1. 자성 스테인리스강이란 무엇인가?
정의: 자성 스테인리스강은 상온에서 자석에 의해 끌리는 스테인리스강을 말하며, 그 자성은 주로 페라이트 또는 마르텐사이트 구조에서 비롯됩니다.
비자성 스테인리스강과의 차이점: 일반적인 오스테나이트계 스테인리스강(예: 304, 316)은 일반적으로 비자성입니다(냉간 가공 후 약자성을 띨 수 있음). 반면, 자성 스테인리스강은 주로 마르텐사이트계, 페라이트계 또는 석출 경화형 스테인리스강입니다.
2. 자성 스테인리스강의 종류
(1) 마르텐사이트계 스테인리스강: 일반적으로 탄소와 크롬 함량이 비교적 높으며, 강도와 경도가 우수합니다. 절삭 공구 및 도구에 자주 사용됩니다.
특징: 높은 경도, 높은 강도, 현저한 자성, 중간 정도의 내식성, 열처리(담금질 + 템퍼링) 필요.
대표적인 등급:
410 (12% Cr) : 절삭 공구 및 밸브에 사용.
420 (탄소 추가) : 수술 도구, 베어링.
440C (고탄소 및 고크롬) : 고급 절삭 공구 및 베어링.
(2) 페라이트계 스테인리스강: 크롬 함량이 비교적 높고 탄소 함량이 낮으며, 내식성이 우수합니다. 주방 용품 및 산업 장비에 적합합니다.
특징: 자성을 띠며, 마르텐사이트계보다 내식성이 우수하지만(특히 응력 부식에 강함), 연성이 부족하며, 열처리로 강화할 수 없습니다.
대표적인 등급:
430 (16-18% Cr) : 가전 제품, 건축 장식.
434 (몰리브덴 추가) : 자동차 배기 시스템.
446 (고크롬 및 고온 저항) : 내열 부품.
(3) 석출 경화형 스테인리스강 (PH 강)
특징: 시효 처리를 통해 경화된 상이 석출되어 높은 강도와 자성을 모두 특징으로 합니다.
대표적인 등급:
17-4PH (Cu/Nb 석출) : 항공우주, 터빈 부품.
3. 자성 스테인리스강의 특징
자성: 철 성분으로 인해 자성 스테인리스강은 자기장에서 뚜렷한 자성을 나타냅니다.
내식성: 오스테나이트계 스테인리스강만큼 좋지는 않지만, 페라이트계 및 마르텐사이트계 스테인리스강은 어느 정도의 내식성을 가지고 있습니다.
강도 및 경도: 마르텐사이트계 스테인리스강은 일반적으로 높은 강도와 경도를 가지므로 고압을 견딜 수 있는 부품 제조에 적합합니다.
4. 자성 스테인리스강의 적용
칼 및 도구: 높은 강도와 경도로 인해 칼, 가위 및 기타 절삭 공구 제작에 자주 사용됩니다.
자동차 및 항공우주: 엔진 부품 및 구조 부품 제조에 사용됩니다.
건축 및 장식: 건물의 프레임, 문, 창문 및 장식 요소에 사용됩니다.
5. 자성 스테인리스강의 장점과 단점
장점
저렴한 비용: 고합금 스테인리스강에 비해 자성 스테인리스강은 일반적으로 더 경제적입니다.
우수한 기계적 특성: 고부하 환경에서 사용하기에 적합합니다.
단점
열악한 내식성: 일부 환경에서는 다른 유형의 스테인리스강보다 더 쉽게 녹슬 수 있습니다.
가공 어려움: 마르텐사이트계 스테인리스강은 가공 중에 다루기 더 어려울 수 있습니다.
6. 가공 및 처리
열처리: 마르텐사이트강은 담금질 및 템퍼링이 필요합니다. 페라이트강은 열처리할 수 없습니다.
용접: 페라이트강은 입자 조대화가 발생하기 쉬우므로 열 투입을 제어해야 합니다. 마르텐사이트강은 균열을 방지하기 위해 예열이 필요합니다.
표면 처리: 부동태화는 내식성을 향상시키고, 코팅은 전기 전도성을 향상시킵니다(예: 전자기 차폐 응용 분야).
7. 선택 제안
내식성이 우선: 고크롬 또는 몰리브덴 함유 페라이트강(예: 434)을 선택합니다.
강도 우선: 마르텐사이트강(예: 420) 또는 17-4PH.
비용 민감: 430 또는 409 (저크롬 페라이트).
8. 일반적인 질문
자성이 사라질까요? 마르텐사이트강은 안정적인 자성 특성을 가지고 있습니다. 페라이트강은 퀴리 온도(약 750℃) 이상에서 자성을 잃습니다.
어떻게 식별하나요? 자석으로 테스트하지만, 냉간 가공된 오스테나이트강은 약자성을 나타낼 수 있습니다.
9. 시장 및 개발
트렌드: 일부 오스테나이트강을 대체하기 위해 고내식성 페라이트강(예: 슈퍼 페라이트 444)을 개발합니다.
환경 보호: 니켈 프리 페라이트강은 자원 지속 가능성에 더 부합합니다.
