스테인리스강은 담금질 경화가 가능한가? 방청 도금이 필요한가?

‘스테인리스강’은 하나의 재료가 아니라 거동이 크게 다른 여러 계열로 나뉘며, 특히 경화에서 차이가 납니다. 파스너에서 가장 흔한 강종은 다음과 같습니다.

• 오스테나이트계(304=A2, 316=A4) — 가장 널리 쓰이고 내식성·비자성이지만 열처리로 경화되지 않습니다.
• 마르텐사이트계(410, 420, 440C) — 탄소강처럼 열처리로 경화 가능하며 자성이 있고, 셀프드릴 나사·칼날·와셔에 사용됩니다.
• 페라이트계(430) — 열처리 경화 불가, 내식성은 중간 수준.

따라서 ‘경화 가능한가’를 답하기 전에 항상 강종을 먼저 알아야 합니다.

마르텐사이트계(410/420/440)는 경화 가능하며, 탄소강과 동일한 담금질–템퍼링 공정을 씁니다. 오스테나이트 영역(약 1,000~1,050°C)까지 가열 후 급랭, 다시 템퍼링합니다. 440C는 약 58~60 HRC에 도달하여 날과 내마모가 필요한 용도에 적합합니다.

오스테나이트계(304/316)는 열처리로 경화되지 않습니다. 급랭해도 조직이 마르텐사이트로 변태하지 않기 때문입니다. 경도를 높이는 유일한 방법은 냉간 가공(가공경화)(압연·성형)으로, 어느 정도 단단해지지만 열처리는 아닙니다.

흔한 오해로 ‘304 스테인리스 경화’ 의뢰가 있지만 대개 착오입니다. 저희는 먼저 재질을 확인하고 해당 강종이 실제로 경화되는지 알려드려 소재와 시간 낭비를 막습니다.

일반적으로 필요 없습니다. 스테인리스는 표면의 크롬 산화막으로 스스로를 보호하므로 위에 아연 도금을 해도 방청에는 도움이 되지 않습니다.

다만 추가 코팅이 유효한 경우도 있습니다.

• 미관이나 반사 저감을 위한 검정 외관 → 스테인리스용 흑착색 또는 전용 코팅.
• 해당 강종 한계를 넘는 강한 부식 환경(고염화물·해양).
• 나사 물림(갈링) 저감 → 윤활제 또는 저마찰 코팅.

원칙은 ‘왜 코팅하려는가’를 먼저 보는 것입니다. 단지 방청이 목적이라면 대부분의 스테인리스는 필요 없습니다.

부동태화(패시베이션)는 표면에 새 층을 더하는 것이 아니라, 산(질산 또는 구연산)으로 스테인리스 표면을 세정해 박힌 철을 제거하고 보호성 크롬 산화막이 완전히 재형성되도록 하는 처리입니다.

아연·인산 도금과 달리 두께가 늘지 않고 뚜렷한 변색이 없으며 나사 치수에 영향을 주지 않으므로, 치수 공차가 엄격한 부품에 적합합니다.

가공·용접하거나 강철 공구에 닿은 스테인리스는 내식성을 회복하기 위해 부동태화하는 것이 좋습니다.

스테인리스 너트·볼트의 흔한 문제가 나사 물림(갈링)입니다. 조일 때 나사산이 마찰로 융착·고착되어 풀리지 않거나 나사가 뭉개집니다. 오스테나이트계(304/316)는 표면이 무르고 산화막이 쉽게 결합해 더 잘 발생합니다.

저감 방법:

• 조립 전 나사산에 물림 방지 윤활제(anti-seize) 도포.
• 천천히 조이고 급격한 충격 피하기.
• 서로 다른 강종 조합(예: 316 볼트에 다른 강종 너트).
• 자주 탈착하는 부품에는 저마찰 코팅 추가.

V.S. Heat Treatment는 소형 스테인리스 부품을 대량 처리하며, 부품의 실제 강종에 맞춰 안내합니다.

• 마르텐사이트계(410/420/440) 경화를 분위기 제어로에서 수행하고 경도 측정과 시험 성적서를 첨부합니다.
• 스테인리스에 코팅이 불필요할 때는 그대로 알려드려 불필요한 비용을 막습니다.
• 흑착색·물림 방지 코팅은 실제 사용상의 이유가 있을 때만 진행합니다.

어떤 스테인리스 강종인지 모를 경우 샘플을 보내주시면 먼저 재질을 확인한 뒤 올바른 방법과 견적을 제안합니다.