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탄소강 대 스테인레스 스틸

탄소강 대 스테인레스 스틸: 주요 차이점

내용 테이블 보여주다

1. 소개

탄소강 대 스테인리스 스틸이 함께 과소를 차지합니다 90 % 글로벌 철강 생산, 건설에서 건강 관리에 이르기까지 산업을 뒷받침합니다.

탄소강- 일반적으로 탄소 함량이있는 철 - 탄소 합금 0.05 % 그리고 2.0 %- 고층 빌딩 전원이납니다, 다리, 1 세기 이상 자동차 프레임.

대조적으로, 스테인레스 스틸, 적어도 정의됩니다 10.5 % 크롬 플러스 니켈, 몰리브덴, 또는 다른 요소, 부식에 대한 수요를 충족시키기 위해 20 세기 초에 등장했습니다., 위생 표면.

시간이 지남에 따라, 두 가족 모두 고급 야금 및 가공 기술을 통해 진화했습니다..

이 기사는 그들의 검사를합니다 화학 화장, 미세 구조, 기계적 행동, 부식 성능, 제작,

경제적 요인, 응용 프로그램, 유지, 그리고 미래의 트렌드, 엔지니어가 정보에 입각 한 재료를 선택할 수 있도록합니다.

2. 화학 성분 & 야금

탄소강 조성

탄소강특성을 정의하는 것은 탄소 함량입니다, 기계적 특성에 직접 영향을 미칩니다. 탄소 비율에 따라 세 가지 주요 유형으로 분류됩니다.:

탄소강 CNC 부품
탄소강 CNC 부품
  • 저탄소 강철: 더 적은 0.25% 탄소, 그것은 좋은 연성과 형성성을 제공합니다.
    굽힘의 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다, 모양, 그리고 용접이 필요합니다,
    자동차 기관 및 범용 구조 구성 요소 용 시트 생산과 같은.
  • 중간 탄소 강철: 포함 0.25 - 0.6% 탄소, 그것은 힘과 연성 사이의 균형을 맞 춥니 다.
    열처리는 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다, 액슬과 같은 부품에 적합합니다, 기어, 기계의 샤프트.
  • 고 탄소 강철: 이상을 가지고 있습니다 0.6% 탄소, 그것은 매우 단단하고 강하지 만 연성이 적습니다.
    그것은 종종 도구에 사용됩니다, 스프링, 높은 경도와 내마모성이 필수적인 블레이드.

탄소 외에, 탄소강은 망간과 같은 소량의 다른 요소를 포함 할 수 있습니다., 규소, 황, 그리고 인, 그 힘에 영향을 줄 수 있습니다, 경도, 가공 가능성.

스테인레스 스틸 조성물

스테인레스 스틸 주로 Chromium의 존재에 부식성 특성을 빚지고 있습니다., 얇은 형태, 표면에 부착 된 산화물 층.

스테인레스 스틸의 최소 크롬 함량은 일반적으로입니다 10.5%.

스테인레스 스틸 CNC 부품
스테인레스 스틸 CNC 부품

하지만, 스테인레스 스틸은 다양한 합금 제품군입니다, 미세 구조 및 합금 요소에 따라 다른 유형으로 분류되었습니다.:

  • 오스테 나이트 스테인레스 스틸: 가장 일반적인 유형, 같은 성적을 포함합니다 304 그리고 316.
    니켈이 포함되어 있습니다, 부식성을 향상시킵니다, 연성, 그리고 형성성.
    오스테 나이트 스테인리스 강은 식품 가공에 널리 사용됩니다, 건축학, 및 화학 산업.
  • 페라이트 스테인레스 스틸: 오스테 나이트 유형에 비해 크롬 함량이 낮습니다, 온화한 환경에서는 부식성이 우수합니다.
    자동차 배기 시스템 및 기기와 같은 응용 프로그램에 종종 사용됩니다..
  • Martensitic Stainless Steel: 열처리, 오스테 나이트 및 페라이트 유형에 비해 높은 강도와 ​​경도가 있지만 부식성이 낮습니다..
    칼에는 사용됩니다, 수술기구, 그리고 밸브.
  • 이중 스테인리스 스틸: 오스테 나이트 및 페라이트 미세 구조의 조합, 그것은 높은 강도를 제공합니다, 탁월한 부식 저항, 그리고 좋은 스트레스-성분 균열 저항.
    석유 및 가스 및 화학적 가공 산업에서 일반적으로 사용됩니다..

Molybdenum과 같은 다른 합금 요소, 망간, 질소는 스테인레스 스틸의 특성을 더욱 수정할 수 있습니다., 특정 유형의 부식에 대한 저항을 개선하거나 기계적 강도 향상.

합금 요소의 비교

요소 탄소강 (wt%) 스테인레스 스틸 (wt%) 기본 기능
탄소 (기음) 0.05 - 2.00 ≤ 0.08 (300-시리즈)≤ 0.15 (400-시리즈) 탄화물 형성을 통해 경도와 인장 강도를 증가시킵니다; 과잉은 연성과 용접성을 감소시킵니다.
크롬 (Cr) ≤ 1.00 10.5 - 30.0 스테인리스: 부식 저항을위한 수동적 크 인 필름을 형성합니다; 탄소강에서 (추적하다) 경화성을 향상시킵니다.
망간 (MN) 0.30 - 1.65 ≤ 2.00 탈산제; 인장 강도와 경화성을 향상시킵니다; 탄소강의 황 포화에 대응합니다.
규소 (그리고) 0.10 - 0.60 ≤ 1.00 철강 제조업체의 탈산제; 힘과 경도를 증가시킵니다; 스테인리스, 산화 저항에 도움이됩니다.
니켈 (~ 안에) - 8.0 - 20.0 (300-시리즈) 오스테 나이트 구조를 안정화시킵니다 (FCC), 강인함을 향상시킵니다, 연성, 그리고 부식 저항.
몰리브덴 (모) - 2.0 - 3.0 (316, 이중) 염화물 환경에서 구덩이 및 틈새 부식 내성을 증가시킵니다; 고온에서 강화됩니다.
인 (피) ≤ 0.04 ≤ 0.045 통제 된 불순물: 탄소강의 강도와 가공성을 향상시킵니다; 과잉은 Brittleness를 유발합니다.
황 (에스) ≤ 0.05 ≤ 0.03 탄소강에 망간 황화물을 형성하여 가공성을 향상시킵니다; 스테인리스, 부식을 피하기 위해 낮게 유지했습니다.
질소 (N) - ≤ 0.10 (일부 성적) 이중 및 초고전 등급, 니켈없이 강도와 구덩이 저항을 증가시킵니다.

3. 탄소강 대 스테인레스 스틸의 물리적 특성

탄소강 대 스테인레스 스틸의 기본 물리적 특성은 열을위한 선택을 지시합니다., 전기 같은, 및 구조적 응용.

스테인레스 스틸 부품
스테인레스 스틸 부품

아래는 전형적인 가벼운 탄소강에 대한 주요 특성 비교입니다. (A36) 그리고 일반적인 오스테 나이트 스테인레스 스틸 (304):

재산 탄소강 (A36) 스테인레스 스틸 (304)
밀도 7.85 g/cm³ (0.284 lb/in³) 8.00 g/cm³ (0.289 lb/in³)
용융 범위 1,420–1,530 ° C (2,588–2,786 ° F) 1,370–1,400 ° C (2,498–2,552 ° F)
열전도율 50 w/m · k (29 btu · ft/h · ft² · ° F) 16 w/m · k (9 btu · ft/h · ft² · ° F)
열 팽창 계수 11–13 × 10 ° /k (6.1–7.2 × 10 /° F) 16–17 × 10 /k (8.9–9.4 × 10 /° F)
비열 용량 460 J/KG · K (0.11 BTU/LB · ° F) 500 J/KG · K (0.12 BTU/LB · ° F)
전기 저항성 0.095 µΩ · m (6.0 µΩ · cm) 0.72 µΩ · m (45 µΩ · cm)
자기 투과성 ≈ 200 (강자성) ≈ 1 (본질적으로 비자기)

4. 부식 저항 & 내구성

탄소강의 부식 메커니즘

탄소강은 부식에 매우 취약합니다, 주로 녹슬 력을 통해. 수분과 산소에 노출 될 때, 강철의 철은 산화철을 형성하기 위해 반응합니다 (녹).

이 과정은 전해질의 존재하에 가속화됩니다, 소금이나 산과 같은. 클로라이드 이온, 예를 들어, 강철의 표면을 관통 할 수 있습니다, 부식으로 이어집니다.

추가적으로, 탄소강은 산성 또는 알칼리 환경에서 부식 될 수 있습니다, 발생하는 특정 화학 반응에 따라.

스테인레스 스틸 커넥터 부품
스테인레스 스틸 커넥터 부품

스테인레스 스틸의 부식 저항

스테인레스 스틸의 크롬은 수동 산화물 층을 형성합니다. (cr₂o₂) 표면에, 산소와 수분에 대한 장벽 역할을합니다, 추가 산화 방지.

이 수동 층은 자기 - 치유입니다; 손상된 경우, 강철의 크롬은 환경에서 산소와 반응하여 보호 층을 신속하게 개혁합니다..
하지만, 스테인레스 스틸은 부식에 완전히 면역되지 않습니다. 다양한 유형의 스테인레스 스틸은 특정 형태의 부식에 의해 영향을받을 수 있습니다.:

  • 구덩이 부식: 클로라이드가있는 환경에서 일반적입니다, 해수 또는 탈기 염과 같은.
    클로라이드 이온은 수동 층을 방해 할 수 있습니다, 표면에 작은 구덩이가 형성되는.
  • 틈새 부식: 부식성 물질의 농도가 높아질 수있는 제한된 공간이나 틈새에서 발생합니다., 보호 산화 층의 형성 방지.
  • 곡물 간 부식: 스테인레스 스틸이 특정 온도 범위에서 가열 될 때 발생할 수 있습니다. (감작), 크롬이 탄소와 반응하고 입자 경계에서 탄수화물을 형성합니다..
    경계에서 크롬의 고갈은 해당 영역의 부식 저항을 감소시킵니다..

부식 저항의 비교

탄소강은 페인팅과 같은 보호 조치가 필요합니다, 아연 도금, 또는 부식을 방지하기위한 코팅, 특히 실외 또는 부식성 환경에서.
대조적으로, 스테인레스 스틸은 고유 한 부식 저항을 제공합니다, 수분에 노출되는 응용 프로그램에 선호되는 선택으로, 약, 또는 가혹한 분위기가 예상됩니다.

예를 들어, 해양 산업에서, 스테인레스 스틸은 선박 피팅 및 구조물에 사용됩니다,

탄소강 성분은 짠 습한 조건에서 생존하기 위해 광범위한 부식 보호가 필요합니다..

비교 내구성

환경 탄소강 스테인레스 스틸
민물 0.05–0.2 mm/년 < 0.01 mm/년
해양 분위기 0.5–1.0 mm/년 0.01–0.05 mm/년 (316/2205)
3 % NaCl 솔루션 현지화 된 구덩이 (0.5 MM/월) t > CPT; 그렇지 않으면 무시할 수 있습니다
높은 산화 (400 ° C) 빠른 스케일링 (스케일 두께 > 100 µm in 100 시간) 느린 스케일 (10–20 µm in 100 시간)

6. 제작 & 가공 가능성

탄소강과 스테인레스 스틸의 효과적인 제조는 별개의 야금 행동과 선택된 제조 경로에 경첩이 있습니다..

탄소강 제조

주조 & 단조:

카본 스틸의 비교적 낮은 융점 (1,420–1,530 ° C) 간단한 화학은 그것을 잘 맞습니다 모래 또는 투자 캐스팅 큰 부분의,

엔진 블록 및 기어 하우징과 같은, 철 - 탄소 용융물이 복잡한 금형을 채 웁니다.

탄소 철강 투자 주조 제품
탄소 철강 투자 주조 제품

또는, Forge Pressing 가열 된 빌릿 (900–1,200 ° C) 흐름 선을 따라 곡물을 길게하여 미세 구조를 개선합니다,

크랭크 샤프트 및 착륙장 피팅과 같은 중요한 구성 요소에 대한 우수한 충격 강인성 및 피로 저항 전달.

구르는 & 시트 생산:

~ 안에 뜨거운 롤링, 슬래브는 플레이트와 구조 모양을 형성하기 위해 1,100–1,250 ° C로 감소합니다..

후속 콜드 롤링 실온에서는 강도가 최대까지 증가합니다 30 % 작업 경화를 통해, 자동차 패널 및 고종 튜브 용 강철 생산.

가공:

카본 스틸의 가공성 등급 (~ 70 % B1112의) 탄소 함량에 따라 다릅니다.

저탄소 등급 (≤ 0.25 % 기음) 더 빠른 속도로 깨끗하게 자릅니다 (100–200 m/분 표면 속도) 세련된 표면을 생성합니다.

고 탄소 또는 합금강은 작업장 및 조기 도구 마모를 피하기 위해 더 느린 공급 속도와 탄화물 툴링이 필요합니다..

스테인레스 스틸 제조

녹는 & 주조:

스테인레스 스틸 생산은 전기 아크로, 크롬의 정확한 첨가물, 니켈, 몰리브덴은 표적 구성을 달성한다.

강철입니다 깁스 잉곳이나 지속적으로 빌릿에, 불순물에 대한 엄격한 통제를 요구합니다 (에스, 피 < 0.03 %) 부식 성능을 유지합니다.

스테인레스 스틸 주물
스테인레스 스틸 주물

구르는 & 일을 강화합니다:

뜨거운 제작 스테인리스 슬래브 (1,100–1,250 ° C) 더 냉간 롤링을 위해 코일이나 접시가 되십시오.

오스테 나이트 등급 (304, 316) 최대까지 얻습니다 50 % 냉 작업을 통한 힘, 그러나 중간 어닐링이 필요합니다 (1,050 ° C 용액 처리) 스트레스를 완화하고 연성을 회복시킵니다.

용접 & 합류:

용접 스테인리스 스틸 요청 Tig 또는 Pulse -me 일치하는 필러로드를 사용하는 기술 (예를 들어, er308l 304 비금속).

사전 청정 청소는 표면 오염 물질을 제거합니다; 인터 패스 온도는 아래에 남아 있어야합니다 150 크롬 카바이드 침전을 방지하기 위해 ° C.

우편 패시베이션 또는 광세포는 보호 산화 산화물 층을 회복시킨다, 편간 공격에 대한 보호.

가공:

가공성 등급이 가까워졌습니다 50 %, 오스테 나이트 스테인리스 강은 길게 생성됩니다, 작업장 칩.

견고한 설정을 사용합니다, 느린 속도 (30–60 m/me), 그리고 고 피드, 마찰 및 모서리 빌드 업을 최소화하기 위해 광택 에드 카바이드 인서트.

7. 탄소강 대 스테인레스 스틸의 열처리

열처리 탄소 및 스테인리스 강의 미세 구조와 기계적 및 부식성 특성을 조정합니다..

탄소강 열처리

중간 탄소강 기어
중간 탄소강 기어

가열 냉각

  • 목적: 강철을 부드럽게하십시오, 내부 스트레스를 완화합니다, 가공 가능성과 연성을 향상시킵니다.
  • 프로세스: 가열 700–750 ° C, 보관하십시오 30 두께 1 인치 당 최소, 그 다음에 느린 쿨 (용광로 또는 단열재에 묻혔습니다) ~에 20 ° C/시간 아래로 500 공기 쿨하기 전의 ° C
  • 결과: 균일 한 페라이트 - 뇌간 미세 구조, 경도 ≈ 180 HB, 연장 > 25 %.

정상화

  • 목적: 균일 한 기계적 특성에 대한 곡물 크기를 개선하십시오.
  • 프로세스: 가열 820–900 ° C, 균일 할 때까지 잡아라, 그 다음에 공기 쿨.
  • 결과: 미세한 페라이트 - 뇌 곡물, 인장 강도 ~ 450–550 MPa.

담금질 & 템퍼링

  • 담금질: Austenitize 820–880 ° C, 그런 다음 기름이나 물에서 빠르게 식히기 위해 마르텐 사이트를 형성합니다.. 경도를 산출합니다 HRC 50–60 고 탄소 등급.
  • 템퍼링: 재가열 200–650 ° C (원하는 트레이드 오프에 따라) ~을 위한 1 두께 1 인치 당 H, 그런 다음 공기 시원.
    • 200–300 ° C 성질: 높은 경도를 유지합니다 (~ HRC 50), 인장 800–1,000 MPa.
    • 400–550 ° C 성질: 경도의 균형 (~ HRC 40) 인성과 연성으로 (> 15 % 연장).

기화 & 질화 (케이스 경화)

  • 목적: 딱딱한, 거친 코어를 갖는 마모 표면 층.
  • 프로세스:
    • 기화: 탄소가 풍부한 대기에 노출됩니다 900 2-24 시간 동안 ° C, 그런 다음 담금질 & 성질. 케이스 깊이 0.5–2 mm, 표면 경도 HRC 60–62.
    • 질화: 500암모니아 분위기에서 –550 ° C, 단단한 질화물 형성; 담금질이 필요하지 않습니다. 표면 경도 HV 700–1,000.

스테인레스 스틸 열 처리

스테인레스 스틸 임펠러
스테인레스 스틸 임펠러

솔루션 어닐링

  • 목적: 카바이드 용해, 부식 저항을 최대화합니다, 냉 작업 또는 용접 후 연성을 복원하십시오.
  • 프로세스: 가열 1,050–1,100 ° C, 15-30 분, 그 다음에 수상 냉소.
  • 결과: 단상 오스테 나이트 구조 (300 세대) 또는 최적화 된 페라이트/오스테 나이트 균형 (이중), 경도 ~ 200 HB.

강수 경화 (pH 등급)

  • 성적: 17-4ph, 15- 5ph, 13- 8ph.
  • 프로세스:
    1. 솔루션 치료: 1,015–1,045 ° C, 수상 냉소.
    2. 노화:
      • 17-4ph: 480 1-4 h → 경도 ~~ HRC 40–45의 경우 ° C, 인장 950–1,100 MPa.
      • 15- 5ph: 540 ° C 4 H → 경도 ~~ HRC 42–48.
  • 결과: 중간 정도의 연성을 갖는 고강도, 부식성이 좋은 것과 결합되었습니다.

안정화 (페라이트 등급)

  • 목적: 430ti 또는 같은 등급의 감작을 방지하십시오 446 안정적인 탄화물을 형성함으로써.
  • 프로세스: 가열 815–845 ° C, 잡고 있다, 그런 다음 에어 앤 cheench.
  • 결과: 용접 및 열에 영향을받는 구역에서의 편차 간 저항성 향상.

스트레스 완화

  • 목적: 용접 또는 콜드 형성 후 잔류 응력을 줄입니다.
  • 프로세스: 가열 600–650 ° C ~을 위한 1 시간, 그런 다음 공기 시원.
  • 결과: 경도의 최소 변화; 차원 안정성 향상.

주요 대조

특징 탄소강 스테인레스 스틸
경화성 높은; Quench를 통한 광범위한 범위 & 성질 제한된; pH와 마르텐 시트 등급만이 강화됩니다
부식 충격 담금질은 녹을 촉진 할 수 있습니다; 코팅이 필요합니다 솔루션 어닐링은 부식 저항을 복원합니다
프로세스 온도 700–900 ° C (어닐링/담금질) 600–1,100 ° C (해결책, 노화)
그 결과 경도 HRC 60–62까지 (High-C, 템퍼링) HRC 48–50까지 (pH 등급)
미세 구조 제어 페라이트/펄라이트/베이 나이트/마르텐 사이트 열을 통한 오스테 나이트/페라이트/듀플렉스/위상

8. 비용 및 가용성

탄소강의 비용 분석

탄소강은 간단한 구성과 원료의 광범위한 가용성으로 인해 비교적 저렴합니다..

탄소강 비용은 주로 철광석 비용의 영향을받습니다., 생산 에너지, 그리고 시장 수요.

저탄소 강철이 가장 저렴합니다, 추가 처리 요구 사항으로 인해 고 탄소강이 약간 더 비쌀 수 있습니다..

경제성은 대규모 건설 프로젝트에 인기있는 선택입니다., 건물 프레임 및 다리와 같은, 비용 효율성이 중요합니다.

스테인레스 스틸 캐스팅 플라스크 벽 플랜지
스테인레스 스틸 캐스팅 플라스크 벽 플랜지

스테인레스 스틸의 비용 분석

스테인레스 스틸은 탄소강보다 비싸다.

주요 비용 동인은 합금 요소의 비용입니다., 특히 크롬 및 니켈, 비용이 많이 들고 글로벌 시장에서 가격 변동에 따라.

추가적으로, 더 복잡한 제조 공정과 고품질 제어 요구 사항이 더 높은 비용에 기여합니다..

오스테 나이트 스테인리스 강, 상당한 양의 니켈을 포함합니다, 일반적으로 페라이트 또는 마르텐 사이트 유형보다 비싸다.

비용-이익 비교

부식 저항이 주요 관심사가 아닌 응용 분야에서, Carbon Steel은 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다.

하지만, 부식이 빠르게 탄소 강철 부품을 저하시키는 환경에서, 스테인레스 스틸 사용에 대한 장기 비용은 유지 보수 및 교체 비용 감소로 인해 낮을 수 있습니다..

9. 탄소강 대 스테인레스 스틸의 전형적인 응용

둘 다 탄소강 그리고 스테인레스 스틸 현대 산업에 필수적입니다, 그러나 그들의 응용 프로그램은 차이로 인해 크게 분기됩니다 부식 저항, 기계적 성능, 그리고 미적 특성.

탄소강 응용

건설 & 하부 구조

  • 구조 빔, 열, 그리고 프레임 상업용 건물과 교량에서
  • 철근 강화 콘크리트 용
  • 파이프 라인 기름을 위해, 가스, 그리고 물 (일반적으로 코팅 또는 페인트)
  • 철도 트랙 및 철도 부품

자동차 산업

  • 섀시 프레임, 바디 패널, 서스펜션 시스템
  • 기어, 차축, 크랭크 샤프트 (특히 중간 규모의 탄소강)
  • 선택 강도-비용 효율성과 형성의 용이성

산업기계

  • 기계 기지, 프레임 프레임, 그리고 중대한 구성 요소
  • 응용 분야에서 일반적입니다 강도와 용접성 부식 저항보다 우선 순위가 지정됩니다

도구 및 장비

  • 수공구 (렌치, 망치) 고 탄소 강철 사용
  • 죽고 펀치 높은 경도와 힘이 필요합니다

에너지 부문

  • 풍력 터빈 타워 및 지원
  • 오일 드릴링 장비 및 구조 튜브

스테인레스 스틸 응용

음식 및 음료 가공

  • 탱크, 관, 컨베이어, 그리고 믹서 위생 조건
  • 등급 304 (일반적인 사용) 그리고 316 (염화물 내성) 보장하다 위생, 부식 보호, 그리고 쉬운 청소
스테인레스 스틸 칼
스테인레스 스틸 칼

의료 및 제약

  • 수술기구, 이식 가능한 장치, 병원 장비
  • 316L 및 17-4PH 스테인리스가 사용됩니다 생체 적합성 및 멸균 호환성

건축 및 디자인

  • 클래딩, 난간, 주방 가전 제품, 엘리베이터
  • 결합 미적 매력 부식 저항으로
  • 브러시와 거울 마감은 현대적인 모습을 제공합니다

해양과 해외

  • 보트 피팅, 프로펠러 샤프트, 해외 플랫폼
  • 스테인레스 스틸, 특히 316 그리고 이중 등급, 잘 수행하십시오 바닷물 환경

화학 및 석유 화학 산업

  • 압력 용기, 열교환 기, 밸브, 슬리퍼
  • 스테인레스 스틸 손잡이 부식성 유체 및 고온

전자 및 소비재

  • 휴대폰 프레임, 노트북 섀시, 시계
  • 사용 부식 저항, 세련된 외관, 그리고 촉각적인 느낌

잡종 & 클래드 솔루션

  • Clad 배관: 탄소 강 파이프는 a 3 MM 스테인리스 층.
  • 바이메탈 플레이트: 에이 5 탄소강 기질에 결합 된 MM 스테인레스 피부는 열교환 기 및 반응기 용기에 대한 용접 성 및 표면 내구성을 제공합니다..

10. 장점 & 탄소강 대 스테인레스 스틸의 제한

장점과 한계를 이해합니다 탄소강 그리고 스테인레스 스틸 엔지니어링에서 재료 선택에 중요합니다, 건설, 조작, 제품 디자인.

탄소강 대 스테인리스 스틸의 장점

측면 탄소강 스테인레스 스틸
비용 효율성 저렴한 비용, 널리 사용 가능합니다, 대규모 사용을위한 경제적 수명주기는 긴 초기 비용에도 불구하고 유지 보수 비용을 줄입니다
힘 & 경도 높은 기계적 강도, 더 높은 경도를 위해 열처리가 가능합니다 탁월한 강도 대 중량 비율, 특히 이중 등급
가공 가능성 쉽게 가공되고 형성됩니다 (특히 저탄소 등급) 좋은 가공 가능성 (특히 프리 마시닝 등급에서 303)
용접 성 저/중간 탄소 등급의 우수한 용접성 특수 용접 기술은 강력합니다, 부식 방지 관절
다재 광범위한 응용 분야 (구조적, 기계적, 압형) 깨끗한 것에 이상적입니다, 신랄한, 그리고 장식 환경
재활용 완전히 재활용 가능 100% 스크랩 값이 높은 재활용 가능
열전도율 높은 열전도율 - 열 전달 응용에 감사합니다 고온에서 안정적인 성능; 산화 내성
형성 가능성 저탄소 형태가 우수합니다 오스테 나이트 등급 (예를 들어, 304, 316) 또한 매우 형성 가능합니다

탄소강 대 스테인레스 스틸의 제한

측면 탄소강 스테인레스 스틸
부식 저항 저항 저항; 녹과 산화가 발생하기 쉽습니다 우수한 저항; 보호 크롬 산화물 층을 형성합니다
유지 정기적 인 코팅 및 검사가 필요합니다 대부분의 환경에서 최소한의 유지 보수가 필요합니다
미적 가치 칙칙한, 얼룩, 그리고 쉽게 녹입니다 깨끗한, 세련된 외관; 마무리를 유지합니다
무게 고강도 형태로 무겁습니다 비슷한 강도로 더 가벼운 옵션 (예를 들어, 이중)
용접 감도 고 탄소 강철은 용접 구역에서 균열 또는 경화 될 수 있습니다 감작 및 균열을 피하기 위해 제어 된 열 입력이 필요합니다
제조 복잡성 단순한, 그러나 어려운 성적은 취성 할 수 있습니다 특별한 도구가 필요합니다, 속도, 그리고 제조 중 치료
열 팽창 보통의 오스테 나이트 등급에서 더 높은 열 팽창은 뒤틀림을 유발할 수 있습니다
선불 비용 더 낮은 자재 및 처리 비용 크롬/니켈 함량으로 인한 높은 합금 및 처리 비용

11. 탄소강 대 스테인레스 스틸의 유지 및 내구성

유지 및 내구성 탄소강과 스테인레스 스틸을 선택할 때 중요한 고려 사항입니다..

이러한 요인은 총 소유 비용에 영향을 미칩니다, 서비스 수명, 성능 신뢰성, 특히 가혹하거나 까다로운 환경에서.

탄소강 유지

  • 높은 유지 보수 요구 사항: 탄소강은 수분과 산소에 노출 될 때 산화 및 녹이 발생하기 쉽습니다..
    보호 코팅없이 (예를 들어, 페인트, 기름, 또는 아연 도금), 빠르게 부식됩니다.
  • 보호 조치가 필요했습니다: 일상적인 검사, 그림, 또는 부식 억제제의 적용은 대부분의 실외 또는 습한 환경에서 필수적입니다..
  • 표면 처리: 아연 도금, 분말 코팅, 또는 도금은 종종 서비스 수명을 연장하는 데 사용됩니다.

스테인레스 스틸의 유지 보수

  • 청소: 정기적으로 표면을 청소하여 먼지를 제거합니다, 때, 부식으로 이어질 수있는 잠재적 오염 물질.
    어떤 경우에는, 가벼운 세제 또는 특수 스테인리스 스틸 클리너가 사용될 수 있습니다.
    예를 들어, 식품 가공 시설에서, 스테인리스 스틸 장비는 종종 알칼리성 기반 세제로 청소하여 식품 잔류 물을 제거하고 위생을 유지합니다..
  • 클로라이드로부터의 보호: 염화물 수치가 높은 환경에서, 해안 지역이나 제비 소금을 사용하는 시설과 같은, 추가 치료가 필요합니다.
    클로라이드는 스테인레스 스틸의 수동 층에 침투하여 구덩이 부식을 일으킬 수 있습니다.. 염화물 침전물을 제거하기 위해 정기적으로 헹구는 데 도움이 될 수 있습니다..
  • 손상 검사: 스테인레스 스틸은 내구성이 있습니다, 충격 또는 부적절한 취급으로 여전히 손상 될 수 있습니다..
    흠집을 확인하기위한 정기 검사, 덴트, 또는 수동 층의 무결성을 손상시킬 수있는 다른 손상을 권장합니다..

12. 새로운 트렌드 & 혁신

  • 고급 고종 강철 (AHSS): 인장 강도 1,200 경량 자동차 안전 구조를위한 MPA.
  • 슈퍼 오스테 나이트 & 이중 등급: 목재 > 40 초연적 인 오프 쇼어 및 화학 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.
  • 표면 공학: 레이저 - 유도 된 나노 구조 및 세라믹 폴리머 나노 코팅은 마모 및 부식 저항을 확장한다.

13. 비교 분석: 탄소강 대 스테인레스 스틸

범주 탄소강 스테인레스 스틸
화학 성분 Fe – C 합금 (0.05–2.0 % 기음); 작은 Mn, 그리고, 피, 에스 Fe – Cr (≥10.5 %), ~ 안에, 모, N; 최소 c (< 0.08 % 오스테니틱스에서)
미세 구조 페라이트 + 펄라이트; 해소 된 등급의 베이니트/마르텐 사이트 오스테 나이트 (300-시리즈), 페라이트 (400-시리즈), 이중, Martensitic
밀도 ~ 7.85 g/cm³ ~ 8.00 g/cm³
인장 강도 400–550 MPa (58–80 KSI) 520–720 MPa (75–105 KSI)
항복 강도 ~ 250 MPA (36 KSI) 215–275 MPa (31–40 ksi)
연장 20–25 % 40–60 %
경도 140–180 HB; 최대 HRC 60+ 열 처리시 150–200 HB; Martensitics/PH 등급의 HRC 48–60
열전도율 ~ 50 w/m · k ~ 16 w/m · k
열 팽창 11–13 × 10 ° /k 16–17 × 10 /k
부식 저항 가난한 (코팅 또는 아연 도금이 필요합니다) 훌륭한 (고유 한 패시베이션; 클로라이드 등급, 산, High -t)
유지 높은: 주기적 코팅/수리 낮은: 간단한 청소; 최소한의 유지
제작 탁월한 용접성 및 형성성; 쉬운 가공 제어 용접이 필요합니다, 느린 가공, COLT가 일했을 때 직장인
열처리 전체 범위: 어닐링, 끄다, 성질 제한된: 솔루션 어닐링, 강수 - 하급; 대부분은 말할 수 없습니다
비용 (2025 동쪽.) ~ US $ 700 / 톤 ~ US $ 2,200 / 톤
유효성 매우 높습니다; 글로벌 생산 >1.6 10 억 T/년 높은; 생산 ~ 55 백만 t/년, 주요 지역에 집중되어 있습니다
재활용 > 90 % EAF 경로에서 내용을 스크랩하십시오 ~ 60 % 스크랩 내용; 높은 가치, 특수 분류
일반적인 용도 구조 빔, 자동차 섀시, 파이프 라인, 도구 식품 가공, 의료기기, 해양 하드웨어, 건축 트림
서비스 온도 최대 300 ° C (위의 산화/스케일링) 최대 800–900 ° C (등급에 종속됩니다)
수명주기 비용 코팅 및 유지 보수로 인해 더 높습니다 부식성 또는 위생 적 애플리케이션이 낮습니다

14. 결론

탄소강 대 밸런싱에 대한 스테인레스 스틸 힌지 선택 , 부식 저항, 제작, 그리고 비용.

탄소강은 무거운 구조적 및 열 처리 된 구성 요소에 필수 불가능한 상태로 남아 있습니다., 스테인레스 스틸은 부식 면역이있는 곳에서 뛰어납니다, 위생, 또는 미학 문제.

그들의 이해함으로써 야금, 속성, 경제적 인 트레이드 오프, 그리고 응용 프로그램 컨텍스트, 엔지니어는 성능을 최적화하기 위해 올바른 강철 또는 하이브리드 솔루션을 지정할 수 있습니다., 수명주기 비용, 지속 가능성.

두 가족의 지속적인 혁신은 스틸이 미래에 현대 산업의 중추로 남아있을 수 있도록합니다..

 

FAQ

탄소 또는 스테인리스가 더 강한 강철?

등급과 열처리에 따라 다릅니다:

  • 고 탄소 강 (예를 들어, 1045, 1095) 도달 할 수 있습니다 더 높은 경도와 힘 대부분의 스테인레스 등급보다.
  • 스테인리스 강 좋다 17-4ph 그리고 Martensitic 420 또한 강화 될 수 있습니다, 그러나 일반적으로 제공합니다 더 나은 부식 저항으로 적당한 강도.

스테인레스 스틸은 탄소강보다 비싸다?

예. 시대 2025:

  • 스테인레스 스틸 소송 비용 2–3 배 더 합금 요소와 같은 톤당 니켈, 크롬, 그리고 몰리브덴.
  • 하지만, 유지 보수가 낮습니다, 더 긴 서비스 수명, 그리고 미적 매력 초기 비용을 상쇄 할 수 있습니다.

스테인리스 스틸보다 탄소강이 지속 가능하거나 재활용 가능합니까??

둘 다 재활용 가능합니다:

  • 탄소강 위의 전 세계 재활용 속도가 있습니다 90%, 일반적으로 전기 아크 용광로를 통해 (EAF).
  • 스테인레스 스틸 또한 높은 재활용 가치, 그러나 필요합니다 보다 고급 분류 합금 요소로 인해.

구조 적용에 더 좋습니다?

탄소강 널리 사용됩니다 구조 및 구조 프레임 그것 때문에 높은 강도 대 비용 비율.
하지만, 부식성 환경 또는 위치에서 미적 마감 그리고 장수 필요합니다, 스테인레스 스틸 더 높은 비용에도 불구하고 선호 될 수 있습니다.

스테인레스 스틸 녹입니다?

그렇습니다. 그러나 드물게.
스테인레스 스틸은 아래에서 부식 될 수 있습니다 염화물 노출, 저 산소 조건, 또는 기계적 손상 수동 층으로.
올바른 사용 등급 (예를 들어, 316 바닷물을 위해, 공격적인 미디어를위한 이중) 부식 저항에 필수적입니다.

어떤 강철도 가공하기 쉽습니다?

일반적으로, 저탄소 강철 가공하기가 더 쉽습니다.
오스테 나이트 스테인리스 강 (좋다 304) ~이다 더 힘들고 일하는 경향이 있습니다, 사용하지 않는 한 절단하기가 더 어려워집니다 적절한 툴링 및 윤활유.

탄소강 대 스테인리스 스틸을 함께 사용할 수 있습니까??

구조적으로 결합 될 수 있습니다, 하지만 갈바니 부식 둘 다있을 때 위험이 있습니다 촉촉한 환경에서의 전기 접촉. 조기 실패를 방지하기 위해 절연 또는 코팅이 필요할 수 있습니다..

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