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자원절약형 페라이트계 스테인리스강

전문가 제언: ○ 스테인리스강은 금속학적인 조직구조에 따라 오스테나이트계, 페라이트계, 마르텐사이트계로 대별된다. 이중 300계열로 통칭되는 Ni가 8%이상 첨가되는 오스테나이트계 스테인리스강은 내식성, 성형성, 인성, 용접성 등이 우수하여 국내외를 통하여 스테인리스강 생산량의 약 70%는 304강, 316강으로 대표되는 오스테나이트계 스테인리스강이 차지한다.

○ Ni는 스테인리스강뿐만 아니라 각종 철강재료의 내식성, 가공성, 내열성의 향상을 위하여 사용되는 귀중한 합금원소로서 세계적으로 자원이 한정되어 가격변동이 매우 심한 금속이다. 특히 근래에 와서는 2006년 이후 Ni 가격이 급격하게 폭등하여 현재 Ni의 톤당 가격은 30,000$를 상회하여 2006년의 약 2배에 달하고 있다.

○ Ni를 절약하기 위한 스테인리스강의 개발은 1980년대부터 적극적으로 추진되어 왔으며 개발의 주류는 ① Ni의 일부를 Mn으로 대체한 Cr-Mn-Ni강, ② 오스테나이트와 페라이트를 공존시키는 2상 조직강(Duplex steel), ③ Ni를 함유하지 않은 고Cr 페라이트강의 3방향에서 전개되어 이들에 관한 많은 특허기술이 발표되어 왔다.

○ ①의 Cr-Mn-Ni강은 개발역사가 길어 UNS 표기에서 200계로 분류되고 있다. 특성 면에서는 300계열에 미치지 못하나 인도와 중국을 중심으로 보급이 확산되고 있다. ②의 2상조직강은 내식성, 가공성 등은 매우 우수하나 조직제어가 필요하므로 보급은 활성화되지 않고 있다. ③의 고Cr페라이트강은 종래의 200계열의 페라이트강을 개량한 것으로서 최근 POSCO에서도 POS445NF(Ni-Free)강이 개발되어 상품화되고 있다.

○ POS445NF강은 20~23%Cr과 소량의 Cu, Ti, Nb를 함유하는 강으로 내식성은 304강보다 우수하나 가공성과 용접성에는 다소 문제가 있다. 본 보고에서 소개하고 있는 페라이트강도 고Cr, Ti와 Nb의 활용 면에서는 POS445NF강과 유사하다. 앞으로 Ni의 가격문제와 자원문제가 심각해질수록 페라이트강을 위시한 Ni절약형 스테인리스강의 중요성이 더욱 부각될 것이다.

저자: Akihiko Takahashi
자료유형: 학술정보