비철금속 강종별 특성 및 용도(스테인레스,알루미늄,동합금)
2021년 경기회복에 따라 경기민감주들의 주가가 원자재 가격상승에 따른 실적 회복을 많이 상승하고 있고 원자재 수급 도한 어려움이 있어 기업 운영에 많은 애로가 있을 것입니다.
원자재 가격상승에 따라 대기업 고객사에서 워자재 상승율 만큼 단가 인상을 하여 반영해 주면 되겠지만 실제 현장에서는 조금 흉내만 낼뿐 공정거래법에서 규정하는 경제적 사정 변동에 의한 단가,판가 재협의가 잘 안되는 것도 사실입니다.
최근 몇번의 작성 글을 통해 원가계산,견적산출,철강,석유화학,반도체 등의 가격 시황 등에 대해 정리하였고 오늘은 비철금속 중 가장 많이 사용하고 있는 스테인레스,알루미늄,동합금에 대해 강종별 특성 및 사용용도에 대해 정리 하도록 하겠습니다.
글의 순서
1. 스테인레스강이란?
2. 스테인레스 특성 및 용도
3. 알루미늄 특성 및 용도
4. 동합금 종류 및 특성
1. 스테인레스강이란?
스텐레스,스텐으로 불리는 스테인레스강(Stainless Steel)은 11%정도의 크롬이 들어간 강철 합금으로 스테인레스강은 녹,부식이 일반 강철에 비해 적고 부싲저항 강철로 수명이 끝날때까지 환경에 맞게 적합하게 다양한 등급과 외간을 만들 수 있습니다.
스테인레스강은 크롬을 넣지 않은 탄소강과 다르고 탄소강은 송기와 습기에 부식이 되며 그렇게 되면 표면의 철산화물이 생기고 더 많은 철산화물이 생기는 것을 가속화 시킵니다.
크롬이 들어간 스테인레스강 같은 경우엔 크롬 산화물이 표면의 부식을 예방해주고 금속의 전체적 구조에 부식이 확산되지 못핟도록 예방해 줍니다.
좀 더 쉬운말로 스테인레스강은 Stain(녹슬다) + Less(어렵다) = Stainless(녹슬기 어렵다) 라고 풀이하고 철(Fe)에 고가인 크롬(Cr)을 첨가하여 강도가 우수하고 녹슬지 않으며 표면이 미려한 특성을 가집니다.
2. 스테인레스 강종병 특성 및 용도
생산되고 있는 주요 스테인레스 강종의 특성 및 용도를 정리해 봅니다.
가공 조건이나 성분에 따라 기계적 성질이나 화학적 성질이 다르고 강도나 조직,내식성 등이 많이 달라지는데 계열을 크게 나누어 보면 오스테나이트계,페라이트계,마르텐사이트계,이상계,석출경화계 등으로 분류할 수 있는데 금속,비철의 표면,내부 조직,기계적,화학적 성질에 대해서는 다른 기회에 내용 정리를 하고 이 번 글은 간략히 강종별 특성만 정리 하겠습니다.
오스테나이트계(Austenite)
| 강종 | 조성 | 성질과 특성 | 용도 |
| 301 | 17Cr-7Ni | Cr,Ni이 표준형 304보다 낮아 가공 유기 마르텐사이트가 쉽게 생기는 안정도가 낮은 오스테나이트계로 냉간가공에 의해 인장강도와 경도가 높아지,소둔 상태에서는 비자성이나 냉간 가공우 자성을 가짐 | 차량부품,Belt Conveyor,Bolt,Nut<Spring,태엽 |
| 301L | 17Cr-7Ni-0.1Ni저C | 고강도 301강의 용접부 내일계부식성을 개선한 강종으로 C감소에 의한 강도 저하를 N첨가로 강도를 확보한 강종임 | 철도차량용프레임 및 외장 |
| 302 | 18Cr-8Ni-0.1C | 304보다 고탄소를 함유한 강종으로 프레스가공용,박성형용 재료로 사용되며 C함유량이 높아 고온 가열시 304대비 내식성이 열세이고 가공성은 301과 304의 중간 정도임 | 건축물 내외장 |
| 304 | 18Cr-8Ni | 가장 널리 사용되는 강종으로 Ni이 함유되어 내식성,내열성이 뛰어나며 저온 강도도 가지고 있는 기계적 성질이 양호한 강종으로 열처리로서 경화되지 않고 비자성임 | 식기 및 주방기기류,배관,온수기,보일러,욕조,머플러 |
| 316 | 18Cr-12Ni-2.5Mo | 해수 및 염분에 대한 내공식성 향상을 위해 Mo를 첨가한 강종으로 가공 경화성이 우수하고 비자성을 띰 | 식품공업,해안부근 건축외장 |
| 321 | 18Cr-8Ni-Ti | 304강에 Ti을 첨가하여 입계 부식을 방지한것으로 450~900℃의 입계부식 예민화 구간의 사용에 적합 | 항공기배관,보일러커버 등 |
| 347 | 18Cr-8Ni-Ti | Nb를 사용 탄화물의 결정 입계 석출을 억제하여 용접후 입계 부식에 대한 저항성이 크며 내열성도 높음 | 항공기 배관등 |
페라이트계(Ferrite)
| 강종 | 조성 | 성질과 특성 | 용도 |
| 410L | 13Cr-저C | C를 저감시켜 용접성,굴곡성,가공성,내고온 산화성을 우수하게 한 강종임 | 자동차배기관,보일러연소실 |
| 430 | 18Cr | Cr계의대표 강종이며 가장 일반적인 강종으로 오스테나이트계에 비하여 가격이 젊하고 양호한 가공성,내식성을 가지고 있지만 심한 굴곡,드로잉용에는 난점이 있고 열처리에 의해 경화되며 자성을 가짐 | 자동차부품,건축내장,전기기구,각종탱크 |
| 430J1L | 18Cr-8Ti&Nb-저C | 430에 Ti와 Nb를 첨가하고 C를 저하시켜 가공성,용접성을 개량 | 해수탱크,급탕용탱크,위생기구 |
| 434 | 18Cr-1Mo | 430개량용으로 Mo를 첨가 430보다 염분에 강함 | 자동차외장용 |
| 436L | 18Cr-1Mo Ti,Nb,Zr | 434에 C와N을 저하시키고 TI,NB또는 Zr을 단독 또는 복합 첨가한 강종으로 가공성,용접성이ㅣ 우수함 | 건축외장,차량부품,주방용기,급수설비 등 |
| 443CT | 21Cr-Ti-Cu | Cr함량을 21%로 높여 304와 동등한 수준의 내식성을 가진 페라이트계,TI,Cu의 첨가로 내입계부식성을 향상,성형성이 우수 | 건축외장재ㅔ,주방기구,자동차부품 |
| 444 | 19Cr-2Mo TI,Nb,Z | 436L보다 Mo를 증가시켜 내식성을 개선한 강종임 | 저탕조,저수조,태양열온수기 |
| FW1 | 14Cr-Sn | 430개량용으로 내식성,용접성,가공성을 향상시킨 강종 | 주방기구,세탁기 등 |
| FW2 | 16Cr-Sn | 304대용으로 내식성,가공성을 향상시킨 강종 | 냉장고 등 |
마르텐사이트계(Martensite)
| 강종 | 조성 | 성질 및 특성 | 용도 |
| 410 | 13Cr | 마르텐사이트계의 대표 강종으로 가격면에서는 유리하나 부식환경에서는 적합하지 않음,가공성은 우수하나 열처리에 의해 경화됨 | 저가칼날,기계부품,볼트,너트 |
| 420J1 | 13Cr-0.2C | 소입상태에서 경도가 높고 410보다 내식성이 높은 강종임 | 터빈 브레이드 |
| 420J2 | 13Cr-0.3C | 420J1보다 소입후 경도가 높은 강종 | 칼날,노즐,막대자 |
| 440A | 18Cr-0.7C | 소입경화성이 좋고 인성이 큰 강종 | 칼,게이지,베어링 |
지난 작성글 중 철강 및 비철재료 가격 시황정보와 LME(런던금속거래소) 사이트에서 구리,니켈 ,알루미늄 등 각종 금속의 가격정보를 알아 보았습니다.
사용 용도에 적합한 강종을 선택한 후 합금 조성에 따른 물질의 가격 추이를 잘 모니터링하며 Low Cost, Hige Quality 구매 활동을 하고 나아가 투자 활동에도 도움이 되었으면 합니다.
3. 알루미늄 특성 및 용도
알루미늄(AL)은 지각에서 가장 풍부한 금속원소로 가장 널리 사용되는 비철이고 가볍고 부드러운 은백색을 띠고 용융점 660℃,비중 2.6,열과 전기의 양도체이며 강인하면서도 연성과 전성이 있어 얇은 박판이나 선으로 가공하기 쉬운 것이 특징입니다.
알루미늄 합금계열별 합금조성,합금번호와 특성 및 용도를 정리하여 봅니다.
| 계열 | 조성 | 번호 | 특 성 | 용 도 |
| 1000 | 순AL(99%+) | 1050 1145 1235 1100 1200 |
냉간가공성,내식성,용접성,표면처리성이 우수하고 전기와 열의 전도성이 뒤어나고 전신성이 우수함,강도가 낮은 것은 단점 | 인쇄용 명판,반사판,장식품,전기용품,방열판,은박지,화장품캡,건축외장재,주방용 |
| 2000 | AL-Cu | 2014 2017 2024 |
기계적 성질과 절삭성이 뛰어나며 강도도 우수한 합금,시효경화성과 내식성이 뒤어남,대표적인 두랄루민 합금 | 항공기부품,자동차부품,방산재료,기계부품 |
| 3000 | AL-Mn | 3003 3004 3105 |
1000계열이 갖는 가공성 및 내식성을 저하시키지 ㅇ낳고 강도를 높인 제품,내식성,용접성,딥드로잉성이 우수함 | 음료수캔,주택외장재,전기용품,가전제품 |
| 4000 | AL-Si | 4043 4032 |
자연발생의 합금으로 열팽창 계수가 적고 융점이 낮으며 주조성과 압출성은 양호 | 발색압출재,건축자재,용접선재 |
| 5000 | AL-Mg | 5005 5052 5082 5182 |
비열처리 합그중에서 가장 강한 성질을 가지고 있으며 내식성 및 내해수성이 양호,광택성과 표묜처리 우수성, Mg이적은것은 각종 장식재와 기물재 많은것은 캔 및 각종 구조용 재료로 사용됨 | 선박 및 차량용 재료 건축용재,천장재,외장재,캔엔드,탑 |
| 6000 | AL-MG-Si | 6061 6063 |
열처리형의 내식성 합금으로 용접성이 좋고 중간정도의 강도를 가져 차량,선박 등의 재료로 사용,압출성,용접성,내식성이 우수함,전도도우수,기계 가공성 우수 | 건축용샤시,전기재료,자동차 및 선박용.기계부품,방열판,구조재 |
| 7000 | AL-Zn | 7039 7072 7075 |
알루미늄 합금중에 최고의 강도를 갖추고 있으며 내식성과 주조성이 양호함 | 항공기 및 자동차 부품 금형재료 |
| 8000 | AL-Li | 8011 | 8000계열은 특별 합금성분으로 특히 가공성이 뒤어나며 강도 및 신율이 우수,내식성 양호 | 절취방지형 캡 |
스테인레스와 마찬가지로 알루미늄 또한 사용 용도에 적합한 강종을 선택하여야 하고 가격은 합금 조성이 어떻게 되며 합금조성 물질의 가격추이에 따라 많이 달라지니 잘 모니터링하여 유리한 구매활동과 자산투자에 참고하시기 바랍니다.
4. 동합금 종류 및 특성
동합금 종류는 무수히 많지만 몇가지 동합금 종류 및 기호,명칭 특성 및 용도에 대해 간략히 정리합니다
| 합금번호 | 명칭 | 특성 및 용도 |
| C1020 | 무산소동 | 높은 전도율을 가지고 있기 대문에 무산소 고전도동이라고도 부르며 진공관 재료 등에 사용,높은 도전성과 열전도성,내수소취성,우수한 가공성,용접성 및 납땜성을 갖추었으며 내충격성 및 내열성도 우수하고 균일한 조직,전기용,전자용 부품,정류자,진공기기부품,마그네트 등에 사용 |
| C1040 | 무산소은입동 | |
| C1100 | 타프피치동 | 동재료의 대표적인 강종임,전기,열의 전도성이 좋고 전연성,드로잉가공성,내식성,내후성이 좋음,전기용 증류솥,건축용,화학공업용 개스켓,기물 등 |
| C1220 | 인탈산동 | 전연성,드로잉 가공성,용접성,내식성,내후성,열의 전도성이 좋음,C1220은 환원성 분위기 중에서 고온으로 가열하여도 수소 취화가 일어나지 않음,목욕솥,탕비기,개스켓,건축용,화학공업용 |
| C2200 | 단동 | 색과 광택이 아르답고 전연성,드로잉 가공성,내식성이 좋고 건축용,장신구,화장품 케이스 |
| C2680 | 황동 | 전연성,딥드로잉 가공성 우수,도그성이 좋음,카메라 보온병 등의 드로잉용,자동차 방열기,배선기구,명판,계기팜 등 |
| C3560 | 쾌삭황동 | 특히 피절삭성이 우수하고 프레스성도 좋다,시계부품,기어,제지용 스크린 등 |
| C6711 | 악기리드용 | 프레스,내피로성이 좋음,하모니카,오르간,아코디언 리드 등 |
동합금의 경우도 사용 용도에 맞는 강종을 선정을 잘해야 하고 강종에 따라 화학성분이 많이 다르므로 이로 인해 가격차이도 영향이 많으니 LME시세 등 평소 원소재.비철 등의 가격 시황을 잘 모니터링 하여야 합니다
중량환산공식
철강,비철재료의 가격은 톤단위로 많이 표현하지만 실제 제조현장에서의 유통은 일반적으로 Kg단위로 단가 책정을 많이하니 판재,사각봉,육각봉,환봉,관 등의 소재 중량환산공식을 첨부합니다.
