Lean 듀플렉스: 몰리브데넘을 비율이 0.3 또는 그 이하로 거의 포함되지 않으나, 가격 면에서 경쟁력이 있다. 현재 비슷한 가격대의 오스테나이트 계열 스테인레스강을 대체할 수 있는 가장 적합한 강종.
기계적 성질
이중의 구조를 가지고 있으며 외관적으로는 페라이트에 오스테나이트가 깊숙이 박혀 있고 구성비율은 1:1에 가깝다. 이러한 구조로 다른 금속보다 더욱 단단하다. 기존 스테인리스 스틸보다 내식성이 압도적으로 우수하며, 원자력 발전소, 담수화설비, 산업설비, 바다를 가로지르는 교량 등에 사용된다. 기존의 탄소강이나 스테인레스 강보다 확연히 비싸지만 유지비용, 자재소모, 공정 제어비용 감소, 가성비 면에서 탁월해 장기적인 비용까지 고려하면 합리적이다. 단점이라면 바로 이러한 기계적 성질 때문에 가공하기가 여간 어려운 게 아니라는 점.
6.5. 고질소 분말야금 스테인리스[편집]
일반적인 강재는 아니고 일부 최신형 공구 및 도검용 고경도 스테인리스강에 쓰이는 방식이다.
강재의 경도와 내마모성을 높이려면 탄소, 바나듐, 텅스텐 등의 함량을 높여야 하는데, 앞서 설명했듯 탄소는 크롬과 결합해 크롬 카바이드를 형성하여 자유 크롬의 양을 떨궈 버리기 때문에 내부식성이 떨어지게 된다.[24] 게다가 크롬 카바이드는 강재의 인성에도 큰 악영향을 주기 때문에 좋을 게 없다. 때문의 상당수의 공구강이나 고속도강들은 바나듐이나 텅스텐에 비해 크롬 함량을 부득이 낮출 수밖에 없고, 자연히 스테인리스로 만들기 어렵다.
이를 해결하기 위해 탄소 대신 질소의 함량을 대폭 높이는 제강법이 고안되었다. 사실 평범하게 제강을 해도 대기 중의 질소가 약간은 포함되지만, 이 제강법은 질소를 1% 가까이, 혹은 그 이상 첨가하는 것이 특징이다. 이러면 강재의 경도와 인성은 높이면서 자유 크롬의 양도 최대한 온존할 수 있다. 탄소 0.36%에 질소가 1.55%나 든 스웨덴제 Vanax 공구강이 대표적인 사례로, 듀플렉스와는 완전히 다른 방식으로 오스테나이트의 내부식성과 고경도 마르텐사이트강의 기계적 강도를 동시에 달성했다. 크롬 카바이드가 적기 때문에 인성도 좋은 것은 덤.
다만 질소는 유체라 기존의 방식으로는 투입할 수가 없기 때문에 다량의 질소를 투입하기 위해서는 특수한 제강법이 필요하다. 최신 고경도 강재들의 기본 덕목(?)인 분말야금을 써야 하는데 그것도 평범한 분말야금이 아니다. 진공 상태에서 고온의 강재 분말을 질화시킴과 동시에 적층시켜 제작해야 한다. 이런 제작 방식 때문에 대량생산이 어려우며 가격이 매우 비싸다. 애초에 이 정도의 내부식성과 내마모성을 동시에 필요로 하는 분야도 많지 않기 때문에 시장에서 거의 찾아보기 힘들다. 앞서 언급된 Vanax도 일부 최고급 다이버용 나이프 등에만 쓰이는 상태.
7. 연마제[편집]
스테인레스 식기류를 처음 사용 시, 연마제(탄화규소)가 남아 있을 경우가 많다. 이는 설거지로 제거되지 않고, 발암성 추정물질이므로(호흡기로 들어온 경우 확실하나 섭취한 경우에도 발암물질인지는 연구 결과가 없음) 다음과 같은 방법 등으로 반드시 제거해야 한다. 참고로 이 연마제는 법적으로 전부 제거하고 판매해야 한다는 규제가 일절 없기 때문에 많든 적든 묻어있을 가능성이 높다.
1. 식용유를 묻힌 키친타올 등으로 스테인레스 식기 표면을 닦는다.
2. 베이킹소다를 묻힌 키친타올 등으로 한 번 더 닦는다.
3. 식초를 넣은 물로 식기를 끓여준다.
이 재질의 냄비, 프라이팬, 식칼을 사용하다 보면 표면에 흰색 물질이 붙는 경우를 볼 수 있는데, 물속에 녹아있던 석회질이 말라서 붙은 것이며, 산성계 세제나 식초, 구연산 등으로 쉽게 제거 가능하다. 별도의 연마제 또는 치약을 천에 묻혀 수백 회 문지른다면 연마효과로 광택이 살아난다. 그리고 일부 스테인리스강은 흠집이 잘 난다. 특히 험하게 다룰 일 없는 전자제품 종류의 스테인리스에서 흠집이 잘 난다. 대표적으로 아이팟 터치 1세대에서 4세대까지 적용된 스테인리스가 있다. 경도가 부족하기 때문에 어쩔 수 없는 일.
8. 시장 현황[편집]
국내에선 주로 중국산과 한국산, 미국산이 쓰이는 편이다. 고품질이 그리 필요치 않는 가정용 기구 등에는 값싼 중국산, 좀 더 오래 버텨야 하는 구조에는 국산, 하이엔드급 강재가 필요한 구조나 발주처에서 하이엔드 강재를 요구하는 경우에는 미제 스테인리스를 동원하는 식. 한국산은 현대제철[25]과 포스코[26] 등이 만들고 있고, 미제 브랜드로는 분말강으로 유명한 크루서블(Crucible Industries)과 카펜터(Carpenter Technology Corporation) 등이 있다.
그 외 스웨덴의 Uddeholm[27]이나 Sandvik, 오스트리아의 Böhler 또한 고품질의 스테인리스강을 생산한다. 다만 이들은 미국의 크루서블이나 카펜터처럼 고경도 특수강 위주라 대부분의 일반인들이 접할 일은 많지 않다. 아웃도어 매니아들 사이에서 뛰어난 가성비로 유명한 모라 나이프 제품들이 Sandvik 강재를 쓰며, Uddeholm의 Elmax나 Böhler의 M390는 고가의 프리미엄 나이프에 많이 쓰이는 분말강으로 유명하다.
일본의 히타치(日立)나 타케후(武生)제 스테인리스강들은 고급 식칼에 많이 쓰여 조리사들에게 인지도가 있다. 특히 타케후의 VG-10은 칼질 좀 한다는 사람 중에는 모르는 사람이 없을 정도로 중상급 일제 식칼을 평정하고 있는 스테인리스강이다.
[1] 이전 사용하던 청동기에 비해서는 높은 온도를 필요로 하지만 고온과 일산화탄소를 이용해 환원이 가능하였기에 고대에도 철을 어떻게든 광석에서 제련해낼 수 있었다. 이에 비해 알루미늄의 경우 금속으로서는 지각에 가장 널리 포함된 원소였지만, 이온화경향이 마그네슘 다음으로 크고, 녹이는데 무려 2000°C가 넘는 온도가 필요했다. 이 때문에 전기분해를 이용하는 홀-에루 법이 발명되기 전까지는 은이 아니라 금보다도 더 비싼 금속이었다. 현재도 철과 비교하면 그래도 훨씬 비싸다.[2] 특성의 차이가 다소 있어 일반적인 고장력강과는 구분되기는 하지만, 스테인리스강 역시 기본적으로 기계적 성능에 있어 고장력강의 특성이 있다. 그 때문에 고장력을 갖춘 강철을 사용할 때에는 내식성이 중요하지 않다면 일반적인 고장력강을 쓰고, 반대로 내식성이 중요하다면 이를 스테인리스강으로 대체하는 경우가 많다.[3] 예: 스페이스X의 스타십 [4] 이런 경우 자석이 붙는다. 분명 스텐레스라고 해놓고 자석에 붙는 제품이 이런 재질이다.[5] 모든 스테인레스강이 자석에 붙지 않는 것은 아니다. 스테인레스강의 경우 그 결정구조에 따라 오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계의 3가지로 크게 나뉘며 이 중 일상생활에서 많이 사용하는 오스테나이트 계열 스테인레스 스틸(304나 316등 다량의 니켈을 함유한 경우 상온에서 오스테나이트 상을 유지하게 되어 이런 이름이 붙었다)의 경우 자성을 가지지 않지만, 마르텐사이트나 페라이트 계열의 경우 강철에 비해 약하지만 자석에 붙는다.[6] 플랜트 현장에서 별로 크지도 않은데 철판 부분만 따져도 억대라는 제품이 이런 재질이다.[7] 단순히 재료들을 양만 맞춰서 섞어 녹인다고 되는 게 아니라 공정기술과 노하우도 중요한데다, 이런 고경도 강재들은 가공비도 매우 많이 든다. 손바닥만한 나이프 하나에 40~50만 원 씩 한다.[8] 그래서 '귀금속'(Edelmetall), '희토류'(Edelerden)도 이 단어가 들어간다. '에델바이스'(Edelweiss) 역시 마찬가지.[9] SUS는 Steel Use Stainless의 약어, STS는 STainless Steel의 약어.[10] 이는 녹이 잘 슬지 않는, 즉 내식성이 강한 거의 모든 금속에 동일하게 적용되는 원리이다. 금이야 뭐 부동태 없이도 애초에 원자 자체가 워낙 안정적이라 높은 내식성을 갖고, 나머지 합금 등은 모두 산화물이 굉장히 안정적이기 때문에 철의 부식 방지가 가능하다.[11] 피막을 일부러 벗겨냈거나 생산된 지 얼마 안 되어 크롬산화물 피막이 형성되지 않은 스테인리스강을 보면 보통 우리가 알고 있는 표면의 광택이나 매끈함이 전혀 없는 것을 볼 수 있다. 반면 산화철은 거의 세라믹 수준으로 강도가 떨어져 깨지기도 쉽고 외관상으로도 보기 별로인지라...[12] 운철제다.[13] 이건 당연한게 불산이 약산이라고는 하지만 부식성은 약산답지않게 매우 강력하니 스테인리스강을 부식시키는거다. 그리고 약산중에서는 물론이고 강산마저도 뛰어넘는 고위험화학약품이 불산이다. 약산이 강산보다는 덜 위험하다고 알려져 있지만 불산은 예외적일 만큼 극도로 위험한 물질이다. 과장이 아니라 정말로 피부에 묻는 것만으로도 사망에 이를 수 있으니 약산이라는 사실 하나만 보고 착각하지말자.[14] 예외가 있는데 바로 티타늄이다. 티타늄은 내산성이 가장 뛰어난 금속이다. 3대 강산 중 황산, 질산은 물론이고 금도 녹이는 왕수에도 역시 견딘다. 그러나 고농축된 염산이나, 불산에는 부식될 위험이 크다 //www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1240 [15] 420HC는 420 계열 중에서는 그나마 탄소 함량이 높은 강재로, 거버에서 많이 쓴다. 열처리 방식에 따라서는 한 두단계 정도 급이 뛰는 성능을 낼 수 있는 강재지만 절대적인 기준으로는 좋은 강재라기보다는 보급형 브랜드인 거버 답게 그냥 성능 대비 가격이 싸서가 크지만.[16] 440C는 20세기 초중반에 개발된 강재로, 이후 더 좋은 강재가 많이 나오면서 빛이 바랬지만 당시에는 '이 이상의 강재는 필요 없다'는 말까지 나왔던 올라운더 강재다. 보커에서 많이 쓴다.[17] 다만 그 발표되는 신형강재 대부분은 오랫동안 굵직굵직하게 쓰여온 메인스트림 강재들의 실험적 아류작 수준들이기 때문에 실제 각종 산업현장이나 도검, 아웃도어 시장에서 이름 따져가며 사용되는 스테인리스 강재는 수십 가지 정도에 불과하다.[18] 2010년대부터 자회사 voestalpine BÖHLER Edelstahl GmbH & Co KG가 스테인리스강(Edelstahl)생산을 담당함.[19] 강재가 단단한 정도. 경도가 높으면 그만큼 단단하고 견고하지만 한계점을 넘는 힘을 받으면 부러지고 깨져버린다. 반대로 경도가 낮으면 물러서 여기저기 조금만 부딪혀도 구겨지거나 흠집이 팍팍 나지만, 대신에 한계점을 넘는 힘을 받으면 깨지는 대신 휘어져서, 사고가 날 상황에서도 어느정도는 버텨볼 만한 여지가 있다.[20] 시효경화 라고도 한다[21] 녹는점 아래까지 가열시킨 후 급랭, 후에 다시 100~600도 정도로 좀 더 낮은 온도로 재가열하는 열처리 방법. 더 정확하게는 고온으로 가열 후 급랭해서 석출시키고자 하는 성분들이 모조리 고용(고체 상태로 녹아있는 상태)되게 만든 다음, 좀 낮은 온도로 다시 재가열해서 제조자의 의도대로 석출물의 크기와 양을 제어하여 그 석출물들을 소재 내부에 골고루 형성시키는 방식으로 이루어진다.[22] F-35에서도 쓰였다.[23] STS, SUS는 같은 스테인리스 강이다. 한국식 표기로는 STS(Steel Type Stainless), 일본식 표기로는 SUS(Steel use Stainless)라고 한다.