한 종류의 스테인리스 스틸이 다른 스테인리스 스틸보다 나은 점은 무엇일까요? 이 글에서는 301 스테인리스 스틸과 304 스테인리스 스틸의 주요 차이점을 살펴봅니다. 각기 다른 화학 성분, 기계적 특성 및 실제 적용 분야에 대해 알아보세요. 마지막에는 강도, 내식성, 유연성 등 다양한 용도에 가장 적합한 스테인리스 스틸 유형을 파악할 수 있습니다.
SUS304(스테인리스 스틸):
SUS304는 타입 304 스테인리스강으로도 알려져 있으며, 산업 분야에서 가장 널리 사용되는 오스테나이트 스테인리스강 등급입니다. 크롬강에 비해 우수한 내식성과 내열성은 니켈 함량(일반적으로 8~10.5%) 덕분입니다. 이 합금은 높은 인장 강도(515-720 MPa)와 항복 강도(205-310 MPa)를 비롯한 우수한 기계적 특성과 함께 상당한 가공 경화 속도를 보여줍니다.
이 소재는 자성이 없고 무게 대비 강도가 우수하여 견고성과 내식성이 요구되는 구조용 브래킷에 특히 적합합니다. SUS304의 가공 경화 특성은 응력 하에서 내구성을 향상시켜 반복적인 하중이나 진동이 발생하는 분야에 이상적입니다.
전자 산업, 특히 노트북 애플리케이션에서 SUS304는 일반적으로 0.4mm~1.0mm의 두께로 사용됩니다. 특정 설계 기준을 충족하려면 적절한 템퍼를 선택하는 것이 중요합니다. 대부분의 구조용 부품에는 강도와 성형성이 최적의 균형을 이루는 3/4 하드(3/4H) 템퍼가 선호됩니다. 연신 및 인발이 필요한 LCD 브래킷과 같이 보다 복잡한 성형 작업이 필요한 애플리케이션의 경우, 일반적으로 적절한 강도를 유지하면서 충분한 연성을 보장하기 위해 1/2 하드(1/2H) 템퍼를 권장합니다.
SUS304는 우수한 성능을 제공하지만 일부 제조업체에서는 비용 절감을 위해 SUS430(페라이트계 스테인리스강)으로 대체하기 시작했습니다. 그러나 SUS430은 기계적 특성이 다르고 내식성이 낮아 제품 성능과 수명에 영향을 미칠 수 있으므로 이러한 대체는 신중하게 평가해야 합니다.
정밀 애플리케이션에 SUS304를 지정할 때는 등급과 성질뿐만 아니라 표면 마감, 치수 공차, 특정 환경에서의 응력 부식 균열 가능성도 고려해야 합니다. 적절한 소재 선택과 가공은 최종 제품의 품질, 성능 및 수명에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
SUS301(스테인리스 스틸):
오스테나이트계 스테인리스강인 SUS301은 SUS304에 비해 크롬 함량이 낮기 때문에 내식성이 떨어집니다. 그러나 이 소재의 특징은 뛰어난 가공 경화 능력에 있습니다. SUS301은 압연 또는 인발과 같은 냉간 가공 공정을 통해 매우 높은 인장 강도와 경도를 달성할 수 있으며, 완전 경화 상태에서 최종 인장 강도가 1,500MPa를 초과하는 경우가 많습니다.
이 소재는 강도와 탄성이 독특하게 결합되어 있어 높은 스프링 특성이 필요한 용도에 이상적입니다. 전자 산업, 특히 노트북 컴퓨터에서 SUS301은 EMI(전자파 간섭) 차폐 및 탄성 접촉 부품에 널리 사용됩니다. 시간이 지나도 일관된 스프링 특성을 유지하는 능력과 우수한 전기 전도성 덕분에 이러한 응용 분야에 탁월한 선택이 될 수 있습니다.
일반적으로 SUS301은 0.07mm~0.4mm(0.07T~0.4T) 범위의 얇은 게이지에 사용됩니다. 이 소재를 지정할 때는 특정 설계 요건을 충족하는 적절한 등급과 성질을 선택하는 것이 중요합니다. 이 소재는 어닐링(연질)에서 엑스트라 풀 하드에 이르기까지 다양한 조건에서 사용할 수 있으며, 각각 다른 수준의 항복 강도, 인장 강도 및 연신율을 제공합니다.
냉간 가공 중에 발생하는 결정학적 텍스처가 소재의 기계적 특성에 큰 영향을 미친다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 압연 방향에 따라 입자 구조가 정렬되어 이방성 거동이 발생합니다. 등급이 높을수록(냉간 가공이 많음을 나타냄) 경도와 인장 강도는 증가하지만 연성은 감소합니다. 이 특성은 성형 작업 시 세심한 고려가 필요합니다.
SUS301을 성형할 때, 특히 더 단단한 조건에서는 굽힘 반경과 성형 방향에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이 소재의 스프링백 경향과 경도가 높은 조건에서의 성형성 저하로 인해 적절하게 관리하지 않으면 모서리와 측벽에 균열이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 복잡한 부품에서 이러한 문제를 완화하려면 응력 완화 어닐링 또는 특수 성형 도구 사용과 같은 기술이 필요할 수 있습니다.
SUS301: 탄소 함량이 높고 경도가 우수하여 탄성 용도에 매우 적합합니다. 이 재종은 탄성 피로에 대한 저항성이 뛰어나 지속적인 스프링과 같은 특성이 필요한 부품에 이상적입니다. 하지만 강도가 높기 때문에 연성이 감소하여 드로잉 작업 시 성형성이 제한될 수 있습니다.
SUS304: 탄소 함량이 낮고 결과적으로 경도가 낮아 탄성 용도에 적합하지 않습니다. 이 재종은 내식성과 성형성이 뛰어나지만 부드러운 특성으로 인해 주기적인 하중 조건에서 탄성 피로가 발생하기 쉽습니다.
SUS430: 탄소와 질소 등 불순물 함량이 높아 경도가 가변적인 페라이트계 스테인리스강입니다. 이러한 경도의 불일치는 예측할 수 없는 기계적 특성으로 이어져 정밀한 탄성 반응이 필요한 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다.
참고:
SUS301 3/4H와 SUS304 H와 같이 공칭 경도 값이 비슷하더라도 근본적인 미세 구조적 차이가 탄성 거동에 큰 영향을 미칩니다. SUS304 H는 경도는 비슷하지만 오스테나이트 구조와 낮은 탄소 함량으로 인해 스프링 적용 시 탄성 피로에 더 취약합니다. 이는 탄성 부품의 소재를 선택할 때 구성과 미세 구조를 모두 고려하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.
재료 두께는 경도 허용 오차에 중요한 역할을 하며, 재료가 두꺼울수록 경도 변화가 더 큽니다. 이러한 현상은 제조 공정 중 냉각 속도의 차이와 잠재적인 성분 분리로 인해 발생합니다. 엔지니어는 특히 정밀 부품이나 다양한 단면을 가진 부품 등 특정 탄성 요구 사항이 있는 부품을 설계할 때 두께에 따른 이러한 경도 변화를 고려해야 합니다.
등급 | SUS301 | |
케미카이 구성 (WT%) | (C) | ≤0.15 |
(Mn) | ≤2.00 | |
(Ni) | 6.00-8.00 | |
(Si) | ≤1.00 | |
(P) | ≤0.035 | |
(S) | ≤0.030 | |
(Nb) | / | |
(Cr) | 16.00-18.00 |
참고:
열처리 사양: 1010-1150℃에서 용액 처리 후 급속 냉각.
금속학적 구조: 미세 구조는 다음과 같은 특징이 있습니다. 오스테나이트.
배송 조건: 일반적으로 열처리된 상태로 배송되며, 계약서에 특정 열처리 유형이 명시되어 있습니다. 지정되지 않은 경우 미처리 상태로 배송됩니다.
등급 | SUS301 | ||
기계적 특성 | 인장 강도 | σb(MPa) | ≥520 |
항복 강도 σs | (Mpa) | ≥205 | |
연신율 δs | (%) | ≥40 | |
면적 감소 | ψ (%) | ≥60 | |
충격 에너지 Akv (J) | / | ||
충격 인성 값 α kv (J/cm2) | / | ||
경도 | / | ||
샘플 공백 크기 | / |
경도: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HVK
등급 | 기계적 특성 | ||||
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SUS304 | ANN | 최대 200 | 205분 | 520분 | 40분 |
SUS304 | 1/2H | 250분 | 470분 | 780분 | 6분 |
SUS304 | 3/4H | 310분 | 665분 | 930분 | 3분 |
SUS304 | FH | 370분 | 880분 | 1130분 | / |
SUS301 | ANN | 최대 200 | 205분 | 520분 | 40분 |
SUS301 | 1/2H | 310분 | 510분 | 930분 | 40분 |
SUS301 | 3/4H | 310분 | 745분 | 1130분 | 5분 |
SUS301 | FH | 430분 | 1030분 | 1320분 | 3분 |
SUS301 | EH | 490분 | 1275분 | 1570분 | / |
SUS 301의 밀도는 7.93g/cm³입니다.
재료 | 경도 표시 | 경도 값 |
SUS301 | 1/4H | 250~250 이상 |
SUS301 | 1/2H | 300~ 310 이상 |
SUS301 | 3/4H | 360~370 이상 |
SUS301 | H | 400~ 430 이상 |
SUS301 | EH | 490 이상 |
"SUS"는 일본산 강철 등급을 통칭하는 용어입니다. SUS304는 일본 JIS 표준 스테인리스강으로 중국의 0Cr18Ni9와 미국의 304에 해당합니다.
속성: 내식성, 내열성, 저온 강도 및 기계적 특성이 우수합니다. 스탬핑 및 굽힘과 같은 열간 가공 특성이 우수하며 열처리 중 경화 현상이 나타나지 않습니다. 비자성입니다.
용도: 가정용품, 캐비닛, 실내 배관, 온수기, 보일러, 욕조, 자동차 부품, 의료 기기, 건축 자재, 화학, 식품 산업, 농업, 선박 부품 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
등급 | SUS304 | ||
기계적 특성 | 인장 강도 | σb(MPa) | ≥520 |
수율 강도 | σs (MPa) | ≥205 | |
신장 | δ5 (%) | ≥40 | |
면적 감소 | ψ (%) | ≥60 | |
충격 에너지 | Akv (J) | / | |
충격 인성 | 값/αkv (J/cm2) | / | |
경도 | / | ||
샘플 공백 크기 | / |
경도: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV
SUS 304의 밀도는 7.85g/cm³입니다.
등급 | SUS304 | |
화학 성분(WT%) | (C) | ≤0.07 |
(Mn) | ≤2.00 | |
(Ni) | 8.00-11.00 | |
(Si) | ≤1.00 | |
(P) | ≤0.035 | |
(S) | ≤0.030 | |
(Nb) | / | |
(Cr) | 17.00-19.00 |