304 vs. 316 STS 비교 304 316 스테인리스강화학성분비교 (ASTM A 479 Standard) Type UNS No. C Si 304 S30400 316 S31600 0.08 0.08 1.00 1.00 Mn P S Cr 2.00 2.00 0.045 0.045 0.050 0.050 18.00 20.00 16.00 18.00 Ni 8.00 10.5 10.0 14.0 Mo 2.00 3.00 304 316 스테인리스강은 Nickel 이 8% 이상첨가된오스테나이트계 (Fe-Cr Cr-Ni 계 ) 스테인리스강으로, 316 스테인리스강의경우, 2~3% Mo 를첨가하여공식 ( 孔蝕, Pitting Corrosion) 및틈부식 (Crevice Corrosion) 저항성을증가시킨것이특징이다. ( 단위 : weight%) 304 STS 18Cr-8Ni 8Ni-0.08C Carbon 감소 (0.08 0.03%) 용접성향상 304L STS 18Cr-8Ni 8Ni-0.03C Mo 첨가 : 316 STS Carbon 감소 (0.08 0.03%) 316L STS 18Cr-10Ni 10Ni-2Mo-0.08C 용접성향상 18Cr-10Ni 10Ni-2Mo-0.03C 성분 Cr (Chromium) Ni (Nickel) Mo (Molybdenum) 역할 기계적성질 ( 강도 ) 향상 부동태피막을형성하여 가공성향상 충격인성및연성향상 비산화성분위기에서의내식성개선 공식 ( 孔蝕, Pitting Corrosion) 및틈부식 (Crevice Corrosion) 저항성증가 Page : 1 of 6
스테인리스강은 Cr 이 12% 이상함유되어있는강으로, Cr 에의해표면에산화물형태의얇은부동태산화피막이형성되어 부식성분위기에서높은내식성을가진다. 스테인리스강은상온에서의금속조직에따라 페라이트계스테인리스강 Fe-13Cr Martensitic STS Fe-18Cr Ferritic STS Fe-18Cr 18Cr-8Ni 8Ni Austenitic STS Duplex STS Precipitation Hardening STS 염화물환경에서오스테나이트계스테인리스강에비해, 응력부식균열감수성이적으나, 공식 (pitting), 입계부식에민감하다. 오스테나이트계스테인리스강 산화성부식환경의경우 STS 304 를, 환원성분위기에는 Mo 또는 Mo-Cu 를함유한 STS 316, 317 을사용한다. 용접에의한열영향이문제가되는경우는산화성분위기에서는 STS 304L, 321, 347 등의저탄소강과안정화강을사용하고, 환원성분위기에서는 STS 316L 을사용한다. 2상스테인리스강 부동태의안정성이크므로, 염화물환경에서의응력부식균열, 공식, 입계부식은 STS 316 보다더우수한내식성을나타낸다. 전면부식성은 Ni 함유량이적기때문에황산농도가 10% 이상이되면 STS 316 보다못하다. Page : 2 of 6
각종합금원소의영향 Cr Ni C N Mo 오스테나이트영역을줄여오스테나이트형성을억제하고, 페라이트형성을촉진시키는페라이트안정화원소 부동태피막을형성하여내식성을증가시킨다. 내식성을유지하기위한 Cr 의임계함유량은 12% 이상이다이다. 오스테나이트안정화원소 8% 이상첨가시 Fe-Cr Cr-Ni 합금은전온도구간에서오스테나이트가안정하다. 오스테나이트조직을갖는스테인리스강은가공성, 충격인성및용접성이우수하다. Ni 의첨가에의해염산, 황산, 인산등의비산화성분위기에서의내식성이개선된다. 오스테나이트안정화원소 강에침입형으로고용되어강도를증가시킨다. 스테인리스강에는 0.12% 정도첨가되며, 마르텐사이트계와같이고강도를얻기위해서는 0.15% 이상첨가한다. Cr 과반응하여 Cr23 23C6의 Cr- 탄화물을만들어기지금속의 Cr 을고갈시켜국부적으로입계부식등을유발하기때문에 내식성이요구되는경우에는 C의함유량을 0.03% 이하로낮춘강종을사용한다. 오스테나이트를안정화시키고, 강도를증가시킨다. 18-8 스테인리스강에 0.25% N 를첨가하면, 부동태영역이확장되고, 높은공식전위로인해내식성이개선된다. Fe-Cr 계스테인리스강에 Mo 를첨가한경우, 비산화성분위기에대한내식성이증가한다. Fe-Cr Cr-Ni 계스테인리스강에 2~3% Mo 를첨가한경우, 부동태피막내에 Mo- 산화물이고용되어매우치밀한부동태 피막을형성하여공식및틈부식저항성을증가시킨다. 탄화물형성원소로서, 오스테나이트를불안정하게하므로 Mo 를첨가할때는 Ni 함유량을증가시킬필요가있다. Page : 3 of 6
각종합금원소의영향 Ti & Nb (Cb) 강력한탄화물형성원소 C와친화력이 Cr 보다더크기때문에 TiC, NbC 같은안정한탄화물을형성한다. Cu Mn 따라서 Ti, Nb 이첨가된안정화스테인리스강은 Cr- 탄화물형성에의한입계부식혹은예민화현상을방지할수있다. 비산화성분위기에대한내식성을개선하며, Mo 와공존하면그효과는더욱크다. 3% 정도첨가하면, 석출경화및냉간가공성을개선할수있다. 오스테나이트안정화원소로, Ni 代用으로사용된다. Page : 4 of 6
Compositional & Property Linkages in Stainless Steels Super-Ferritic STS Ni Cr Cr Fe Alloy 303 303Se Add Cr & Mo Add Ni for Corrosion Resistance in High Temp. Environment 430 309 310 314 330 Add S or Se for Machinability Duplex STS 347 Add Nb + Ta to Reduce Sensitization No Ni Ferritic STS Add Cr & Ni for Strength Increase Cr Lower Ni for Higher Strength 321 Add Ti to Reduce Sensitization 304 (18 8) 8) Add Cu & Ti & Al Lower Ni for Precipitation Hardening P-H H STS 304L Add Mo for Pitting Resistance Add Mn & N Lower Ni for Higher Strength 316L Lower C to Reduce Sensitization 316 No Ni Lower Cr Martensitic STS 201 202 317L Add more Mo for Pitting Resistance Super-Austenitic STS Add Ni Mo N for Corrosion Resistance 317 403 410 420 Page : 5 of 6
Compositional & Property Linkages in Austenitic Stainless Steels Ni 저감 N 첨가 201 17 5 6Mn 6Mn N N<0.25 202 18 5 8Mn 8Mn N N<0.25 205 17 1 15Mn 15Mn N N : 0.32 0.4 0.4 가공경화 강도향상 301 17 7 C<0.08 302 18 8 C<0.15 C 저하 304 18 8 C<0.08 저 C 304L 18 8 C<0.03 N 첨가 304N 18 8 N N : 0.1 0.16 0.16 Mo 첨가 내산화성향상 316 17 12 12 Mo Mo : 2 32 저 C 316L 17 12 12 Mo C<0.03 N 첨가 316N 17 12 12 Mo N N : 0.1 0.16 0.16 Ti Nb 첨가 탄화물안정화 321 18 10 10 Ti Ti>(C (C 5) 강도향상 347 18 10 10 Nb Nb>(C (C 10) Page : 6 of 6