[설계요소]스테인리스(SUS/STS)강이란? 정의와 종류별 특성

Intro 

안녕하세요! h2-yeong입니다. 오늘은 기계설계에서 가장 많이 사용되는 재료 중 하나인 스테인리스에 관해 배워보도록 하겠습니다. 설계를 하기 위해서는 기계재료에 관해 많이 알고 있어야 합니다. 사용되는 목적에 따라 적재적소에 재료를 사용하여 기계가 그 목적을 제대로 수행하고 성능을 유지하기 때문입니다. 만약 PTFE을 써도 되는 부분에 STS를 사용 한다면 비용적인 측면에서도 많은 손실이 있겠죠? 혹은 STS를 사용해야하는 부분에서 PTFE를 사용한다면 기계의 변형 혹은 사고가 발생할 수 있습니다. 그렇기에 적절한 기계요소를 써야하는 것은 매우 중요한 일입니다. 따라서 많은 기계재료들을 익혀 타당성을 갖춘 기계를 설계합시다!

 

0. JIS와 KS란? 같은 스테인리스를 두고 STS와 SUS라고 부르는 이유

결론부터 말씀드리면 표준의 출처가 다르기 때문입니다. 예를 들어 같은 휴대폰이라도 한국은 핸드폰이라 부르고 미국은 셀폰이라 부르고 영국은 모바일이라 부르는 것과 같은 이치입니다. 그렇다면 표준의 출처인 JIS와 KS에 관해 배우도록 하겠습니다. JIS는 일본에서 만든 표준으로 Japanese Industrial Standards의 약자로 일본 및 국제적으로 널리 사용합니다. 스테인리스강을 JIS에서는 SUS라고 얘기합니다. 그리고 KS는 Korean Standards의 약자로 한국에서 만든 표준으로 한국에서만 사용합니다. 스테인리스강을 KS에서는 STS라고 얘기합니다. 즉 같은 스테인리스강을 두고 JIS와 KS에서 부르는 명칭만 다른 것입니다. 

 

1. 스테인리스(SUS/STS)강 정의

이번에는 스테인리스의 정의에 관해 알아보겠습니다. 스테인리스강은 Stainless Steel로 철(Fe)+탄소(C) 합금에 크롬(Cr : 10.5~11 %)과 니켈(Ni)같은 금속 원소를 첨가해 만든 합금강입니다. 표면의 크롬 산화물(Cr2O3)은 일반 강철의 최대 단점 중에 하나인 녹과 부식을 예방하는 효과가 있습니다. 또한 표면에 상처가 생겼을 때 빠르게 수습하여 오랫동안 사용할 수 있습니다. 앞과 같은 강력한 장점들 덕분에 다양한 산업군에서 스테인리스강이 사용되고 있습니다. 

 

2. 스테인리스(SUS/STS)강의 종류별 특성

스테인리스(STS/SUS)강은 결정 구조에 따라 5가지로 나눌 수 있습니다. 이 결정 구조는 고온에서 냉각되는 과정에서 합금 원소의 함량에 따라 결정됩니다. 

종류	구조	구성	자성	특징	주요등급	용도
오스테나이트계	FCC	Cr+C+Ni	X	-내식성 우수 -고온&저온에서도 성질 유지 -용접성과 가공성 우수	SUS304 SUS316 SUS321 SUS310S	주방기기 식품 가공기 화학장비 건축 외장재
페라이트계	BCC	Cr(11~30%) +C(적음)	O	-내식성 우수 -용접성 Low -열처리 통한 경도조절 hard	SUS430 SUS409 SUS444	자동차 부품 세탁기 가전제품
마르텐사이트계	BCC	Cr(11~18%) +C(많음)	O	-강도&경도 높음 -내식성 낮음	SUS410 SUS420 SUS440	공구 칼 외과용 기기
이중상	오스테+페라이트	Cr+Ni+Mo	△	-오스테나이트계보다 강도&내식성 우수 -염소와 같은 부식성 환경에 적합	SUS329J1 SUS2205	해양구조물 화학공정 장비 저장탱크
석출경화계	열처리	Cr+Ni+Cu+etc.	O	-경도와 내식성 우수 -높은 강도 유지하면서 가공 가능	SUS630 SUS631	항공 우주 석유화학 장비 고급 공구

 

마치며

오늘은 스테인리스강에 관해서 배워보는 시간을 가졌습니다. 다같이 공부하여 좋은 설계자가 되봅시다!! 혹시 질문이나 수정사항은 언제든지 환영입니다. 그림 다음시간에 찾아 뵙도록 하겠습니다.