Stainless Steel의 강종별 특성 - Ferritic Stainless Steel
Ferritic Stainless Steel은 Ni을 함유하지 않은 저탄소 고Cr 강으로서 고온에서도 상온 때와 같이 Ferrite가 안정상이며, 고온에서 급냉하여도 소입경화등이 없고 단지 냉간가공에 의해서 약간 경화되고 자성을 띤다. Stainless Steel로 구분되기는 하지만, 실외에서는 약간의 녹이 발생하는 문제점이 있다.
탄소량이 많아지면, 고온에서 Austenite 상이 형성되고, 급냉에 의해 Martensite로 변태하는 경우도 있다, 따라서, 탄소함량이 커지면 소입경화능이 생기므로 탄소의 함량을 0.12%이하로 제한하고 있다. 일반부식에 강하고, 고온에서의 산화가 적으며, S부식과 H2S및 Chloride분위기에서의 저항성이 크고, 열처리에 의해 경화되지 않는 특성이 있다.
Column의 Strip Lining등으로 일부 이용되기도 하며, 용접시에 경화성이 없으므로 예열 및 후열 처리가 불 필요하다.
최대 사용온도는 475℃(885℉)에서의 Embrittlement로 인해 343℃(650℉)정도로 제한된다.
|
AISI 명 |
화학 성분 (Max. Wt. %) | |||||||
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Mo |
기타 | |
|
405 |
0.08 |
1 |
1 |
0.04 |
0.03 |
11.5 ~ 14.5 |
|
Al : 0.1 ~ 0.3 |
|
429 |
0.12 |
1 |
1 |
0.04 |
0.03 |
14.0 ~ 16.0 |
|
|
|
430 |
0.12 |
0.75 |
1 |
0.04 |
0.03 |
16.0 ~ 18.0 |
|
|
|
430F |
0.12 |
1 |
1.25 |
0.06 |
0.15 |
16.0 ~ 18.0 |
0.6 |
|
|
430FSe |
0.12 |
1 |
1.25 |
0.06 |
0.06 |
16.0 ~ 18.0 |
|
Se : 0.15% 이상 |
|
434 |
0.12 |
1 |
1 |
0.04 |
0.03 |
16.0 ~ 18.0 |
0.75 ~ 1.25 |
|
|
442 |
0.2 |
1 |
1 |
0.04 |
0.03 |
18.0 ~ 23.0 |
|
|
|
446 |
0.2 |
1 |
1.5 |
0.04 |
0.03 |
23.0 ~ 27.0 |
|
N : 0.25 |
<Ferrite계 Stainless Steel 의 화학성분>
|
AISI 명 |
주요 특징과 용도 |
|
405 |
- Al이 함유되어 용접후 자경성이 감소한다. |
| - Turbine Blade, 용접용 재료로 사용된다. | |
| - 냉동 공업, 의약, 화학공업등에 사용된다. | |
|
429 |
- 430의 용접성을 개량한 강종이다. |
| - 그외는 430과 동일하다. | |
|
430 |
- 대표적인 Ferrite계 Stainless Steel이다. |
| - 압연이 용이하고, 가격이 저렴하다. | |
| - 방열기, 자동차 부품, 화학설비등에 사용된다. | |
|
430F |
- 430의 절삭성을 개량한 강종이다. |
|
430FSe |
- 단조성이 좋고, 자동 선반용 재료로 사용된다. |
|
434 |
- 430의 개량 강종으로 염분에 강하다 |
| - 자동차 외장용으로 사용된다. | |
|
442 |
- 내식성은 430과 동일한 수준이다. |
| - 고온용 재료로 사용된다. | |
|
446 |
- 내산화성이 가장 우수하다. |
| - S가 함유된 분위기에 사용된다. | |
| - N은 결정립 성장을 방지한다. | |
| - 고온용, 화학 공업용, 입욕 전극봉의 재료로 사용된다. |
<Ferrite계 Stainless Steel의 특징과 용도>
용접시 HAZ(열영향부)부의 조직이 조대화되고, 인성이 급격히 저하하며, 550 ~ 850℃ 사이에서 Fe-Cr의 금속간 화합물이 생겨 취성이 발생하므로 용접 구조물로는 사용이 제한된다. 주로 사용되는 용접봉은 E309계열의 용접봉이 사용되고 열처리가 요구될 때는 E430 or Ni-Cr-Fe계의 용접봉을 사용한다. E309로 용접한 구조물은 260℃(500℉)이상에서 사용하면 모재와의 Thermal Expansion 차이로 인해 높은 Stress가 발생하므로 E309의 최대 사용온도는 이보다 하향으로 제한된다.
현업에서 자주 사용되는 410S SS는 Martensitic Stainless Steel인 410 SS에서 Carbon이 0.08%이하로 규제되고, Ni이 최대 0.60%로 제한된 강종이다. Carbon 함량이 작아서 양호한 용접성을 가지고 있다.
ASME Code에서는 410S SS를 Ferritic Stainless Steel로 구분하여 P No.7으로 관리하지만, 실제로는 P No. 6번인 Martenisitic Steel로 구분하는 것이 타당한 재료이다.
|
Type |
대표 강종 |
재료 특성 및 용접성 |
|
Ferritic |
405 SS (13% Cr) |
최대 사용온도는 475℃(885℉)에서의 Embrittlement로 인해 343℃(650℉)정도로 제한된다. |
| 용접시 HAZ(용접열영향부)의 인성이 급격하게 저하하여 용접 구조물로는 사용이 제한 된다. | ||
| 용접시 HAZ부의 Grain Growth가 급속하게 이루어 지고, 550 ~ 850℃ 사이에서 Fe-Cr의 금속간 화합물이 생겨 취성이 발생하므로 용접 구조물로의 사용이 제한된다. | ||
| Column의 Strip Lining등으로 일부 이용되기도 하며, 용접시에 경화성이 없으므로, 예열 및 후열처리가 필요없다. | ||
| 일반 부식에 강하고, 고온산화가 적으며, S부식과 H2, H2S및 Chloride분위기에서의 저항성이 강하다. | ||
| 주로 사용되는 용접봉은 E309가 사용되고, 열처리가 요구될 경우에는 E430 or Nickel-Chromium-Iron계 용접봉을 사용한다. | ||
| E309로 용접한 구조물은 260℃(500℉)이상에서 사용하면, 모재와의 Thermal Expansion의 차이로 인해 높은 Stress가 발생하므로 최대 사용온도가 이보다 하향으로 제한된다. | ||
| 410S SS는 Martensitic Stainless Steel인 410 SS에서 Carbon이 0.08% 이하로 규제되고, Nickel이 Max.0.60%로 미량의 차이가 나며, 양호한 용접성을 가진 재료이다. | ||
| 410S SS는 용접시에 410 SS와는 달리 P No. : 7의 Ferrite Stainless Steel 로 분류된다. (410 SS는 Carbon : 0.15%, Nickel 0.75%로 P No. : 6인 Martensitic Stainless Steel 이다.) |
<Ferritic Stainless Steel의 재료 특성 및 용접성>
관련글 링크
스테인레스 스틸 ( Stainless steel ; STS, SUS)의 종류
스테인레스 강 (Stainless steel; STS, SUS) 의 특성
Stainless steel - Martensitic Stainless Steel
