 제조업체는 내구성이 뛰어나고 녹에 강하며 열악한 환경에서도 잘 작동하는 소재를 찾습니다. 하지만 모든 금속이 그런 것은 아닙니다. 일부는 부식되고 다른 일부는 스트레스나 화학 물질에 노출되면 약해집니다. 316L 스테인리스 스틸이 정답인 경우가 많지만, 실제 사용 환경에서 효과적인 이유는 무엇일까요?
316L 스테인리스 스틸은 품질로 정평이 나 있습니다. 많은 산업 분야에서 이 소재를 사용합니다. 이 소재가 특별한 이유와 많은 사람들이 사용하는 이유를 살펴보겠습니다.
316L 스테인리스 스틸이란 무엇인가요?
316이라는 숫자는 스테인리스강 300 시리즈의 등급을 나타냅니다. 오스테나이트계로 면 중심의 정육면체 결정 구조를 가지고 있습니다. 철, 크롬, 니켈, 몰리브덴이 함유되어 있어 금속의 강도와 녹에 강합니다.
"L"은 저탄소를 의미합니다. 탄소 함량이 0.03% 미만입니다. 탄소가 낮을수록 용접 중 카바이드 침전 위험을 줄일 수 있습니다. 즉, 용접 부위에 녹이 슬거나 균열이 생길 가능성이 줄어듭니다. 이 작은 탄소 변화는 특히 열악한 환경에서 큰 차이를 만듭니다. 추가 처리 없이도 강력한 용접이 가능합니다.
316L 스테인리스 스틸의 주요 요소
모든 스테인리스 스틸 등급에는 고유한 원소 조합이 있습니다. 316L의 공식은 특별한 강점을 제공합니다. 그 안에 무엇이 들어 있고 왜 중요한지 살펴보겠습니다.
- 철(Fe): 기본 금속. 가장 중요한 부분을 차지합니다.
- 크롬(Cr): 약 16-18%. 녹과 부식을 방지하는 패시브 층을 표면에 형성하는 데 도움이 됩니다.
- 니켈(Ni): 약 10-14%. 인성을 더하고 특히 산성에서 내식성을 향상시킵니다.
- 몰리브덴(Mo): 2-3%. 특히 염분이 많거나 화학 물질이 많은 환경에서 염화물 및 피팅에 대한 내성을 강화합니다.
- 탄소(C): 일반적으로 0.03% 이하로 매우 낮게 유지. 용접부 근처의 부식 위험을 줄입니다.
- 망간(Mn): 최대 2%. 강도와 작업성을 향상시킵니다.
- 실리콘(Si): 약 1%. 생산 중 강철을 탈산하는 데 도움이 됩니다.
- 인(P) 그리고 유황(S): 소량(0.045% 미만)으로 존재합니다. 강도와 내식성을 유지하기 위해 낮게 유지되는 불순물입니다.
| 요소 | 일반적인 범위 |
|---|---|
| 철(Fe) | 잔액 |
| 크롬(Cr) | 16-18% |
| 니켈(Ni) | 10-14% |
| 몰리브덴(Mo) | 2-3% |
| 탄소(C) | ≤ 0.03% |
| 망간(Mn) | ≤ 2% |
| 실리콘(Si) | ≤ 1% |
| 인(P) | ≤ 0.045% |
| 유황(S) | ≤ 0.03% |
기계적 및 물리적 특성
316L 스테인리스 스틸은 강도와 내구성 모두에서 강력한 성능을 발휘하는 것으로 평가받습니다. 또한 극한의 온도와 부식성 환경에서도 잘 견딥니다.
기계적 성질
- 인장강도: 약 485MPa(70,000psi). 이는 재료가 부러지기 전에 견딜 수 있는 당기는 힘을 나타냅니다.
- 항복 강도: 약 170MPa(25,000psi). 금속이 영구적으로 구부러지기 시작하는 지점입니다.
- 연장: 약 40%, 2인치. 이는 소재가 부러지기 전에 상당히 늘어날 수 있음을 의미합니다.
- 경도: 일반적으로 브리넬 척도에서는 95, 비커스 척도에서는 217 정도이며, 표면 마모에 대한 저항력을 측정합니다.
이 수치는 금속의 가공 또는 마감 방법에 따라 약간 달라질 수 있습니다.
물리적 특성
- 밀도: 약 8.0g/cm³. 일부 금속보다 무겁기 때문에 강도와 안정성이 더 높습니다.
- 녹는 점: 약 1370~1400°C(2500~2550°F). 녹는점이 높기 때문에 고온 환경에서도 잘 작동합니다.
- 열 전도성: 다른 금속에 비해 약 16.2W/m-K로 낮습니다. 열을 빠르게 전달하지 않습니다.
- 전기 전도도: 또한 낮아서 전기 부품에 덜 유용합니다.
- 자기적 성질: 주로 용접 또는 어닐링 후 비자성입니다.
| 속성 | 값/범위 |
|---|---|
| 인장강도 | ~485MPa(70,000psi) |
| 항복 강도 | ~170MPa(25,000psi) |
| 연신율(2") | ~40% |
| 경도(브리넬) | ~95 |
| 경도(비커스) | ~217 |
| 밀도 | ~8.0g/cm³ |
| 녹는 점 | 1370~1400°C(2500~2550°F) |
| 열 전도성 | ~16.2W/m-K |
| 전기 전도도 | 낮은 |
| 자기 속성 | 비자성(어닐링/용접 상태) |
내식성 특성
316L 스테인리스 스틸은 부식에 대한 강력한 성능으로 유명합니다. 다른 많은 금속이 실패하는 환경에서도 안정적으로 유지됩니다.
염화물 및 바닷물에 대한 내성
염화물은 금속에 가혹합니다. 시간이 지나면 구멍, 균열 및 표면 손상이 발생할 수 있습니다. 하지만 316L은 이를 훨씬 더 잘 견뎌냅니다.
몰리브덴 함량 덕분입니다. 이 추가 원소는 316L이 바닷물에 노출되었을 때 304 스테인리스 스틸보다 더 나은 성능을 발휘하도록 도와줍니다. 따라서 염분이 항상 존재하는 해양 부품, 해안 구조물 및 식품 장비에 자주 사용됩니다.
물보라를 맞거나 완전히 물에 잠기더라도 316L은 표면이 손상되지 않습니다. 녹슬거나 벗겨지거나 쉽게 약화되지 않습니다.
산성 및 열악한 환경에서의 보호
316L은 화학 물질이 많은 환경에서도 잘 작동합니다. 황산, 염산, 아세트산을 비롯한 여러 가지 일반적인 산에 잘 견딥니다. 또한 산업용 세제, 솔벤트, 표백제에도 잘 견딥니다.
이러한 저항은 합금의 크롬과 니켈에서 비롯됩니다. 크롬과 니켈은 함께 표면에 얇은 보호막을 형성합니다. 이 층이 긁히면 스스로 재건되어 더 깊은 부식을 방지하는 데 도움이 됩니다.
따라서 316L은 부식 위험이 높은 화학 탱크, 실험실 도구 및 파이프 라인에 현명한 선택입니다.
제조 및 가공
316L 스테인리스 스틸은 가공하기 쉽기 때문에 많은 산업 분야에서 인기가 있습니다. 최소한의 번거로움으로 절단, 성형, 용접이 가능합니다. 따라서 생산 시간과 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
용접성 및 용접 후 처리
316L의 강점 중 하나는 뛰어난 용접성입니다. 탄소 함량이 낮아 용접 시 카바이드가 쌓이는 것을 방지하여 용접 이음새 근처에 녹이 생길 가능성을 낮춥니다.
일반적인 싸움, 미그, 그리고 스폿 용접 방법. 대부분의 경우, 부품에 추가적인 강도나 부식 방지가 필요하지 않는 한 용접 후 특별한 열처리가 필요하지 않습니다.
용접 후 패시베이션 은 중요한 부품에 자주 사용됩니다. 이 화학 처리는 금속 표면을 깨끗하게 하고 내식성을 회복시킵니다.
가공성 및 성형 동작
316L은 일부 고강도 스테인리스강보다 가공하기 쉽지만 연강보다는 여전히 단단합니다. 좋은 결과를 얻으려면 날카로운 공구와 느린 절삭 속도, 충분한 냉각수를 사용하세요.
다음과 같은 경우 형성316L은 유연성이 뛰어납니다. 다음과 같이 사용할 수 있습니다. bent, 딥 드로잉, 또는 롤링 를 균열 없이 다양한 모양으로 성형할 수 있으며, 연성이 있어 성형 중 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다.
316L은 강력한 작업성 덕분에 맞춤형 부품, 좁은 굴곡, 매끄럽고 깔끔한 마감이 필요한 제품에 자주 선택됩니다.
공통 양식 및 표준
316L 스테인리스 스틸은 프로젝트 요구 사항을 충족하는 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 또한 엄격한 산업 표준을 준수하여 품질과 성능을 보장합니다.
시트, 플레이트, 튜브, 바, 와이어
316L은 몇 가지 일반적인 형태로 판매됩니다:
- 시트 및 플레이트 패널, 인클로저, 탱크 및 커버에 사용됩니다.
- 튜브 및 파이프 는 유체 취급, 식품 가공 및 의료 기기 분야에서 널리 사용됩니다.
- 바 는 패스너, 샤프트 및 구조 부품에 사용됩니다.
- 와이어 메쉬, 스프링, 용접 필러 로드에 사용됩니다.
이러한 형태는 다양한 두께와 직경으로 제공되므로 엔지니어는 추가 가공이나 낭비 없이 소재를 작업에 맞게 조정할 수 있습니다.
ASTM, EN 및 기타 산업 표준
316L 스테인리스 스틸은 여러 글로벌 표준을 충족합니다:
- ASTM A240 는 시트나 플레이트와 같은 평평한 압연 제품용입니다.
- ASTM A276 막대와 도형의 경우
- ASTM A312 파이프 및 튜브용.
- EN 1.4404 는 316L의 유럽식 이름입니다.
- UNS S31603 는 통합 번호 체계 코드입니다.
이러한 표준은 재료의 화학적 구성, 강도 및 표면 상태를 정의합니다. 이러한 표준은 철강이 산업과 국가에 관계없이 동일한 성능을 발휘하도록 보장합니다.
산업 전반의 애플리케이션
316L 스테인리스 스틸은 내식성, 강도, 깔끔한 마감 덕분에 다양한 산업 분야에서 사용되고 있습니다. 장기적인 성능이 중요한 모든 분야에서 신뢰할 수 있는 소재입니다.
해양 장비
316L은 보트 피팅, 해양 플랫폼 및 수중 부품과 같은 해양 부품에 널리 사용됩니다. 염분과 염화물에 대한 저항성이 강해 습하고 부식성이 강한 바다 환경에서도 내구성을 유지할 수 있습니다. 또한 지속적인 습기와 온도 변화에도 고장 없이 견딜 수 있습니다.
제약 장비
제약 생산에서는 위생과 내식성이 필수적입니다. 316L은 대부분의 화학 물질과 반응하지 않고 살균이 용이하기 때문에 탱크, 배관 및 밸브에 사용됩니다. 표면이 매끄러워 박테리아가 쌓이는 것을 방지하고 시스템을 깨끗하게 유지합니다.
의료 기기
316L은 생체 적합성이 있으며 녹슬거나 인체 조직과 반응하지 않기 때문에 수술 도구, 임플란트 및 병원 장비에 사용됩니다. 또한 탄소 함량이 낮아 내식성을 저하시키지 않고 용접 및 성형이 가능합니다.
식품 가공
식품 가공에는 녹슬거나 부식되거나 제품을 오염시키지 않는 소재가 필요합니다. 316L이 이에 적합합니다. 일반적으로 믹서, 저장 탱크 및 식품이 직접 들어 있는 표면에 사용됩니다. 습기, 세제, 일상적인 마모에 강하며 위생적이고 세련된 외관을 유지합니다.
건축학
건축에서는 난간, 패널, 트림과 같은 실외 요소에 316L을 선택하는 경우가 많습니다. 이 소재는 비, 오염, 해안가의 염분 공기에 강합니다. 깨끗하고 광택이 나는 마감으로 현대적인 느낌을 더하며 유지 관리가 거의 필요하지 않고 시간이 지나도 잘 견딥니다.
결론
316L 스테인리스 스틸은 강한 내식성, 우수한 강도, 깨끗한 용접성을 갖춘 저탄소 합금입니다. 바닷물, 산성 환경 및 클린룸 환경에서 우수한 성능을 발휘합니다. 해양, 의료, 식품, 제약과 같은 산업에서는 내구성과 안정성을 위해 316L을 선택합니다. 폭넓은 사용은 기능과 외관 모두에서 신뢰할 수 있는 소재임을 입증합니다.
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안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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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.
