304, 304L, 304H와 같은 스테인리스 스틸의 종류가 왜 다른지 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 탄소 함량과 성능에 미치는 영향을 중심으로 주요 차이점을 설명합니다. 계속 읽어보시면 이러한 차이점이 내식성, 강도, 다양한 용도에 대한 적합성에 어떤 영향을 미치는지 알게 될 것입니다.
실제로 세 가지 모두 크롬-니켈 함량 기준으로 304 스테인리스 스틸이며, 크롬(Cr) 18%와 니켈(Ni) 8%로 구성되어 있습니다. 그러나 가장 큰 차이점은 존재하는 탄소의 양에 있습니다.
304, 304L, 304H의 화학 성분 표(%)
항목 | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | N |
304 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 0.75 | 18-20 | 8-10.5 | 0.1 |
304L | 0.03 | 2 | 0.045 | 0.03 | 0.75 | 18-20 | 8-12 | 0.1 |
304H | 0.04-0.1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 0.75 | 18-20 | 8-10.5 |
참고: 지정되지 않은 범위는 다음보다 작거나 같습니다.
실제로 304, 304L, 304H는 모두 오스테나이트 스테인리스강의 변형으로, 약 18% 크롬(Cr)과 8% 니켈(Ni)의 기본 조성을 공유합니다. 이러한 등급 간의 주요 차이점은 탄소 함량에 있으며, 이는 특성과 용도에 큰 영향을 미칩니다.
304L은 탄소 함량이 최대 0.03%로 감소한 초저탄소 스테인리스강입니다. 이렇게 탄소 함량을 줄이면 용접성이 향상되고 특히 용접 구조물에서 입계 부식에 대한 저항성이 향상됩니다. 304L은 특정 환경에서 응력 내식성이 약간 향상될 수 있지만, 실제 적용 분야에서는 이러한 이점이 무시할 수 있는 수준인 경우가 많습니다.
304L의 탄소 감소는 321 스테인리스 스틸에 티타늄을 첨가하는 것과 비슷한 목적을 가지고 있습니다. 그러나 321은 일반적으로 티타늄 합금으로 인해 생산 비용이 더 비싸기 때문에 재료비가 더 많이 들고 동일한 강도에 비해 단면이 더 두꺼워질 수 있습니다.
304H는 고온 용도를 위해 특별히 설계되었습니다. 탄소 함량(일반적으로 0.04~0.10%)이 높아 크리프 저항성과 고온 강도가 향상됩니다. 이는 525°C 이상의 온도에서 사용되는 오스테나이트강에 대해 최소 0.04%의 탄소 함량을 요구하는 GB150과 같은 표준에 부합하는 것입니다. 탄소가 증가하면 강화 단계로 작용하는 탄화물 형성이 용이해져 저탄소 오스테나이트 등급에 비해 고온에서 강철의 성능이 향상됩니다.
이러한 변형 중에서 탄소 함량이 가장 높은 것은 304H, 가장 낮은 것은 304L이며 표준 304는 그 사이에 속합니다(일반적으로 최대 0.08%). 탄소 함량이 높을수록 고온 강도는 향상되지만, 특히 용접 구조물이나 거친 환경에서 내식성에 악영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
탄소 함량의 차이는 기계적 및 부식 특성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 가격과 특정 용도에 대한 적합성에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, 부식성 환경에 노출된 용접 구조물에는 304L이 선호되는 반면, 강도 유지가 중요한 고온 애플리케이션에는 304H가 선택될 수 있습니다.
이러한 등급 중에서 선택할 때 엔지니어는 작동 온도, 부식성 환경 노출, 용접 요구 사항 및 비용 제약 등 특정 애플리케이션 요구 사항을 신중하게 고려하여 프로젝트에 가장 적합한 변형을 결정해야 합니다.
304, 304L, 304H의 기계적 특성 표
항목 | 인장 강도 | 수율 강도 | 50mm 연신율 | 경도 | 콜드 벤딩 | |
---|---|---|---|---|---|---|
MPa | MPa | Brinell | Rockwell | |||
304 | >515 | ≥205 | ≥40 | ≥201 | ≥92 | 요구 사항 없음 |
304L | >485 | ≥170 | ≥40 | ≥201 | ≥92 | 요구 사항 없음 |
304H | ≥515 | ≥205 | ≥40 | ≥201 | ≥92 | 요구 사항 없음 |
참고 항복 강도 는 0.2% 항복 강도를 나타냅니다.
304 대신 304L을 사용할 수 있다는 생각은 잘못된 정보입니다. 소재의 적합성은 용도에 따라 다르며 관련 규칙 및 규정을 고려하지 않고는 결정할 수 없습니다. 원래 디자인 부서만이 변경할 수 있는 권한이 있으며, 이 점을 명심해야 합니다.