304 스테인리스 스틸 파이프가 사용 시 자성을 띠는 이유

생활 속에서 우리는 스테인리스 스틸의 품질을 판단하기 위해 튜브의 자성을 자주 활용하지만, 사실 이 방법은 매우 비과학적입니다. 예를 들어, 우리가 흔히 사용하는 아연 합금 튜브와 구리 합금 튜브는 스테인리스 스틸의 외관과 색상을 흉내 낼 수 있지만, 자성을 띠지 않아 스테인리스 스틸로 오인하기 쉽습니다. 현재 우리가 가장 많이 사용하는 304 강재조차도 냉간 가공 후 파이프 자성의 정도가 다르기 때문에, 자성 파이프의 유무만으로 스테인리스 스틸의 품질을 판단할 수는 없습니다. 그렇다면 왜 304 강재일까요? 스테인리스 스틸 파이프 자성이 있다.

일반적으로 산업용 스테인리스 용접관은 상온에서의 구조에 따라 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 하나는 304321, 316, 310 등의 오스테나이트계 스테인리스 강관이고, 다른 하나는 430420, 410 등의 마르텐사이트계 또는 페라이트계 스테인리스 강관입니다. 오스테나이트계 스테인리스 강관은 비자성 또는 약자성인 반면, 마르텐사이트계 또는 페라이트계 스테인리스 강관은 자성입니다. 따라서 304 스테인리스 강관은 튜브리스 자성 또는 튜브가 있는 경우 자성입니다.

304 스테인리스강은 흔히 비자성 관형 스테인리스강이라고 하는데, 이는 자성 지수가 특정 값보다 낮다는 것을 의미합니다. 즉, 스테인리스강은 일반적으로 어느 정도의 관형 자성을 가지고 있습니다. 이전에 들어 올려진 오스테나이트계 스테인리스강은 비자성 또는 약자성인 반면, 페라이트계와 마르텐사이트계 스테인리스강은 자성 관형 특성을 가지고 있는데, 이는 용탕 중 성분 편석이나 부적절한 열처리 튜브 때문입니다. 이로 인해 오스테나이트계 304 스테인리스강에 소량의 마르텐사이트 또는 페라이트 조직이 생성되어 304 스테인리스강에 약자성이 나타납니다. 스테인리스 스틸 튜브또한, 냉간 가공 후 304 스테인리스 강관의 조직도 마르텐사이트로 변태됩니다. 냉간 가공으로 인한 변형이 클수록, 마르텐사이트 변태가 많을수록 자성이 강해집니다.

따라서 재료의 자기적 특성은 튜브의 분자 배열의 규칙성과 전자 스핀의 등방성에 의해 결정되는데, 이는 재료의 물리적 특성으로 볼 수 있지만, 재료의 내식성은 재료의 화학적 조성에 의해 결정되는데, 이는 재료와 튜브의 화학적 특성이며, 재료가 자성을 띠는지 여부와는 아무런 관련이 없습니다.