스테인리스강(SUS)의 특징과 이용 방법

스테인리스(SUS)는 이름 그대로 녹(스텐)이 잘 발생하지 않는(리스) 재료로, 일반적으로 각종 다양한 용도로 이용되고 있습니다. 그러나 기구 설계자의 입장에서 보면 주의가 필요한 재료입니다. 문제를 피하려면 스테인리스의 특징을 이해한 후 취급해야 합니다.

스테인리스강(SUS)의 개요

스테인리스는 철(Fe)을 주성분(50％ 이상)으로 하며, 크롬(Cr)을 10.5％ 이상 함유한 녹이 잘 슬지 않는 합금입니다. 또한, 종류도 다양해 마텐자이트계, 페라이트계, 오스테나이트계 등이 있으며, 기계적 성질이 다릅니다.

설계자가 생각하는 스테인리스강(SUS)의 특징

설계자(특히 기구 설계)로서의 감각으로 스테인리스를 말하자면, 『곤란할 땐 SUS』와 『보통내기가 아닌 SUS』와 같은 특징이 떠오릅니다. 『스테인리스의 장점』의 예로 강도가 높다는 점을 들 수 있습니다. 구체적으로는 판금 부품의 판 두께를 어떻게 해도 1mm 이하로 해야 할 경우, 일반 강판은 손으로도 간단히 변형되지만, 스테인리스는 기구 부품으로서 충분한 강도를 갖추고 있어 0.6mm 판 두께 부품도 가능합니다. 그러나 SUS를 이용해 뼈아픈 경험을 한 경우도 많아, 스테인리스는 사용하기 어려운 부분도 있어 이용 방법에 주의가 필요합니다.

스테인리스강(SUS)의 단점

①밀도가 있다.

설계자 감각으로 표현하자면, 스테인리스는 밀도가 있는 재료라 할 수 있습니다. 예를 들어, 다른 금속과 접동할 경우, 잘 미끄러지지 않아 스프링의 밀어붙이는 힘이 부족해 기구가 성립되지 않는 경우가 있습니다. 원인은 마모 계수가 강판의 약 2배로 크기 때문입니다.

②구부리면 딱딱해진다

스테인리스로 판금 부품의 시제작품을 만들 경우, 벤딩 가공을 하면 매우 딱딱해집니다. 원인은 가공 경화인데, 지표인 n 값이 강판의 약 2배로 특별히 주의가 필요합니다. 따라서 재가공성은 없어 한 번에 가공해야 합니다.

스테인리스강(SUS)의 장점

①강성이 높다

스테인리스는 강성의 지침이 되는 탄성율과 허용 응력값이 높아, 잘 휘어지지 않고 잘 변형되지 않는 재료입니다. 따라서 일반 강판으로는 강도가 부족한 부품도 SUS로 바꾸면 간단히 설계가 성립됩니다.

②위생

스테인리스는 식품 공장의 규격에도 준하는 재료이기 때문에 가정의 싱크대에도 사용됩니다. 식품 생산 설비, 화학 공장 등의 특수 용도에도 대응하는 재료입니다.

스테인리스강(SUS)의 주의점

스테인리스강(SUS)의 물림 현상

스테인리스에서 가장 주의가 필요한 것은 물림(눌러붙는) 현상입니다. SUS 나사 등은 이러한 현상이 현저해, 전동 드라이버로 체결하면 수나사와 암나사가 밀착해 두 번 다시 풀 수 없기 때문에 메인터넌스에서 나사가 분리되지 않아 치명적일 수 있습니다. 최악의 경우, 관련 부품을 모두 교환해야 합니다.

마찰 계수가 높다	열 전도율이 낮다	열 팽창률이 높다
마찰 열이 발생합니다	마찰 열이 배출되지 않는다	나사가 밀착한다

말림 현상 회피 방법

SUS 나사의 경우, 코팅 처리를 하면 물림 현상을 줄일 수 있습니다. 또한, 체결 토크를 적절하게 관리하거나 전동 드라이버를 사용하지 않아도 줄일 수 있습니다.

정리

스테인리스강(SUS)은 신경을 써야 할 재료이지만, 다른 재료로는 실현할 수 없는 설계가 가능합니다. 적재적소에 재료를 사용하면 설계 품질을 향상시킬 수 있습니다.