304H 스테인리스 강판은 현대 산업 분야에서 가장 신뢰할 수 있는 고온 오스테나이트 소재 중 하나입니다. 표준 304 등급의 특수 변형으로 고온 환경에서 향상된 크리프 저항성과 우수한 성능을 제공하므로 발전, 석유화학 공정 및 고온 구조물 애플리케이션에 필수적인 부품입니다.
304H 스테인리스 스틸이란?
304H 스테인리스 스틸은 널리 사용되는 304 오스테나이트 스테인리스 스틸의 변형 버전으로, 고온 서비스 용도에 맞게 특별히 설계되었습니다. "H" 명칭은 표준 304에 비해 탄소 함량이 높아 고온에 장시간 노출되어도 크리프 강도와 변형에 대한 저항성이 크게 향상됨을 나타냅니다.
304H는 425°C~816°C(800°F~1500°F) 범위의 온도에서 구조적 무결성을 유지하는 오스테나이트 크롬-니켈 스테인리스강으로 분류됩니다. 이 소재는 극한의 열 조건에서도 뛰어난 내식성, 우수한 용접성, 뛰어난 연성을 자랑합니다.
304H의 개발은 원자력 산업에서 장시간 고온 노출에도 큰 치수 변화 없이 견딜 수 있는 소재에 대한 필요성에 의해 추진되었습니다. 이 소재의 독특한 금속학적 특성은 열 순환과 지속적인 하중이 동시에 발생하는 응용 분야에 특히 적합합니다.
304H 스테인리스강의 화학 성분
304H 스테인리스 스틸의 화학 성분은 내식성을 유지하면서 고온 성능을 최적화하기 위해 세심하게 제어됩니다.
| 요소 | 구성 (%) | 기능 |
|---|---|---|
| 탄소(C) | 0.04-0.10 | 고온 강도 및 크리프 저항성 향상 |
| 크롬(Cr) | 18.0-20.0 | 내식성 및 산화 방지 기능 제공 |
| 니켈(Ni) | 8.0-10.5 | 오스테나이트 구조 유지 및 인성 향상 |
| 망간(Mn) | ≤2.0 | 탈산 작용을 돕고 고온 작업성 향상 |
| 실리콘(Si) | ≤0.75 | 탈산제 역할을 하며 고온 특성을 개선합니다. |
| 인(P) | ≤0.045 | 뜨거운 균열을 방지하도록 제어 |
| 유황(S) | ≤0.030 | 내식성을 유지하기 위해 최소화 |
| 철(Fe) | 잔액 | 구조적 기반을 제공하는 베이스 메탈 |
탄소 함량이 높아 304H는 표준 304와 구별되며 고온에서 입자 경계를 강화하는 크롬 카바이드를 형성할 수 있습니다. 이렇게 제어된 화학적 특성 덕분에 까다로운 열 환경에서도 최적의 성능을 보장합니다.
304H 스테인리스 스틸의 기계적 특성
304H는 다양한 산업 분야의 고응력, 고온 응용 분야에 적합한 뛰어난 기계적 특성을 보여줍니다.
| 속성 | 가치 | 테스트 조건 |
|---|---|---|
| 인장 강도 | 최소 515MPa(75ksi) | 실내 온도 |
| 항복 강도(0.2% 오프셋) | 최소 205MPa(30ksi) | 실내 온도 |
| 신장 | 최소 40% | 50mm 게이지 길이 |
| 경도 | 최대 201 HB | 브리넬 스케일 |
| 탄성 계수 | 200 GPa(29×10⁶ psi) | 실내 온도 |
| 열팽창 | 17.3 μm/m°C | 20-100°C |
| 열 전도성 | 16.2W/m-K | 100°C |
| 전기 저항 | 0.72 μΩ-m | 20°C |
| 밀도 | 8.0g/cm³ | 실내 온도 |
이러한 특성은 넓은 온도 범위에서 안정적으로 유지되며, 표준 오스테나이트 등급이 구조적 무결성을 잃기 시작하는 고온에서도 소재가 상당한 강도를 유지합니다.
304H 스테인리스 강판의 사양
304H 스테인리스 강판은 중요한 애플리케이션에서 일관된 품질과 성능을 보장하는 엄격한 사양에 따라 제조됩니다.
| 사양 | 표준 | 두께 범위 | 너비 범위 | 길이 범위 |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A240/A240M | 304H 유형 | 3mm - 100mm | 1000mm - 2500mm | 2000mm - 6000mm |
| ASME SA-240 | 304H 등급 | 1/8" - 4" | 36" - 96" | 96" - 240" |
| EN 10088-2 | 1.4948 | 2mm - 80mm | 1000mm - 2000mm | 2000mm - 4000mm |
| JIS G4304 | SUS304H | 3mm - 75mm | 914mm - 1829mm | 1829mm - 3658mm |
| GB/T 4237 | 022Cr19Ni10 | 3mm - 60mm | 1000mm - 2000mm | 2000mm - 6000mm |
제조 공차는 엄격한 치수 요건을 따르며, 두께 공차는 일반적으로 10mm 미만의 플레이트의 경우 ±0.1mm, 두꺼운 섹션의 경우 ±3%입니다. 표면 마감 옵션에는 애플리케이션 요구 사항에 따라 2B, BA, No.1 및 맞춤형 마감 등이 있습니다.
304H 스테인리스 스틸 표준
304H 스테인리스 스틸은 여러 국제 표준을 준수하여 다양한 시장에서 전 세계적으로 통용되고 일관된 품질을 보장합니다. ASTM A240은 북미 시장에서 주요 사양으로 사용되며 EN 10088은 유럽 애플리케이션에 적용됩니다.
ASME 보일러 및 압력 용기 코드에서는 특히 고온 서비스에 대해 304H를 인정하며, 최대 816°C의 온도에 대해 허용 응력 값이 정의되어 있습니다. 원자력 애플리케이션은 추가 요구사항이 포함된 ASTM A240과 ASME 섹션 III 사양을 포함한 추가 표준을 따릅니다.
품질 관리 조치에는 화학 분석 검증, 실온 및 고온에서의 기계적 테스트, 해당되는 경우 초음파 검사 및 자기 입자 테스트와 같은 비파괴 테스트 방법이 포함됩니다.
동급 304H 스테인리스 스틸 등급
다양한 국제 표준에서 동등한 등급을 이해하면 적절한 자재 선택과 조달 유연성을 확보할 수 있습니다.
| 표준 | 등급 지정 | 국가/지역 |
|---|---|---|
| ASTM | 304H | 미국 |
| AISI | 304H | 미국 |
| EN | 1.4948 | 유럽 |
| JIS | SUS304H | 일본 |
| GB | 022Cr19Ni10 | 중국 |
| DIN | X6CrNi18-10 | 독일 |
| BS | 304S51 | 영국 |
| AFNOR | Z6CN18-09 | 프랑스 |
| UNI | X6CrNi18-10 | 이탈리아 |
이러한 등가 제품은 화학적 구성과 기계적 특성이 유사하지만 지역별 사양 요건으로 인해 약간의 차이가 있을 수 있습니다. 등급을 대체할 때는 항상 관련 표준을 통해 구체적인 요구 사항을 확인하시기 바랍니다.
304와 304H 스테인리스 스틸의 차이점
304와 304H 스테인리스 스틸의 주요 차이점은 탄소 함량과 사용 온도와 관련이 있습니다.
| 속성 | 304 표준 | 304H 고온 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 탄소 함량 | 최대 0.08% | 0.04-0.10% | 304H는 최소 탄소 제어 |
| 서비스 온도 | 최대 425°C | 최대 816°C | 고온에 적합한 304H |
| 크리프 저항 | 제한적 | 우수 | 304H는 하중에 의한 변형에 강합니다. |
| 카바이드 강수량 | 민감 반응 가능성 | 제어된 카바이드 형성 | 304H로 내식성 유지 |
| 애플리케이션 | 일반 목적 | 고온 서비스 | 발전, 석유화학용 304H |
| 비용 | 표준 가격 | 프리미엄 가격 | 304H는 더 높은 시장 가격을 요구합니다. |
304H의 제어된 탄소 범위는 과도한 카바이드 형성과 부적절한 고온 강도를 모두 방지하여 지속적인 고온 작동을 위한 성능을 최적화합니다.
304H 스테인리스 강판의 응용 분야
304H 스테인리스 강판은 안정적인 고온 성능과 내식성이 요구되는 산업 전반에 걸쳐 중요한 기능을 수행합니다.
발전 시설에서는 과열관, 증기 발생기 부품 및 원자로 내부의 온도가 표준 등급 성능을 초과하는 곳에 304H를 사용합니다. 이 소재의 크리프 저항성은 장기간의 작동 주기 동안 치수 변화를 방지합니다.
석유화학 정유 공장에서는 고온에서 부식성 매질을 처리하는 열교환기, 용광로 튜브 및 반응기 용기에 304H를 사용합니다. 부식과 열 스트레스에 대한 이중 저항성이 있어 복잡한 화학 공정에 매우 유용합니다.
식품 가공 장비 제조업체는 고온 살균 시스템, 저온 살균 장비 및 열 순환이 정기적으로 발생하는 상업용 조리 기기에 304H를 지정합니다.
원자력 발전소는 원자로 압력 용기 내부, 증기 발생기 배관 및 장시간 운영 기간 동안 방사선과 고온에 노출되는 기타 구성품에 304H를 사용합니다.
304H 스테인리스 강판의 분류
304H 스테인리스 강판은 제조 방법, 표면 상태, 치수 특성 등 다양한 기준에 따라 분류됩니다.
| 분류 유형 | 카테고리 | 특성 |
|---|---|---|
| 제조 방법 | 열간 압연, 냉간 압연 | 두꺼운 섹션을 위한 열간 압연, 정밀도를 위한 냉간 압연 |
| 표면 마감 | 2B, BA, No.1, No.4 | 특정 애플리케이션을 위한 다양한 표면 텍스처 |
| 에지 조건 | 밀 모서리, 슬릿 모서리, 컷 모서리 | 최종 처리 요구 사항 결정 |
| 치수 허용 오차 | 표준, 정밀도 | 중요한 애플리케이션을 위한 정밀 등급 |
| 평탄도 | 상업용, 정밀 평면 | 가공 애플리케이션을 위한 정밀 평면 |
| 테스트 수준 | 표준, 향상된 | 중요 애플리케이션에 대한 향상된 테스트 |
| 인증 | 밀 테스트 인증서, 3.1 인증서 | 추적성을 위한 문서화 수준 |
각 분류는 최종 사용 조건 및 성능 기준에 따라 선택되며, 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족합니다.
304H 스테인리스 강판의 글로벌 시장 가격 (2025)
현재 시장 상황은 주요 글로벌 시장에서 304H 스테인리스 강판 가격에 영향을 미치는 복잡한 공급망 역학을 반영합니다.
| 지역 | 가격 범위(USD/MT) | 시장 요인 | 공급 현황 |
|---|---|---|---|
| 북미 | $3,200 - $3,800 | 강력한 산업 수요, 에너지 부문 회복 | 적절한 공급 |
| 유럽 | $3,100 - $3,600 | 친환경 에너지 인프라 프로젝트 | 타이트한 공급 |
| 아시아 태평양 | $2,800 - $3,400 | 제조 확장, 인프라 개발 | 가변 공급 |
| 중국 | $2,600 - $3,200 | 국내 생산 능력 확대, 수출 경쟁 | 공급 과잉 |
| 인도 | $2,900 - $3,500 | 성장하는 산업 기반, 인프라 요구 사항 | 적당한 공급 |
| 중동 | $3,000 - $3,700 | 석유 및 가스 부문 투자, 전력 프로젝트 | 가져오기 종속 |
| 남미 | $3,100 - $3,800 | 광업 부문 수요, 인프라 프로젝트 | 한정 공급 |
가격 변동은 원자재 비용, 에너지 가격, 운송비, 지역별 수요 패턴에 따라 발생합니다. 장기 계약은 현물 시장 거래에 비해 더 안정적인 가격을 제공하는 경우가 많습니다.
304H 스테인리스 강판 크기 및 무게 매개변수
적절한 재료 계획과 구조 설계를 위해서는 치수 사양과 중량 계산을 이해하는 것이 필수적입니다.
| 두께(mm) | 무게(kg/m²) | 공통 너비(mm) | 표준 길이(mm) | 일반적인 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 24.0 | 1000, 1219, 1500 | 2000, 2438, 3000 | 경량 구조, 클래딩 |
| 5 | 40.0 | 1000, 1219, 1500 | 2000, 2438, 3000 | 중간 부하 애플리케이션 |
| 8 | 64.0 | 1000, 1219, 1500, 2000 | 2000, 2438, 3000, 6000 | 압력 용기, 탱크 |
| 10 | 80.0 | 1000, 1219, 1500, 2000 | 2000, 2438, 3000, 6000 | 무거운 구조 부품 |
| 15 | 120.0 | 1000, 1500, 2000 | 2000, 3000, 6000 | 두꺼운 벽의 압력 용기 |
| 20 | 160.0 | 1000, 1500, 2000 | 2000, 3000, 6000 | 중공업 장비 |
| 25 | 200.0 | 1500, 2000 | 2000, 3000, 6000 | 특수한 고강도 애플리케이션 |
| 30 | 240.0 | 1500, 2000 | 2000, 3000, 6000 | 극한의 서비스 조건 |
무게 계산은 8.0g/cm³의 밀도를 사용하며, 실제 무게는 화학 성분 및 처리 조건에 따라 약간씩 달라질 수 있습니다.
304H 스테인리스 강판의 장점
304H 스테인리스 강판은 까다로운 고온 애플리케이션에 적합한 여러 가지 장점을 제공합니다.
크리프 저항성이 뛰어나 고온에서 장시간 하중을 받는 경우에도 치수 불안정성을 방지하여 오랜 사용 기간 동안 구조적 무결성을 유지합니다. 이러한 특성은 열 순환이 주기적으로 발생하는 발전 및 석유화학 애플리케이션에서 매우 유용합니다.
다양한 환경에서 뛰어난 내식성으로 장기적인 내구성을 보장하고 유지보수 필요성을 줄여줍니다. 크롬-니켈 화학 구조는 산업 공정에서 발생하는 산화, 스케일링 및 다양한 부식성 매질에 대한 보호 기능을 제공합니다.
용접성이 뛰어나 재료 특성을 손상시키지 않으면서 복잡한 제작이 가능합니다. 적절한 용접 절차를 통해 고온 성능 특성을 유지하면서 용접 부위의 내식성을 보존할 수 있습니다.
검증된 원자력 서비스 자격은 가장 까다로운 조건에서도 재료의 신뢰성을 입증합니다. 광범위한 테스트와 운영 이력은 절대적인 신뢰성이 요구되는 중요 애플리케이션에 대한 확신을 제공합니다.
서비스 수명 연장, 유지보수 주기 단축, 예기치 않은 가동 중단을 최소화하는 안정적인 성능으로 비용 효율성이 높아집니다. 초기 프리미엄 비용은 뛰어난 수명 주기 경제성으로 상쇄됩니다.
304H 스테인리스 강판의 제조 공정
304H 스테인리스 강판의 제조 공정에는 일관된 품질과 성능 특성을 보장하기 위해 각 단계마다 정밀한 제어가 필요합니다.
전기 아크로 용해는 재활용 스테인리스 스틸, 크롬, 니켈 및 기타 합금 원소를 포함한 세심하게 측정된 원료를 제어된 대기 조건에서 녹이는 공정으로 시작됩니다. 용융 중 온도 제어 및 화학 분석을 통해 적절한 조성을 보장합니다.
아르곤 산소 탈탄 정제는 1차 용융 후 과도한 탄소를 제거하고 304H 사양을 충족하도록 최종 화학 물질을 조정합니다. 이 단계는 고온 성능에 필요한 정밀한 탄소 범위를 달성하는 데 매우 중요합니다.
연속 주조는 냉각 속도가 제어된 강판을 생산하여 분리를 방지하고 균일한 미세 구조를 보장합니다. 슬래브 두께와 냉각 파라미터는 후속 열간 압연 작업에 최적화되어 있습니다.
열간 압연은 입자 성장을 방지하고 균일한 기계적 특성을 보장하기 위해 적절한 온도 제어를 유지하면서 슬래브 두께를 중간 게이지로 줄입니다. 여러 번의 패스를 통해 제어된 환원 비율로 최종 두께를 달성합니다.
약 1050°C의 용액 열처리는 크롬 카바이드를 용해하고 미세 구조를 균질화합니다. 급속 냉각은 오스테나이트 구조를 보존하고 내식성을 저하시킬 수 있는 민감화를 방지합니다.
표면 컨디셔닝은 스케일을 제거하고 최종 검사를 위해 표면을 준비합니다. 산세 및 패시베이션은 내식성을 회복하고 지정된 표면 마감을 제공합니다.
품질 관리 테스트는 선적 전에 화학 성분, 기계적 특성, 치수 정확도, 표면 상태를 검증합니다. 각 플레이트는 사양 준수 여부를 문서화한 개별 인증을 받습니다.
사례 연구: 이라크 발전소 프로젝트
최근 이라크에서 진행된 프로젝트는 까다로운 운영 조건에서 304H 스테인리스 강판을 성공적으로 적용한 사례입니다. 500MW 화력발전소에는 고온과 중동 산업 시설의 전형적인 부식 환경을 모두 견딜 수 있는 소재가 필요했습니다.
당사는 슈퍼히터 구조 및 증기 발생기 부품을 위해 8mm에서 25mm에 이르는 다양한 두께의 304H 스테인리스 강판 850톤을 공급했습니다. 이 플레이트는 최종 사용자가 지정한 추가 테스트 요건을 충족하는 ASTM A240 표준에 따라 제조되었습니다.
50°C를 초과하는 주변 온도, 높은 습도, 현지 대기 중 유황 화합물의 존재 등 환경적 문제가 있었습니다. 표준 304 등급 소재는 이전에 이러한 조건에서 내크리프성이 부족하고 부식이 가속화되어 조기 고장이 발생했습니다.
기술 사양에는 최소 인장강도 550MPa, 연신율 45%를 초과하는 등 기계적 특성이 강화된 플레이트가 필요했습니다. 가혹한 작업 환경에서 최적의 성능을 보장하기 위해 특수 표면 처리를 실시했습니다.
제작 과정에서 용접 문제 없이 설치가 순조롭게 진행되었습니다. 304H의 탄소 함량을 제어하여 용접성이 뛰어나면서도 안정적인 작동에 필수적인 고온 강도 특성을 유지했습니다.
18개월 동안의 성능 모니터링 결과 304H 소재가 모든 설계 요건을 충족하는 것으로 확인되었습니다. 크리프 변형, 부식 또는 기타 성능 저하의 징후가 관찰되지 않아 이 까다로운 애플리케이션에 적합한 소재를 선택했음을 입증했습니다.
경제적 이점으로는 유지보수 간격 연장, 발전소 가용성 향상, 이전에 사용된 자재에 비해 수명주기 비용 절감 등이 있습니다. 이 프로젝트의 성공으로 이 지역의 추가 발전 프로젝트에 304H가 사양으로 지정되었습니다.
자주 묻는 질문
Q1: 304H 스테인리스 강판의 최대 사용 온도는 얼마입니까?
304H 스테인리스 강판은 ASME 보일러 및 압력용기 코드 허용 응력 조건에서 최대 816°C(1500°F)의 온도에서 안전하게 작동할 수 있습니다. 간헐적인 서비스의 경우 특정 애플리케이션 요구 사항 및 스트레스 수준에 따라 더 높은 온도에 단기간 노출되는 것이 허용될 수 있습니다.
Q2: 304H 스테인리스 스틸을 고온 특성에 영향을 주지 않고 용접할 수 있나요?
예, 304H는 표준 오스테나이트 스테인리스 스틸 절차를 사용하여 성공적으로 용접할 수 있습니다. 탄소 함량이 제어되어 다른 고온 재종에 비해 용접성이 실제로 향상됩니다. 일반적으로 용접 후 열처리는 필요하지 않지만, 두꺼운 섹션이나 복잡한 형상의 경우 응력 완화가 도움이 될 수 있습니다.
Q3: 304H의 내식성은 표준 304와 비교했을 때 어떤 차이가 있나요?
304H는 대부분의 환경에서 표준 304와 유사한 내식성을 유지합니다. 탄소 함량이 약간 높다고 해서 일반적인 내식성에 큰 영향을 미치지는 않지만 장시간 가열하는 동안 감작 온도 범위를 피하기 위해 주의를 기울여야 합니다.
Q4: 고온 애플리케이션의 304H 품질을 검증하려면 어떤 테스트가 필요합니까?
표준 테스트에는 화학 분석, 실온 인장 테스트, 경도 측정이 포함됩니다. 고온 서비스의 경우 고온 인장 시험과 함께 크리프 시험이 필요할 수 있습니다. 초음파 검사와 같은 비파괴 검사는 일반적으로 압력 경계 애플리케이션에 지정됩니다.
Q5: 304H는 원자력 발전소 애플리케이션에 적합합니까?
304H는 원자력 발전소에서 증기 발생기, 가압기 및 배관 시스템을 포함한 비원자로 압력 용기 용도로 널리 사용됩니다. 원자로 압력용기 내부의 경우, 원전용 보충재가 포함된 ASTM A240에 따른 추가 요구 사항이 적용될 수 있습니다.
Q6: 304H 스테인리스 강판에는 어떤 표면 마감을 사용할 수 있나요?
표준 표면 마감에는 2B(냉간 압연, 어닐링 및 피클), BA(밝은 어닐링), No.1(열간 압연, 어닐링 및 피클) 및 다양한 광택 마감재가 포함됩니다. 외관, 세척성 및 내식성에 대한 애플리케이션 요구 사항에 따라 선택이 달라집니다.
Q7: 304H 스테인리스 강판은 오염을 방지하기 위해 어떻게 보관해야 하나요?
접시는 통풍이 잘 되는 깨끗하고 건조한 곳에 보관해야 합니다. 오염을 일으킬 수 있는 탄소강이나 기타 물질과의 접촉을 피하세요. 플레이트 사이에 나무 또는 플라스틱 분리대를 사용하고 취급 중 표면이 물리적으로 손상되지 않도록 보호하세요.
Q8: 304H 스테인리스 강판의 가격에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?
주요 원가 요인으로는 원자재 가격(특히 니켈과 크롬), 에너지 비용, 운송비, 시장 수요 등이 있습니다. 표준 304보다 높은 프리미엄은 고온 서비스 인증을 위한 더 엄격한 화학적 관리와 강화된 테스트 요건을 반영합니다.
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