스테인리스 강의 탄소 이중성

탄소는 산업용 강철의 주요 원소 중 하나입니다. 강철의 성능과 구조는 주로 탄소 함량과 분포에 의해 결정됩니다. 특히 스테인리스강에서 탄소의 영향이 큽니다. 스테인리스강의 구조에 미치는 탄소의 영향은 크게 두 가지 측면에서 나타납니다. 첫째, 탄소는 오스테나이트를 안정화시키는 원소로 그 영향이 매우 큽니다(니켈의 약 30배). 둘째, 탄소와 크롬의 높은 친화력 때문입니다. 크롬은 복잡한 탄화물 계열입니다. 따라서 스테인리스강에서 탄소의 역할은 강도와 ​​내식성 측면에서 상반됩니다.

이러한 영향의 법칙을 인식하면, 우리는 다양한 사용 요구 사항에 따라 다양한 탄소 함량의 스테인리스 강을 선택할 수 있습니다.
예를 들어, 업계에서 가장 널리 사용되면서도 가장 낮은 0Cr3~4Cr13의 5가지 강종의 표준 크롬 함량은 12~14%로 설정되어 있습니다. 이는 탄소와 크롬이 크롬 탄화물을 형성하는 요인을 고려한 것입니다. 결정적인 목적은 탄소와 크롬이 결합되어 크롬 탄화물이 된 후, 고용체 내 크롬 함량이 최소 크롬 함량인 11.7%보다 낮아지지 않도록 하는 것입니다.

이 다섯 가지 강종은 탄소 함량 차이로 인해 강도와 내식성에도 차이가 있습니다. 0Cr13~2Cr3 강은 내식성이 우수하지만 강도는 3Cr13 및 4Cr13 강보다 낮습니다. 주로 구조용 부품 제작에 사용됩니다.
높은 탄소 함량 덕분에 두 강종 모두 고강도를 얻을 수 있으며, 주로 스프링, 나이프 등 고강도와 내마모성이 요구되는 부품 제조에 사용됩니다. 또 다른 예로, 18-8 크롬-니켈 스테인리스강의 입계부식을 극복하기 위해 탄소 함량을 0.03% 미만으로 낮추거나, 크롬 및 탄소보다 친화력이 높은 원소(티타늄 또는 니오븀)를 첨가하여 탄화물 형성을 방지할 수 있습니다. 예를 들어, 크롬의 경우 높은 경도와 내마모성이 주요 요구 사항인 경우, 강철의 탄소 함량을 높이는 동시에 크롬 함량을 적절히 높여 경도와 내마모성 요건을 충족할 수 있습니다. 또한, 내식성도 고려하여 베어링, 측정 도구, 블레이드 등의 산업용으로 사용되는 9Cr18 및 9Cr17MoVCo 스테인리스강을 사용할 수 있습니다. 탄소 함량이 0.85~0.95%로 높더라도 크롬 함량이 그에 따라 증가하기 때문에 내식성이 여전히 보장됩니다.

일반적으로 현재 산업계에서 사용되는 스테인리스강의 탄소 함량은 비교적 낮습니다. 대부분의 스테인리스강은 탄소 함량이 0.1~0.4%이며, 내산성 스테인리스강은 탄소 함량이 0.1~0.2%입니다. 탄소 함량이 0.4%를 초과하는 스테인리스강은 전체 등급 중 극히 일부에 불과합니다. 대부분의 사용 조건에서 스테인리스강은 항상 내식성을 주요 목적으로 하기 때문입니다. 또한, 탄소 함량이 낮은 것은 용접 용이성 및 냉간 변형과 같은 특정 공정 요건 때문이기도 합니다.