스테인레스 강은 1913년 영국 세필드의 해리 브렐리(Harry Brearley)가 포신용 합금을 조성하다가 그 일부 히트에서 녹이 슬지 않는 13%Cr강을 발견하고 이를 발전시킨 것이 현재의 스테인레스 강이다. 현재는 전세계에서 광범위하게 사용되고, 그 수요가 점차 증대되어 가고 있는 대표적인 강재이다. 스테인레스 강은 Fe를 기본으로 하고, 최소 10.5%이상의 Cr이 함유되어 있어야 한다. 10.5%Cr의 의미는 철에 보호적인 자기회복산화막(Self-healing oxide film)을 형성하는 최소한의 Cr함량이기 때문이다.
스테인레스 강은 Ni-Cr성분의 조성에 따라 개략적으로 다음 그림 1과 같이 스테인레스 강종을 구분할 수 있다. 또한 조성된 Ni파(Ni equivqlent)와 Cr파(Cr equivalent)을 기준으로 작성된 쉐플러 다이아그램(Scheffler Diagram)의 미세금속조직을 구분하여 오스테나이트(Austentic) 스테인레스, 페라이트(Ferritic) 스테인레스, 마르텐사이트(Martensitic) 스테인레스, 듀플렉스(Duplex) 및 시효경화 강(Precipitation Hardening Steel)의 5가지 종으로 구분한다.
- 오스테나이트 스테인레스 강
기본적으로 오스테나이트 스테인레스 강은 Grade 304가 기장 기본이 된다고 볼 수 있다. 오스테나이트 상은 적어도 크롬이 16%, 니켈이 6%이상일 때 생성된다고 보는데, Grade 201과 같이 15%Cr-5%Ni의 스테인레스 강을 최저급으로 하고, 전형적인 오스테나이트 스테인레스 강은 300계열로 하여 Grade 302, 303, 304, 305는 18%Cr-8%Ni을 기본으로 탄소량의 다소 차이에 의해 302 또는 304로 구분되고, 황(S)을 추가하여 가공성을 좋게 한 것이 Grade 303이다. 그림 3은 오스테나이트 강의 트리이다.
- 페라이트/마르텐사이트/석출경화강
페라이트 강은 열처리나 가공경화 등을 통하여도 경도가 증가되지 않는 크롬에 기초한 강으로 몰리(Mo)와 같은 성분을 미세 조정하여 내부식성을 좋게 하거나 가공성을 높인다.
반면에 마르텐사이트 강은 주 성분인 Cr이나 탄소를 미세 조정하여 강도를 열처리를 통하여 경도를 조정할 수 있는 강이다.
석출경화강은 주 성분인 크롬에 니켈과 구리, 그리고 희규원소인 니오비엄(Nb)를 조성하여 높은 수준의 인장강도를 갖게 한 것으로 열처리 온도 조건에 따라 경도 또한 다양하게 조정할 수 있다.
