1. 스테인리스강의 기본 개념

스테인리스강은 철을 주성분으로 하면서 크롬, 니켈, 몰리브덴, 탄소, 질소 등의 합금원소를 포함하여 내식성과 기계적 성질을 조정한 합금강이다.

스테인리스강의 가장 기본적인 특징은 크롬에 의해 형성되는 얇고 안정적인 산화피막이다. 이 피막은 일반적으로 부동태 피막이라 하며, 외부의 산소와 접촉하면 손상된 부분이 다시 형성될 수 있다.

스테인리스강은 일반 탄소강에 비해 다음 특성이 우수하다.

• 내식성

• 내산화성

• 위생성

• 표면 청소성

• 외관 품질

• 저온 또는 고온 환경 대응성

• 장기 유지관리성

그러나 모든 스테인리스강이 동일한 성질을 갖는 것은 아니다.

스테인리스강의 성질은 다음 요소에 의해 달라진다.

• 크롬 함량

• 니켈 함량

• 탄소 함량

• 몰리브덴 함량

• 질소, 티타늄, 니오븀 등의 첨가 여부

• 미세조직

• 열처리 상태

• 냉간가공 정도

• 용접 상태

• 표면처리 상태

기계설계에서 일반적으로 많이 사용되는 스테인리스강은 다음과 같이 구분할 수 있다.

1. 오스테나이트계 스테인리스강

2. 마르텐사이트계 스테인리스강

3. 페라이트계 스테인리스강

이 세 계열은 단순히 화학 성분만 다른 것이 아니라, 상온에서 유지되는 결정조직이 서로 다르기 때문에 기계적 성질, 자성, 열처리 반응, 용접성, 가공성도 크게 다르다.

2. 조직 명칭과 재료 명칭의 차이

스테인리스강을 이해할 때 가장 먼저 구분해야 하는 것은 조직명과 재료명이다.

예를 들어 페라이트는 원래 철강 내부에 존재하는 하나의 결정조직을 의미한다. 그러나 페라이트계 스테인리스강은 단순한 순철이나 저탄소강의 페라이트와 같은 재료가 아니다.

2.1 페라이트의 의미

상온의 순철은 체심입방구조인 BCC 구조를 가지며, 이를 일반적으로 α-페라이트라고 한다.

페라이트 조직은 다음 특징을 가진다.

• 자성을 가진다.

• 비교적 연하다.

• 탄소 고용량이 매우 낮다.

• 연성과 가공성이 비교적 좋다.

• 열처리로 높은 경도를 얻기 어렵다.

• 저온에서 취성 전이가 나타날 수 있다.

일반 저탄소강에서도 페라이트는 주요 조직 중 하나로 존재한다.

2.2 페라이트계 스테인리스강의 의미

페라이트계 스테인리스강은 순철의 페라이트와 같은 BCC 구조를 기본으로 하지만, 약 10.5~30% 수준의 크롬과 필요에 따라 몰리브덴, 티타늄, 니오븀 등을 포함한다.

따라서 페라이트계 스테인리스강은 다음과 같이 이해해야 한다.

크롬이 다량 고용된 BCC 철 합금

즉, 조직은 페라이트이지만 재료는 순철이 아니다.

크롬 원자가 철 결정격자 안에 고용되면 결정격자가 왜곡되고, 이로 인해 순철보다 강도와 경도가 증가한다. 동시에 크롬은 표면에 부동태 피막을 형성하여 내식성을 높인다.

2.3 순철 페라이트와 페라이트계 스테인리스강의 차이

따라서 페라이트계 스테인리스강을 단순히 “순철에 가까운 약한 스테인리스”로 보는 것은 정확하지 않다.

3. 주요 합금원소와 재료 특성

3.1 크롬

크롬은 스테인리스강을 형성하는 핵심 원소이다.

주요 역할:

• 부동태 피막 형성

• 일반 내식성 향상

• 내산화성 향상

• 고온 산화 저항성 향상

• 페라이트 조직 안정화

• 고용강화

• 탄화물 형성

크롬 함량이 증가하면 일반적으로 내식성과 내산화성이 좋아진다.

그러나 크롬은 강력한 페라이트 안정화 원소이기 때문에 니켈이 부족한 경우 페라이트 조직을 형성한다.

3.2 니켈

니켈은 대표적인 오스테나이트 안정화 원소이다.

주요 역할:

• 상온에서 오스테나이트 조직 유지

• 연성 향상

• 인성 향상

• 저온 특성 개선

• 용접성 향상

• 성형성 향상

• 비자성 특성 형성

304와 316이 우수한 연성과 용접성을 보이는 핵심 이유 중 하나가 니켈이다.

3.3 몰리브덴

몰리브덴은 특히 염화물 환경에서 중요하다.

주요 역할:

• 점부식 저항성 향상

• 틈새부식 저항성 향상

• 일부 산성환경 내식성 개선

• 고온강도 보완

• 경화능 향상

316과 316L이 304보다 염분 환경에 더 적합한 이유는 몰리브덴을 포함하기 때문이다.

3.4 탄소

탄소는 경도와 강도에 큰 영향을 준다.

주요 역할:

• 마르텐사이트 경도 향상

• 내마모성 향상

• 절단성 향상

• 탄화물 형성

• 인장강도 증가

한계:

• 연성 감소

• 충격 인성 감소

• 용접성 저하

• 입계부식 위험 증가

• 균열 가능성 증가

마르텐사이트계에서 탄소는 필요한 원소지만, 오스테나이트계에서는 용접부 내식성 저하의 원인이 될 수 있다.

3.5 질소

질소는 오스테나이트 안정화와 고용강화에 기여한다.

주요 역할:

• 오스테나이트 조직 안정화

• 항복강도 증가

• 점부식 저항성 향상

• 니켈 일부 대체

3.6 티타늄과 니오븀

티타늄과 니오븀은 탄소와 질소를 고정하는 안정화 원소이다.

주요 역할:

• 크롬 탄화물 형성 억제

• 입계부식 저항성 향상

• 용접부 안정성 개선

• 고온 조직 안정화

• 결정립 성장 억제

409, 444와 같은 페라이트계 강종에서 중요한 역할을 한다.

4. 오스테나이트계 스테인리스강

4.1 정의

오스테나이트계 스테인리스강은 크롬과 니켈을 주요 합금원소로 포함하며, 상온에서 오스테나이트 조직을 유지하는 스테인리스강이다.

대표 강종:

• STS304

• STS304L

• STS316

• STS316L

• STS321

• STS310S

4.2 조직적 특성

오스테나이트는 면심입방구조인 FCC 조직이다.

FCC 구조는 상온에서 슬립계가 활발하게 작동하기 때문에 다음 성질을 나타낸다.

• 높은 연성

• 높은 인성

• 우수한 성형성

• 우수한 용접성

• 낮은 저온 취성

• 큰 가공경화

• 일반적으로 비자성

4.3 STS304

대표 화학 성분

성분과 특성의 관계

크롬

18~20%의 크롬이 안정적인 부동태 피막을 형성하여 일반적인 물, 식품, 습기, 대기 환경에서 우수한 내식성을 제공한다.

니켈

8~10.5%의 니켈이 상온에서 오스테나이트 조직을 유지한다.

그 결과:

• 연성이 높다.

• 인성이 좋다.

• 절곡이 쉽다.

• 프레스 성형이 가능하다.

• 용접성이 좋다.

• 일반적으로 자성이 약하다.

낮은 탄소

탄소 함량이 낮아 연성과 용접성이 좋다. 그러나 용접 열영향부가 특정 온도 범위에 장시간 노출되면 크롬 탄화물이 석출될 수 있다.

기계적 성격

• 강도: 중간

• 연성: 매우 높음

• 인성: 매우 높음

• 경도: 낮음~중간

• 내마모성: 보통 이하

• 용접성: 우수

• 성형성: 매우 우수

• 가공경화: 큼

• 자성: 일반적으로 매우 약함

주요 용도

• 식품 접촉 호퍼

• 탱크

• 배관

• 커버

• 프레임

• 브라켓

• 작업대

• 샤프트

• 세척수 노출 부품

4.4 STS304L

대표 화학 성분

특징

304L은 탄소 함량을 낮춰 용접 시 크롬 탄화물 석출을 줄인 재료이다.

그 결과:

• 용접부 입계부식 저항성 향상

• 대형 용접 구조물에 적합

• 용접 후 열처리가 어려운 구조에 유리

• 304와 유사한 성형성과 용접성

한계

• 304보다 강도가 약간 낮을 수 있다.

• 경도와 내마모성이 필요한 부품에는 적합하지 않다.

4.5 STS316

대표 화학 성분

성분과 특성의 관계

몰리브덴

2~3%의 몰리브덴이 점부식과 틈새부식 저항성을 높인다.

따라서 316은 다음 환경에 유리하다.

• 염분

• 수산물

• 해안

• 염화물 세척제

• 일부 산성환경

• 장시간 수분 잔류

니켈

304보다 높은 니켈 함량이 몰리브덴이 포함된 상태에서도 안정적인 오스테나이트 조직을 유지하도록 한다.

기계적 성격

• 강도: 중간

• 연성: 높음

• 인성: 높음

• 내식성: 매우 우수

• 염화물 저항성: 304보다 우수

• 가공경화: 큼

• 용접성: 우수

• 자성: 일반적으로 약함

4.6 STS316L

대표 화학 성분

특징

316L은 316의 몰리브덴계 내식성을 유지하면서 탄소를 낮춘 재료이다.

주요 장점:

• 용접 후 입계부식 저항성 우수

• 염화물 환경 내식성 우수

• 위생 배관에 적합

• CIP 설비에 적합

• 제약 및 화학장비에 적합

5. 마르텐사이트계 스테인리스강

5.1 정의

마르텐사이트계 스테인리스강은 크롬과 탄소를 주요 합금원소로 하며, 담금질과 뜨임을 통해 높은 경도와 강도를 얻을 수 있는 재료이다.

대표 강종:

• STS410

• STS420

• STS420J2

• STS440C

5.2 조직적 특성

마르텐사이트는 고온의 오스테나이트 상태에서 급랭할 때 형성된다.

탄소가 과포화된 체심정방구조를 가지며, 내부 변형이 크기 때문에 높은 경도와 강도를 나타낸다.

주요 특징:

• 높은 경도

• 높은 강도

• 높은 내마모성

• 자성

• 열처리 경화 가능

• 낮은 연성

• 제한적인 용접성

• 충격에 대한 주의 필요

5.3 STS410

대표 화학 성분

성분과 특성

탄소

탄소 함량이 비교적 낮아 420과 440C보다 최고 경도는 낮지만 인성이 상대적으로 좋다.

크롬

기본적인 내식성과 산화 저항성을 제공한다.

낮은 니켈

오스테나이트가 상온에서 안정되지 않으므로 담금질 후 마르텐사이트가 형성된다.

기계적 성격

• 강도: 높음

• 경도: 중간~높음

• 인성: 마르텐사이트계 중 비교적 양호

• 내식성: 제한적

• 용접성: 제한적

• 자성: 있음

용도

• 샤프트

• 핀

• 밸브

• 펌프 부품

• 볼트

• 노즐

5.4 STS420 / STS420J2

대표 화학 성분

성분과 특성

410보다 높은 탄소 함량으로 인해 담금질 후 경도와 내마모성이 향상된다.

장점:

• 높은 절단성

• 높은 표면경도

• 양호한 날끝 유지성

• 좋은 내마모성

한계:

• 연성 감소

• 인성 감소

• 용접성 저하

• 균열 가능성 증가

• 304보다 낮은 내식성

용도

• 식품 절단 칼날

• 커터

• 스크레이퍼

• 밸브 시트

• 고경도 샤프트

• 수술기구

5.5 STS440C

대표 화학 성분

성분과 특성

높은 탄소와 크롬 함량으로 인해 다량의 경질 탄화물과 고경도 마르텐사이트 조직을 형성한다.

주요 특성:

• 매우 높은 경도

• 매우 높은 내마모성

• 높은 압축강도

• 양호한 날끝 유지성

• 마르텐사이트계 중 비교적 높은 내식성

한계:

• 낮은 충격 인성

• 균열 민감성

• 열처리 변형

• 어려운 절삭과 연삭

• 매우 낮은 용접성

용도

• 스테인리스 베어링

• 정밀 칼날

• 베어링 볼

• 고경도 밸브 부품

• 마모 핀

• 측정공구

6. 페라이트계 스테인리스강

6.1 정의

페라이트계 스테인리스강은 크롬을 주합금원소로 하며, 니켈 함량이 매우 낮거나 거의 없는 스테인리스강이다.

상온에서 BCC 페라이트 조직을 유지하며 자성을 가진다.

대표 강종:

• STS409

• STS430

• STS434

• STS444

6.2 페라이트계의 기계적 위치

페라이트계 스테인리스강은 순철처럼 매우 무른 재료도 아니고, 마르텐사이트계처럼 고경도 재료도 아니다.

기계적 성격은 다음과 같이 정리할 수 있다.

• 중간 수준의 강도

• 낮음~중간 수준의 경도

• 오스테나이트계보다 낮은 연성

• 일반 탄소강과 비슷한 강성

• 낮은 열팽창

• 오스테나이트계보다 좋은 열전도성

• 자성

• 열처리 경화 불가

• 제한적인 용접성

• 저온 충격 인성에 주의

따라서 페라이트계는 다음과 같은 재료로 볼 수 있다.

일반 탄소강의 구조적 특성과 스테인리스강의 내식성을 절충하면서, 경제성과 열적 안정성을 확보한 자성 스테인리스강

6.3 페라이트계가 순철보다 강한 이유

페라이트계 스테인리스강에는 다량의 크롬이 철 결정격자 내부에 고용되어 있다.

크롬 원자는 철 원자와 크기가 다르므로 격자를 왜곡시킨다. 이 격자 왜곡은 전위의 이동을 방해하며, 그 결과 강도와 경도가 증가한다.

이를 고용강화라고 한다.

따라서 페라이트계 스테인리스강은 순철보다 다음 성질이 높다.

• 항복강도

• 인장강도

• 경도

• 고온 산화 저항성

• 내식성

6.4 강도

페라이트계 스테인리스강은 순철과 매우 저탄소강보다 강도가 높다.

일반적인 경향:

페라이트계는 고하중 축이나 기어용 고강도 재료라기보다, 적당한 구조 강도를 갖는 판금·외장·열적 구조 재료에 가깝다.

6.5 경도와 내마모성

페라이트계는 순철보다 단단하지만 담금질로 높은 경도를 얻을 수 없다.

따라서 다음 부품에는 일반적으로 적합하지 않다.

• 칼날

• 기어 치면

• 베어링 접촉부

• 펀치

• 다이

• 고마모 슬라이딩 부품

• 고경도 샤프트

페라이트계는 경도보다 내식성, 자성, 열팽창, 경제성을 활용하는 재료이다.

6.6 연성과 성형성

페라이트계는 판금 절곡과 일반 프레스 성형이 가능하지만 오스테나이트계보다 성형성이 낮다.

이유는 BCC 조직이 FCC 오스테나이트보다 상온에서 슬립 활동이 제한되기 때문이다.

실무적 경향:

• 단순 절곡: 양호

• 얕은 프레스 성형: 가능

• 깊은 딥드로잉: 불리

• 복잡한 형상: 균열 위험 증가

• 작은 절곡 반경: 주의

• 반복 굽힘: 주의

6.7 인성과 충격특성

페라이트계는 저온과 두꺼운 단면에서 인성이 낮아질 수 있다.

BCC 조직은 온도가 낮아지면 연성 파괴에서 취성 파괴로 전환되는 연성-취성 천이를 보일 수 있다.

주의 조건:

• 저온 환경

• 충격하중

• 두꺼운 판재

• 날카로운 노치

• 높은 구속 구조

• 용접 열영향부

• 반복 열충격

따라서 극저온 탱크나 충격이 큰 구조물에는 오스테나이트계가 더 적합하다.

6.8 탄성계수와 강성

페라이트계 스테인리스강의 탄성계수는 일반 탄소강과 비슷한 수준이다.

따라서 같은 형상과 두께에서는:

• 알루미늄보다 처짐이 작다.

• 일반 탄소강과 비슷한 휨 강성을 가진다.

• 오스테나이트계와 큰 차이는 없지만 약간 높을 수 있다.

다만 판금 커버의 실제 강성은 재료보다 다음 구조 요소의 영향을 크게 받는다.

• 판 두께

• 절곡 형상

• 리브

• 비드

• 지지 간격

• 체결 위치

6.9 피로특성

페라이트계는 일반적인 반복하중에 사용할 수 있지만 피로강도가 특별히 높은 재료는 아니다.

피로수명에 영향을 주는 요소:

• 용접부

• 노치

• 표면 흠집

• 부식

• 프레스 흔적

• 반복 열팽창

• 응력 집중

409가 자동차 배기계에 사용되는 이유는 높은 정적 강도보다는 다음 특성의 조합 때문이다.

• 낮은 열팽창

• 고온 산화 저항성

• 반복 열사이클 안정성

• 성형성

• 경제성

6.10 열팽창

페라이트계는 오스테나이트계보다 열팽창계수가 작다.

일반적인 경향:

• 탄소강: 낮음

• 페라이트계 스테인리스: 낮음

• 마르텐사이트계 스테인리스: 비교적 낮음

• 오스테나이트계 스테인리스: 높음

이 때문에 페라이트계는 다음 용도에 유리하다.

• 배기 파이프

• 열 차폐판

• 열교환기

• 고온 커버

• 반복 가열 구조물

• 온도 변화가 큰 조립구조

6.11 열전도성

페라이트계는 오스테나이트계보다 열전도성이 좋다.

장점:

• 열 집중 감소

• 열교환 효율 개선 가능

• 온도 편차 감소

• 열적 응력 완화

그러나 탄소강이나 알루미늄보다 열전도성이 항상 높은 것은 아니다.

정확한 표현은 다음과 같다.

페라이트계 스테인리스강은 오스테나이트계 스테인리스강보다 열전도성이 우수하다.

6.12 열처리 반응

페라이트계는 일반적인 담금질과 뜨임으로 경화되지 않는다.

이유:

• 탄소 함량이 낮다.

• 가열 시 완전한 오스테나이트 조직으로 변태하지 않는다.

• 급랭해도 마르텐사이트가 충분히 형성되지 않는다.

가능한 열처리 효과:

• 응력 제거

• 재결정

• 연화

• 결정립 성장

• 석출물 조정

얻기 어려운 효과:

• 칼날용 경도

• 베어링용 경도

• 기어 치면용 경도

• 마르텐사이트계 수준의 내마모성

6.13 용접부 특성

페라이트계는 용접 시 결정립이 성장하기 쉽다.

결정립이 조대해지면:

• 인성 저하

• 충격저항 감소

• 취성 증가

• 피로성능 저하

• 균열 가능성 증가

또한 탄소와 질소가 많으면 탄화물과 질화물이 형성되어 다음 문제가 발생할 수 있다.

• 입계부식

• 용접부 취화

• 연성 저하

• 내식성 저하

이를 개선하기 위해 사용되는 방법:

• 저탄소화

• 저질소화

• 티타늄 첨가

• 니오븀 첨가

• 몰리브덴 첨가

• 용접 입열 최소화

7. 대표 페라이트계 강종

7.1 STS409

대표 화학 성분

성분과 특성

크롬

기본적인 고온 산화 저항성과 내식성을 제공한다.

티타늄

탄소와 질소를 고정하여 용접부 안정성과 고온 성능을 개선한다.

기계적 성격

• 비교적 낮은 강도

• 양호한 성형성

• 낮은 열팽창

• 자성 있음

• 열피로에 유리

• 외관 내식성은 제한적

용도

• 자동차 배기계

• 머플러

• 열 차폐판

• 고온 덕트

• 연소장치 외장

7.2 STS430

대표 화학 성분

성분과 특성

크롬

16~18%의 크롬이 일반적인 실내환경과 약한 부식환경에서 적절한 내식성을 제공한다.

낮은 니켈

가격을 낮추고 페라이트 조직을 유지한다.

그 결과:

• 자성 있음

• 304보다 낮은 연성

• 작은 열팽창

• 비교적 경제적

• 열처리 경화 불가

기계적 성격

• 강도: 중간

• 경도: 낮음~중간

• 성형성: 보통

• 인성: 304보다 낮음

• 열팽창: 작음

• 자성: 있음

• 내식성: 약한 환경에서 양호

용도

• 외장 커버

• 주방기기

• 가전제품

• 장식 패널

• 보호판

• 건식 브라켓

• 자석 부착 커버

7.3 STS444

대표 화학 성분

성분과 특성

높은 크롬

높은 일반 내식성과 산화 저항성을 제공한다.

몰리브덴

점부식과 틈새부식 저항성을 높인다.

낮은 탄소와 질소

용접부 취화와 입계부식 위험을 줄인다.

티타늄과 니오븀

탄소와 질소를 안정화하여 다음 특성을 개선한다.

• 용접부 내식성

• 조직 안정성

• 고온 성능

• 결정립 성장 억제

기계적 성격

• 강도: 중간

• 내식성: 페라이트계 중 우수

• 열팽창: 작음

• 응력부식균열 저항성: 우수

• 자성: 있음

• 용접성: 430보다 개선

• 열처리 경화: 불가

용도

• 열교환기

• 온수 탱크

• 급탕설비

• 세척장비

• 내열 배관

• 내식 구조물

8. 세 계열의 종합 비교

9. 부품별 재료 선택

9.1 탱크와 호퍼

권장 재료:

• STS304

• STS304L

• STS316

• STS316L

선정 기준:

• 일반 식품: 304

• 용접 구조: 304L

• 염분 환경: 316

• 염분과 용접 구조: 316L

9.2 샤프트

권장 재료:

• STS304

• STS316

• STS410

• STS420

선정 기준:

• 일반 내식성: 304

• 염분 환경: 316

• 강도와 경도: 410

• 높은 마모와 경도: 420

9.3 절단 칼날

권장 재료:

• STS420J2

• STS440C

• 특수 스테인리스 칼날강

선정 기준:

• 일반 절단: 420J2

• 높은 경도와 수명: 440C

• 충격과 내식성 균형: 특수 칼날강

9.4 외장 커버

권장 재료:

• STS304

• STS430

304가 적합한 경우:

• 물세척

• 고습도

• 위생 외관

• 강한 세척환경

430이 적합한 경우:

• 건식 환경

• 비용 절감

• 단순 판금

• 자석 부착 필요

• 세척수 비노출

9.5 고온 구조물

권장 재료:

• STS409

• STS430

• STS310S

409가 적합한 경우:

• 배기구조

• 반복 가열

• 열 차폐

• 경제성 중시

10. 식품기계에서의 적용

10.1 식품 접촉부

주로 사용하는 재료:

• STS304

• STS304L

• STS316

• STS316L

선정 고려사항:

• 염분

• 산성 식품

• 세척약품

• 수분 잔류

• 용접부

• 표면 조도

• 배수성

10.2 절단부

주로 사용하는 재료:

• STS420J2

• STS440C

• 특수 스테인리스 칼날강

검토 항목:

• 목표 경도

• 절단 대상

• 충격하중

• 칼날 두께

• 재연마

• 녹 발생

• 세척 후 건조

10.3 비접촉 외장부

430 사용 가능 조건:

• 건식 환경

• 세척수 비노출

• 비용 절감

• 자성 필요

• 단순 외장

304 우선 조건:

• 습식 환경

• 물세척

• 염분

• 세척약품

• 장기 내식성

11. 도면 작성 시 표기사항

11.1 재료명

예:

• STS304

• STS316L

• STS420J2

• STS430

• STS444

11.2 적용 규격

예:

• KS D 3698 STS304

• JIS G 4303 SUS420J2

• ASTM A240 Type 316L

• ASTM A276 Type 440C

11.3 열처리

마르텐사이트계 예:

• STS420J2, 담금질 및 뜨임, HRC 52~56

• STS440C, 담금질 및 뜨임, HRC 58~60

11.4 표면처리

예:

• 2B

• BA

• No.4

• HL

• Ra 0.8 μm 이하

• 용접부 연마

• 산세

• 부동태화

12. 최종 정리

오스테나이트계 스테인리스강은 니켈에 의해 FCC 오스테나이트 조직이 안정화된다.

이로 인해 다음 특성이 나타난다.

• 높은 연성

• 높은 인성

• 우수한 용접성

• 우수한 성형성

• 일반적으로 약한 자성

• 열처리 경화 불가

• 큰 가공경화

마르텐사이트계 스테인리스강은 크롬과 탄소를 포함하며 담금질을 통해 마르텐사이트 조직을 형성한다.

이로 인해 다음 특성이 나타난다.

• 높은 경도

• 높은 강도

• 높은 내마모성

• 자성

• 열처리 경화 가능

• 낮은 연성

• 제한적인 용접성

페라이트계 스테인리스강은 순철과 같은 BCC 조직을 가지지만 순철과 동일한 재료가 아니다.

다량의 크롬이 철 결정격자에 고용되어 다음 특성을 만든다.

• 순철보다 높은 강도와 경도

• 일반 탄소강보다 우수한 내식성

• 자성

• 작은 열팽창

• 오스테나이트계보다 좋은 열전도성

• 중간 수준의 구조 강도

• 열처리 경화 불가

• 제한적인 용접성

• 저온과 충격에서의 인성 저하 가능성

따라서 세 계열은 다음과 같이 구분하는 것이 가장 적절하다.

• 내식성, 위생성, 용접성 중심: 오스테나이트계

• 경도, 절단성, 내마모성 중심: 마르텐사이트계

• 경제성, 자성, 낮은 열팽창, 고온 안정성 중심: 페라이트계

특히 페라이트계 스테인리스강은 “순철에 가까운 약한 재료”가 아니라, 크롬의 고용강화와 부동태화 효과를 이용해 구조 성능, 내식성, 열적 안정성, 경제성을 균형 있게 확보한 자성 스테인리스강으로 이해해야 한다.