스테인리스는 탄소 함유량 1.2% 이하, 크롬 함유량 10.5% 이상의 금속 소재입니다. 보통 금속 소재는 산소와 결합하여 산화되면 녹슬어지는 것이 일반적입니다. 그런데 스테인리스는 함유된 크롬이 산화되어 녹을 방지할 수 있는 얇은 피막을 만드는데 이 피막을 '부동태 피막'이라고 합니다. 부동태 피막은 스테인리스에 금이 가거나 파손되더라도 빠르게 재형성되기 때문에 스테인리스 소재가 우수한 내식성을 가질 수 있는 것입니다. 업계에서는 'SUS(서스)'라고 부르며 기계 부품, 건축 자재, 생활용품, 의료 기구 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 스테인리스는 주로 오스테나이트, 페라이트, 마르텐사이트 세 종류로 나뉘는데 오늘은 그 중 오스테나이트 계열의 스테인리스 중 대표적인 SUS316, SUS316L, SUS304의 특징과 어떤 차이점이 있는지 설명드리려고 합니다. 제품 개발하시는 분들이 오스테나이트 계열의 스테인리스 소재를 선정하실 때 도움이 되셨으면 좋겠습니다.
오스테나이트계 스테인리스?
전체 생산량의 60% 이상을 차지하고 있는 오스테나이트 계열은 스테인리스 중 가장 널리 사용되고 있습니다. 오스테나이트 계열은 탄소 0.15% 이하, 크롬 16~20%, 니켈 8% 이상의 성분이 포함한 스테인리스 소재를 말합니다. SUS304, SUS316 등 300번대 숫자로 구성되어 있는 소재들이 오스테나이트 계열의 스테인리스 소재입니다. 이 스테인리스들은 녹에 강하며 내열성이 높은 것이 특징입니다. 그러나 담금질해도 경화되지 않기 때문에 마르텐사이트 계열 스테인리스보다는 경도가 낮습니다.
SUS304
스테인리스 소재 중 가장 대표적인 소재입니다. 크롬 18%, 니켈 8%를 함유하며 내식성, 내열성, 기계적 성질이 양호하여 가장 광범위하게 사용되고 있습니다.
SUS316
SUS304와 더불어 많이 사용되는 스테인리스 소재입니다. 크롬 18%, 니켈 10~14%, 몰리브덴 2.5%를 포함하고 있습니다. 주로 수도배관, 화학설비, 해안지역의 시설물 등에 쓰입니다.
SUS316L
SUS316L의 'L'은 'Low Carbon'을 의미하며 SUS316보다 탄소 함유량이 낮은 것이 차이점입니다. 주로 염분이 많은 곳, 유독가스 등 부식이 쉽게 일어나는 혹한 환경에서 쓰입니다.
SUS304와 SUS316
SUS304와 SUS316은 경도, 인장강도, 항복점 등 기계적 성질에 있어서는 별 차이가 없습니다. 하지만 SUS304는 SUS316이 함유하고 있는 몰리브덴을 포함하고 있지 않습니다. 이 몰리브덴도 크롬처럼 부동태 피막을 형성하는 성분인데 크롬보다 효율이 3배 정도 좋습니다. 따라서 SUS304에 비해 SUS316이 내식성이 더 뛰어납니다. 그래서 SUS316은 바다와 밀접한 혹한의 환경에서도 사용에 적합한 소재로 선정될 수 있습니다. 내식성만을 고려했을 때는 SUS316을 선택하는 것이 유리하겠지만 SUS304가 SUS316에 비해 니켈 함유량이 적어 비용이 저렴하다는 장점이 있습니다. 또 SUS304가 SUS316에 비해 가공성이 우수하기 때문에 여러 산업군에서 폭넓게 사용되고 있습니다.
SUS316과 SUS316L
두 소재의 주요 차이점은 가공성과 내식성입니다. SUS316L은 탄소 함유량이 적어 어닐링(풀림) 상태에서 경도가 낮기 때문에 절삭과 같은 공정을 위한 가공성이 SUS316보다 비교적 우수합니다. 그리고 SUS316보다 내식성도 뛰어납니다. 그 이유는 스테인리스 소재에 함유된 탄소와 크롬은 열처리나 용접에 의해 결합되어 버리는데 부동태 피막을 만들어 부식을 방지해야 하는 크롬이 열로 인한 탄소와의 결합 때문에 부족해질 수 밖에 없습니다. 따라서 내식성이 낮아지게 됩니다. 그런데 SUS316L은 함유된 탄소가 적기 떄문에 크롬과 결합되는 양도 적어 내식성 덜 악화됩니다. 결국 SUS316도 내식성이 훌륭하지만 혹한의 환경에서는 SUS316L이 더 우수한 소재라고 할 수 있습니다. 염분이나 유독가스가 많은 부식 요인이 많은 혹한 환경에서 적합합니다.
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