SUS(스테인레스)는 다양한 공업 제품에 사용되고 있습니다. 플랜트 배관, 건축 자재 및 산업 기계 부품 등 응용 분야는 광범위합니다.
SUS는 주로 오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계의 3종류로 나누어져 있습니다.
이번에는 오스테나이트계 SUS316에 대해서 특징과 용도, 다른 SUS와의 차이 등을 설명합니다. 또 어떤 환경, 용도로 SUS316을 선정해야 하는지 참고 정보를 소개합니다.
목차
SUS316이란?
SUS316은 SUS304 등과 같은 오스테나이트계의 스테인리스입니다. 크롬 18%, 니켈 10~14%, 몰리브덴 2.5%를 포함하고 있으며 자성이 없습니다. SUS316 뿐 아니라 스테인리스강은 내식성이 높고 표면에 부동태 피막이 형성되어 부식을 방지합니다. 부동태 피막은 크롬이 산화되어 만들어지는 막입니다. 크롬은 철보다 산화되기 쉽기 때문에 먼저 막을 형성합니다. 표면에 형성된 부동태 피막이 커버와 같은 역할을 하여 철의 산화 즉 녹을 방지합니다. SUS는 크롬을 함유하고 있기 때문에 녹이 잘 슬지 않습니다. 일반적으로 크롬이 11%를 초과하면 부동태 피막이 형성됩니다. 또, 만약 SUS를 무언가에 부딪쳐 부동태 피막이 일시적으로 파괴되었다고 해도 곧바로 재형성되기 때문에 내식성이 손상되기 어렵고 녹이 잘 발생하지 않는 상태가 계속됩니다.
SUS316의 특징
SUS316에는 SUS304에 없는 몰리브덴이 포함되어 있습니다. 몰리브덴도 부동태 피막을 형성하는 성분으로 밀도는 크롬의 약 3배입니다. 따라서 SUS304에 비해 내식성이 뛰어나 해수에 닿는 부분 등에서는 SUS316이 적합한 소재입니다. 그러나 일반적으로 자주 사용되는 SUS304에 비해 SUS316은 유통량이 적기 때문에 조달성이 떨어집니다.
SUS316의 장점
SUS316은 내식성이 뛰어나 바닷물 등의 염화물에 닿는 가혹한 환경에서도 쉽게 부식되지 않는 특징을 가지고 있습니다.응력 부식 균열에도 강합니다.용접성이 뛰어난 것도 특징입니다.
게다가 SUS316은 비자성이므로 MRI 등과 같은 자기를 다루는 정밀 기기 근처에서 사용할 수 있습니다.
SUS316의 단점
해수 등에는 내식성이 강하지만 산성 환경에서는 SUS304보다 내식성이 떨어집니다.
또한 SUS304에 비해 유통이 적고 가격이 높습니다.
오스테나이트계 스테인리스강은 기본적으로 자성을 가지지 않습니다.그러나 가공 시 내부의 결정 구조가 변화한 경우에는 일부가 자성을 가집니다.자성을 제거하기 위해서는 일단 1150℃ 정도까지 가열하고 급냉 처리를 해야 해서 가공 공정이 늘어나게 됩니다. 그 결과 비용 상승으로 이어집니다.
SUS316은 포함되어 있는 몰리브덴이 절삭성을 떨어뜨리기 때문에 절삭 가공 시 주의가 필요합니다.또한 SUS316은 열전도율이 낮기 때문에 가공할 때 공구의 온도가 쉽게 올라간다는 단점도 있습니다.
따라서 공구가 파손되지 않도록 냉각하면서 절삭하거나 가공 속도를 느리게 하여 온도 상승을 막는 등의 주의가 필요합니다.
SUS316의 용도
해수 등 염소를 포함한 액체용 펌프, 배관 부재
SUS316은 내식성이 강하기 때문에 바닷물과 닿는 부분에 많이 사용됩니다.예를 들어 연안부의 플랜트 설비나 해수를 이용하는 공장의 배관이나 밸브, 펌프에 주로 사용합니다.
선박 부품
선박은 항상 바닷물에 닿아 있기 때문에 내식성이 높은 재료가 사용됩니다.SUS 316은 화학품을 운반하는 유조선 등 대형 배에도 사용합니다.
연안부의 건축 부재
연안부에서는 바닷바람에 의해 건축부재도 쉽게 부식되기 때문에 외벽 패널 등 건축부재에도 SUS316이 사용하고 있습니다.
해안과 눈을 녹이는 지역의 배관 부재
제설제의 경우, 염화 나트륨과 염화 칼슘이 주성분입니다.따라서 바닷물과 마찬가지로 부식될 가능성이 있습니다.
한랭지 등에서는 제설제를 뿌리기 위해 배관 부재에는 SUS316을 사용합니다.
업소용 식품보관용기
조미료에는 염분이 포함되어 있기 때문에 부식이 잘 되지 않는 SUS316을 사용합니다.
SUS316과 다른 스테인레스 소재와의 차이점
스테인리스강은 US316 이외에도 많은 종류가 있으며, 그 특징도 다양합니다.
SUS304와의 차이
SUS304와 SUS316은 인장강도 등 기계적인 특성에 있어서는 별 차이가 없습니다.파손의 용이성이나 변형에 관해서는 같은 정도의 특성을 가지고 있습니다.
SUS304는 크롬 18%, 니켈 8%가 포함되어 있지만 몰리브덴은 포함되어 있지 않습니다.따라서 내식성, 비용, 가공성에서 차이가 있습니다.
SUS304는 염화물 환경에서는 부동태 피막의 생성이 불안정하고, 내식성은 SUS316에 뒤떨어집니다.
SUS304는 바닷물에 닿는 곳이나 연안 등에서는 잘 사용되지 않지만, SUS316은 내식성이 뛰어나 바닷바람, 바닷물의 영향을 받는 곳에서 많이 사용됩니다.
SUS304는 니켈 함량이 적기 때문에 비교적 비용이 저렴합니다.또한 시중 유통량도 많아 구하기 쉽습니다.반면 SUS316은 비용 면에서는 SUS304보다 뒤떨어집니다.
또한 절삭 가공성도 SUS304 쪽이 SUS316보다 좋습니다.따라서 널리 일반적으로 사용되는 소재는 SUS304입니다.
SUS316L과의 차이
SUS316L의 ‘L’이란 ‘Low carbon’을 의미하며, SUS316보다 저탄소 소재를 뜻합니다.
두 가지 주요 차이점은 내식성과 가공성입니다.
SUS316L은 탄소량이 적기 때문에 불림 상태에서 경도가 낮고, 절삭성이 좋은 소재입니다.
또한 SUS316L은 SUS316보다 내식성이 우수합니다. 왜냐하면 SUS316이 예민화가 발생하기 쉽기 때문입니다.
예민화란 열처리나 용접 시 열 등에 의해 함유된 탄소와 크롬이 결합하여 크롬이 부족해지는 현상입니다.
원래대로라면 크롬이 산화하여 부동태 피막을 형성하고 부식을 방지하지만 크롬이 탄소와 결합하여 크롬 탄화물이 석출되어 그 결과 부식이 발생하기 쉬워집니다.
SUS316L은 함유하고 있는 탄소가 적어 크롬과 결합하기 어렵고 크롬 탄화물이 석출되지 않아 내식성이 악화되지 않습니다.
SUS316도 내식성이 좋지만, SUS316L는 더 뛰어나다고 할 수 있습니다.
SUS430과의 차이
SUS430은 대표적인 페라이트 계열의 스테인리스로 크롬을 함유하고 있지만 니켈은 포함하지 않습니다.또 자성을 가지고 있습니다.
일반적으로 SUS316보다 저렴하기 때문에 주방 소재와 기계 부품 등 다양한 제품에 사용됩니다.
SUS430은 SUS316이나 SUS304보다 부식되기 쉬운 소재입니다.
SUS430과 SUS316의 기계 특성은 몇 가지 차이가 있습니다.SUS430은 인장강도가 SUS316에 비해 떨어지고 잘 늘어나지 않는 성질을 가지고 있습니다.
또한 SUS430은 SUS316에 비해 열팽창계수가 낮기 때문에 열에 의한 왜곡이 적고 용접 시 열변형이 잘 되지 않습니다.
그렇지만, 500℃ 이상의 고온 환경에서는 강도가 떨어져 버리기 때문에 사용 환경에 주의해야합니다.
이처럼 SUS430은 비용뿐만 아니라 기계 특성도 SUS316과 다른 점이 많습니다. 특징을 잘 이해하고 선정해주세요.
높은 강도를 요구하지 않는 경우 등에는 비용 절감을 위해 SUS304에서 SUS430으로 재질을 변경하는 방법도 있습니다.
정리
SUS316의 가장 큰 특징은 내식성입니다.또한 부식이 잘 되지 않으며 자성이 없기 때문에 스틸 소재를 사용하기 어려울 떄에도 사용할 수 있습니다.
바닷물이나 염화물에 닿는 부품을 설계할 때는 SUS316을 선정하는 것을 추천합니다.
SUS430이나 SUS304에 비해 비용이 많이 들기 때문에 사용 용도나 환경에 맞게 적절한 재질을 선택하는 것이 좋습니다.
