탄소는 산업용 강철의 주요 구성 요소 중 하나입니다. 강철의 성능과 구조는 강철 내 탄소 함량 및 분포에 의해 크게 좌우됩니다. 탄소의 영향은 특히 스테인리스강에서 두드러집니다. 스테인리스강 구조에 대한 탄소의 영향은 주로 두 가지 측면에서 나타납니다. 첫째, 탄소는 오스테나이트를 안정화하는 원소이며, 그 효과는 매우 큽니다(니켈의 약 30배). 둘째, 탄소는 크롬과 높은 친화력을 가지고 있어 크롬과 복잡한 탄화물 계열을 형성합니다. 따라서 강도와 내식성 측면에서 스테인리스강에 대한 탄소의 역할은 상반됩니다.
이러한 영향의 법칙을 인식하면 사용 목적에 따라 탄소 함량이 다른 스테인리스강을 선택할 수 있습니다.
예를 들어, 산업계에서 가장 널리 사용되며 크롬 함량이 가장 낮은 0Cr13~4Cr13의 5가지 강종의 표준 크롬 함량은 12~14%로 설정되어 있는데, 이는 탄소와 크롬이 크롬 카바이드를 형성하는 요소를 고려한 것입니다. 결정적인 목적은 탄소와 크롬이 결합하여 크롬 카바이드를 형성한 후, 고용체 내의 크롬 함량이 최소 크롬 함량인 11.7%보다 낮아지지 않도록 하는 것입니다.
이 다섯 가지 강종은 탄소 함량 차이로 인해 강도와 내식성이 다릅니다. 0Cr13~2Cr13 강은 내식성이 우수하지만 강도는 3Cr13 및 4Cr13 강보다 낮습니다. 주로 구조 부품 제조에 사용됩니다.
탄소 함량이 높아 두 종류의 강재 모두 높은 강도를 얻을 수 있으며, 고강도와 내마모성이 요구되는 스프링, 칼 등의 부품 제조에 주로 사용됩니다. 또 다른 예로, 18-8 크롬-니켈 스테인리스강의 입계 부식을 방지하기 위해 탄소 함량을 0.03% 미만으로 줄이거나, 크롬 및 탄소보다 친화력이 높은 원소(티타늄 또는 니오븀)를 첨가하여 탄화물 형성을 억제할 수 있습니다. 예를 들어, 높은 경도와 내마모성이 주요 요구 사항일 경우, 강철의 탄소 함량을 높이는 동시에 크롬 함량도 적절히 증가시켜 경도와 내마모성 요구 사항을 충족하고 일정 수준의 내식성도 고려할 수 있습니다. 베어링, 측정 도구 및 날과 같은 산업 분야에 사용되는 스테인리스강인 9Cr18과 9Cr17MoVCo는 탄소 함량이 0.85~0.95%에 달하지만, 크롬 함량 또한 그에 상응하게 증가되어 내식성을 보장합니다.
일반적으로 현재 산업계에서 사용되는 스테인리스강의 탄소 함량은 비교적 낮습니다. 대부분의 스테인리스강은 탄소 함량이 0.1~0.4%이며, 내산강은 0.1~0.2%입니다. 탄소 함량이 0.4%를 초과하는 스테인리스강은 전체 등급 중 극히 일부에 불과한데, 이는 대부분의 사용 조건에서 스테인리스강의 주된 목적이 내식성이기 때문입니다. 또한, 용접 및 냉간 성형의 용이성 등 특정 공정 요구 사항을 충족하기 위해서도 탄소 함량을 낮게 유지하기도 합니다.
게시 시간: 2022년 9월 27일
