안녕하세요. 스테인레스 스틸 열간압연 강판이 왜 모두 동일하게 작동하지 않는지, 왜 일부는 바닷물에 챔피언처럼 견디고, 다른 일부는 고열 용접에 훨씬 더 잘 견디는지, 또는 거의 모든 산업 작업에 적합한 버전을 찾을 수 있는 이유가 무엇인지 궁금하신가요? 바로 찾아오셨습니다. 저는 12년 넘게 스테인리스 열간압연 강판을 판매해왔는데, 작은 합금 원소의 혼합이 모든 차이를 만든다는 점을 말씀드리고 싶습니다. 대부분의 사람들은 "스테인리스 스틸"을 보고 그것이 단지 하나의 금속일 뿐이라고 생각하지만 이는 조리법에 훨씬 더 가깝습니다. 티스푼 한 스푼 또는 한 꼬집을 바꾸면 완전히 다른 것을 얻을 수 있습니다. 오늘 저는 이 작은 조각들이 강도에서 내부식성에 이르기까지 모든 것을 어떻게 변화시키는지, 그리고 이것이 다음 프로젝트를 위해 플레이트를 주문할 때 왜 중요한지 자세히 분석하겠습니다.
먼저 한 가지만 분명히 합시다. 여기서는 냉간 압연이 아닌 열간 압연 판에 대해 이야기하고 있다는 것입니다. 열간 압연이란 초고온(재결정점 이상, 대부분의 등급의 경우 1700°F 이상)에서 강철을 압연하여 두껍고 무거운 판으로 쉽게 성형할 수 있게 하고 경면 마감이 필요하지 않은 작업에 완벽한 약간 거칠고 비늘이 있는 표면을 남긴다는 것을 의미합니다(그렇지만 그립을 위한 열간 압연 엠보싱 스테인레스 강판과 매끄럽고 산업적인 외관을 위한 열간 압연 헤어라인 스테인레스 강판과 같은 옵션도 있지만). 모든 스테인리스강의 기본은 철이지만 합금 원소는 진정한 별이며 각 원소는 자체의 무게를 지닙니다.
가장 큰 것인 크롬부터 시작해 보겠습니다. 스테인리스 스틸이 스테인리스 스틸이 되려면 최소 10.5%의 크롬이 필요하다는 말을 백만 번이나 들어보셨을 것입니다. 이것이 단순한 마케팅 라인이 아닌 이유입니다. 크롬이 산소(공기나 물 등)에 닿으면 표면에 매우 얇고 눈에 보이지 않는 자가 치유 크롬 산화물 층이 형성됩니다. 해당 층이 긁히거나 손상되면 주변 크롬이 산소와 반응하여 즉시 고정됩니다. 다른 일반적인 금속은 그렇게 하지 않습니다. 열악한 환경(해양 굴착 장치, 식품 가공 장비, 화학 물질 저장 탱크 등)에서 자주 사용되는 열간 압연 판의 경우 이는 타협할 수 없습니다. 철판에 크롬이 너무 적으면 산화막이 제대로 형성되지 않아 녹이 빨리 생깁니다. 나는 고객이 304 등급의 표준 16-18% 대신 크롬이 11%만 포함된 값싼 "스테인리스" 판을 구입할 때 항상 이것을 봅니다. 1년 이내에 산화물 층이 손상된 녹 반점이 나타나는 것입니다.
다음은 니켈입니다. 니켈은 스테인레스 스틸을 더욱 극한 조건에서 유연하고 내부식성 있게 만드는 숨은 영웅입니다. 가장 일반적인 등급인 304는 약 8-10%의 니켈을 함유하고 있으며, 이것이 바로 주방 조리대부터 산업용 배관까지 모든 것에 잘 작동하는 이유입니다. 니켈이 하는 일은 강철의 오스테나이트 상을 안정화시키는 것입니다. 즉, 결정 구조가 다른 온도에서도 일관되게 유지되므로 판이 차가울 때 부서지거나 뜨거울 때 부드러워지지 않습니다. 열간압연 후판의 경우 열간압연에는 이미 생산 과정에서 극심한 온도 변화가 수반되기 때문에 이는 큰 문제입니다. 영하의 온도(예: 북부 기후의 실외 보관) 또는 고열 응용 분야(예: 배기 부품 또는 용광로 부품)가 있는 프로젝트를 위해 플레이트를 구입하는 경우 더 많은 니켈(예: 10-14% 니켈이 포함된 316등급) 플레이트가 깨지거나 변형되는 것을 방지합니다. 최근 한 해산물 가공 공장에서 열연판을 304에서 316으로 교체한 고객이 있었습니다. 예전에는 소금물에서 나온 구멍을 처리했는데 이제 판의 수명이 두 배로 늘어났습니다. 참고 사항: 기능적일 뿐만 아니라 표면이 광택이 나거나 미끄러지기 쉬운 접시가 필요한 경우 식품 및 의료 시설에서 인기 있는 일관되고 청소하기 쉬운 마감을 제공하는 열간 압연 헤어라인 스테인리스 강판을 확인하십시오.
그 다음에는 부식 방지 전문가인 몰리브덴이 있습니다. 이는 316과 같은 오스테나이트 등급(보통 2~3%)에서만 볼 수 있지만 가혹하고 염화물이 많은 환경에서는 엄청난 차이를 만듭니다. 염화물은 스테인리스 스틸로 생각되는 도로용 소금, 바닷물, 심지어 병원에서 사용되는 세척용 화학물질의 적입니다. 염화물 이온은 산화 크롬층을 부식시켜 구멍이나 틈새 부식을 일으킵니다. 몰리브덴은 크롬만 사용할 때보다 염화물과 더 잘 싸우는 또 다른 보호층(산화몰리브덴)을 형성합니다. 부두, 화학 처리 또는 폐수 처리에 사용되는 열간 압연 판의 경우 몰리브덴은 협상 대상이 아닙니다. 작년에 우리는 물 처리를 위해 316열연판을 필요로 하는 발전소에 공급했습니다. 이전에는 304열판을 사용하고 있었고 2년마다 열연판을 교체해야 했지만 지금은 문제 없이 5열판을 사용하고 있습니다.
잠깐, 탄소는 어떻습니까? 많은 사람들은 탄소가 강철을 더 강하게 만들기 때문에 나쁘다고 생각하지만 탄소가 너무 많으면 스테인레스 스틸에 문제가 발생합니다. 탄소 수준이 0.03%를 초과하면(304L과 같은 저탄소 등급에서) 용접이나 열간 압연 중에 강철이 가열될 때 크롬과 결합하여 결정립 경계에 크롬 탄화물을 형성할 수 있습니다. 이로 인해 표면에서 크롬이 제거되어 산화물 층이 제대로 형성되지 않아 입계 부식이 발생합니다. 즉, 강철이 결정선을 따라 안쪽에서 바깥쪽으로 부서집니다. 이것이 바로 당사가 많이 용접되는 열간 압연 강판에 저탄소 등급을 제공하는 이유입니다. 당사의 304L 강판은 용접 후 부식이 훨씬 덜 발생하며 이는 건설 및 제조 작업에 큰 이점이 됩니다.
그리고 적은 양이라도 큰 영향을 미치는 미량 합금 원소를 잊지 마십시오. 예를 들어, 질소는 니켈을 추가하지 않고도 강도를 높이기 위해 현대식 스테인리스강(예: 316LN)에 많이 사용됩니다. 이는 비용을 낮추면서도 내식성을 저하시키지 않습니다. 또한 용접성에도 도움이 되어 현장에서 성형되는 열연판에 적합합니다. 그 다음에는 티타늄과 니오븀이 있습니다. 이들은 탄소를 안정화하기 위해 첨가됩니다. 즉, 티타늄과 니오븀은 크롬과 결합하기 전에 탄소와 결합하여 앞서 언급한 입계 부식을 방지합니다. 이것이 바로 321 및 347과 같은 등급이 배기 매니폴드나 용광로 부품과 같이 용접과 열이 일정한 고온 응용 분야에 적합한 이유입니다.
이제 열간 압연과 냉간 압연에서 합금 원소가 어떻게 작용하는지에 차이가 있기 때문에 이것을 다시 열간 압연 판에 구체적으로 연결해 보겠습니다. 열간 압연은 합금 원소가 철 매트릭스로 더 쉽게 확산되도록 높은 온도에서 이루어지므로 표면뿐만 아니라 철판 전체에 더 고르게 분포됩니다. 이는 내식성과 강도가 외부 층뿐만 아니라 플레이트의 위에서 아래까지 일관된다는 것을 의미합니다. 단점은 열간 압연 강판이 더 두껍고 어두운 산화물 스케일(고열로 인해)이 있어 일부 사람들이 덜 매력적이라고 생각하지만 이것이 우리의 특수 마감이 필요한 곳이라는 것입니다. 우리는 흠집을 숨기고 계단, 경사로 또는 트럭 침대에 추가 그립을 제공하기 위해 표면 질감이 있는 열간 압연 엠보싱 스테인레스 강판과 쉽게 닦아낼 수 있고 건물 정면과 같은 건축 프로젝트에 날카롭게 보이는 미세한 선형 질감을 가진 열간 압연 헤어라인 스테인레스 강판을 보유하고 있습니다. 아니면 엘리베이터 내부.
나는 작업에 잘못된 합금 혼합물을 선택하면 어떤 일이 일어나는지 직접 목격했습니다. 몇 년 전 한 고객이 식품 가공 라인용으로 저렴한 409등급 스테인리스 열간압연 강판을 주문했습니다. 409에는 크롬이 훨씬 적고(약 11%) 몰리브덴이 없기 때문에 6개월 이내에 플레이트가 식품 산과 세척용 화학 물질로 인해 녹슬었습니다. 그들은 우리에게 돌아와 304 플레이트를 얻었고 여전히 강세를 보이고 있습니다. 반면에 소금물이 전혀 보이지 않는 낮은 보관 캐비닛에 316 플레이트를 사용하여 과잉을 사용하는 또 다른 고객이 있었습니다. 그들은 필요한 것보다 훨씬 더 많은 비용을 지불했습니다. 그렇기 때문에 합금을 특정 환경과 사용 사례에 맞추는 것이 중요합니다. 단지 가장 저렴한 것을 선택하는 것이 아닙니다.
그렇다면 스테인리스 열간압연 강판을 주문하는 경우 이 모든 것이 왜 중요할까요? 합금 요소는 단지 작은 추가 요소가 아니라 귀하의 플레이트를 오래 지속되고 성능을 발휘하며 예산에 맞게 만드는 요소이기 때문입니다. 염수를 견디는 플레이트, 고열 용접을 처리할 수 있는 플레이트, 매끄러운 마감 처리 또는 안전을 위한 질감 있는 그립이 필요한 플레이트 등 크롬, 니켈, 몰리브덴 및 기타 원소의 혼합에 따라 원하는 제품이 결정됩니다.
귀하의 프로젝트에 어떤 등급이 적합한지 확실하지 않거나 열간 압연 엠보싱 스테인레스 강판 및 열간 압연 헤어라인 스테인레스 강판과 같은 특수 마감재를 포함한 열간 압연 강판 옵션에 대해 자세히 알고 싶으시면 저에게 연락주세요. 저는 수백 명의 고객이 자신의 업무에 적합한 플레이트를 선택하도록 도왔으며 등급 사양부터 배송 일정까지 모든 것을 안내해 드릴 수 있습니다. 강압적인 판매 이야기는 없고, 무엇이 효과가 있는지 알 만큼 오랫동안 이 게임에 참여해 온 사람의 솔직한 조언일 뿐입니다.
참고자료
- ASM 인터내셔널. (2019).스테인레스강: 합금 원소와 그 효과. ASM 핸드북, 4권: 철강 열처리 기술.
- 데이비스, JR (Ed.). (1994).스테인레스강: 미세구조 및 특성. ASM 인터내셔널.
- 세드릭스, AJ (1996).스테인레스 강의 부식(2 판). 존 와일리 앤 선즈.
- 국제표준화기구. (2020). ISO 15510: 스테인레스강 - 화학 성분.
