금속 재질은 생각보다 종류가 많습니다. 철판이나 축 하나를 만들 때도 SS400, S45C, SCM440, SKD11, SUS304, SUS316, 알루미늄 5052, 알루미늄 6061, 황동, 티타늄처럼 선택지가 계속 갈립니다.
저도 처음에는 “철이면 다 철이고, 스테인리스면 다 SUS 아닌가?”라고 생각했는데요. 실제 설계나 가공 견적을 보다 보면 재질 하나 때문에 가공비, 용접성, 녹 발생, 열처리, 무게, 내구성이 전부 달라집니다. 특히 SUS304와 SUS316, SS400과 S45C, 알루미늄 5052와 6061은 현장에서 정말 자주 헷갈리는 조합입니다.
이번 글에서는 금속 재질을 일반 철강, 탄소강, 합금강, 공구강, 스테인리스, 알루미늄, 구리합금, 티타늄, 니켈합금까지 넓게 정리해보겠습니다. 단순 재질표가 아니라 실제 부품 설계나 가공 의뢰할 때 어떤 기준으로 고르면 좋은지 중심으로 풀어보겠습니다.
제가 금속 재질을 볼 때 먼저 확인하는 순서
금속은 강도 → 내식성 → 가공성 → 용접성 → 열처리 가능 여부 → 무게 → 비용 순서로 보면 실수가 줄어듭니다. 예를 들어 단순 브라켓은 SS400으로 충분할 수 있지만, 축이면 S45C나 SCM440, 녹이 걱정되면 SUS304, 해수나 약품이면 SUS316, 경량화가 중요하면 알루미늄이나 티타늄까지 검토합니다.
금속 재질은 크게 이렇게 나눠 보면 쉽습니다
금속은 크게 철계 금속과 비철금속으로 나눠서 보면 이해가 쉽습니다. 철계 금속은 탄소강, 합금강, 공구강, 주철, 스테인리스처럼 철을 중심으로 한 재질이고, 비철금속은 알루미늄, 구리, 황동, 청동, 티타늄, 니켈합금처럼 철이 중심이 아닌 재질입니다.
| 분류 | 대표 재질 | 주요 특징 | 자주 쓰는 곳 | 재질 선택 느낌 |
|---|---|---|---|---|
| 일반 구조용 강재 | SS400, SM400, SPHC, SPCC | 가격이 낮고 구하기 쉬우며 절단·용접·제작성이 좋습니다. | 브라켓, 프레임, 철판, 용접 구조물 | 강도보다 제작성과 비용을 먼저 볼 때 |
| 기계구조용 탄소강 | S20C, S45C, S50C | 탄소 함량에 따라 강도와 열처리성이 달라집니다. | 축, 핀, 기어 소재, 기계 부품 | 가공 후 강도와 열처리를 같이 볼 때 |
| 합금강 | SCM415, SCM420, SCM440, SNCM439 | Cr, Mo, Ni 등을 넣어 강도와 인성을 높인 재질입니다. | 고강도 축, 기어, 샤프트, 자동차 부품 | 높은 하중과 내구성이 필요할 때 |
| 공구강·금형강 | SKD11, SKD61, SKH51, SLD, NAK80 | 경도, 내마모성, 내열성, 금형 수명을 봅니다. | 금형, 펀치, 다이, 절삭공구, 지그 | 마모와 열, 반복 충격을 버텨야 할 때 |
| 스테인리스강 | SUS304, SUS316, SUS430, SUS303, SUS420J2 | Cr을 포함해 녹에 강하며, 계열별로 내식성·자성이 다릅니다. | 식품설비, 외장재, 배관, 볼트, 의료·화학설비 | 녹과 위생, 외관이 중요할 때 |
| 알루미늄 합금 | A1050, A5052, A6061, A6063, A7075 | 가볍고 가공성이 좋으며 등급별 강도 차이가 큽니다. | 경량 구조물, 케이스, 프레임, 항공·자전거 부품 | 무게를 줄이고 싶을 때 |
| 구리·동합금 | C1100, C3604, C5191, BC6, CAC406 | 전기전도, 열전도, 내마모, 장식성이 좋습니다. | 전기 부품, 부싱, 밸브, 배관, 장식 부품 | 전도성, 절삭성, 색감, 내마모가 필요할 때 |
| 티타늄·니켈합금 | Ti Gr2, Ti-6Al-4V, Inconel, Hastelloy, Monel | 고내식, 고온, 고강도, 경량 특수 환경에 씁니다. | 항공, 의료, 화학, 해양, 고온 설비 | 비용보다 안정성과 수명이 중요할 때 |
SS400은 가장 무난한 일반 구조용 강재입니다
SS400은 철판, 브라켓, 프레임, 용접 구조물에서 정말 많이 보는 일반 구조용 강재입니다. 특별히 고강도나 열처리가 필요한 부품이 아니라면 가장 먼저 검토하게 되는 재질 중 하나입니다.
가공성과 용접성이 좋고 가격도 비교적 낮아서 제작품에 많이 사용됩니다. 다만 표면에 별도 도장, 도금, 방청 처리를 하지 않으면 녹이 생기기 쉽습니다. 실외 구조물이나 습기 많은 곳에서는 아연도금, 분체도장, 페인트, 스테인리스 대체 여부를 같이 봐야 합니다.
브라켓, 베이스 플레이트, 프레임, 용접 구조물, 일반 철판 가공품처럼 비용과 제작성이 중요한 부품에 잘 맞습니다.
녹 방지 처리가 필요하고, 정밀 축이나 고하중 반복 부품에는 S45C, SCM440 같은 재질을 검토하는 편이 좋습니다.
하중이 크지 않고 용접 제작이 많으면 SS400, 가공 후 강도와 열처리가 필요하면 S45C 쪽으로 넘어갑니다.
S45C는 축과 기계부품에서 자주 쓰는 탄소강입니다
S45C는 기계구조용 탄소강으로, SS400보다 강도와 열처리 활용성이 좋습니다. 축, 핀, 기어 소재, 롤러, 일반 기계 부품에서 많이 사용됩니다.
가공 후 열처리를 통해 경도와 강도를 올릴 수 있기 때문에 단순 판금 구조물보다는 회전하거나 하중을 받는 기계 부품에 더 어울립니다. 다만 용접 구조물에는 SS400보다 신중해야 하고, 열처리 변형이나 후가공 여유도 같이 봐야 합니다.
| 구분 | SS400 | S45C | SCM440 |
|---|---|---|---|
| 재질 성격 | 일반 구조용 강재 | 기계구조용 탄소강 | 크롬몰리브덴 합금강 |
| 주요 용도 | 프레임, 브라켓, 철판, 용접 구조물 | 축, 핀, 롤러, 일반 기계 부품 | 고강도 축, 기어, 볼트, 샤프트 |
| 강도 | 보통 | SS400보다 높음 | S45C보다 높은 강도 설계 가능 |
| 열처리 | 일반적으로 열처리 목적보다는 구조용 | 담금질·뜨임 활용 가능 | 조질, 침탄, 고강도 열처리 활용 |
| 용접성 | 좋은 편 | SS400보다 주의 필요 | 예열·후열 등 관리 필요 |
| 제가 고른다면 | 싸고 만들기 쉬운 구조물 | 가공 축과 일반 기계 부품 | 하중 큰 구동부와 내구 부품 |
SCM440과 SNCM439는 고강도 부품에서 검토합니다
SCM440은 크롬몰리브덴강으로, S45C보다 강도와 인성이 필요한 부품에서 많이 쓰입니다. 자동차 부품, 고강도 볼트, 샤프트, 기어, 크랭크류처럼 반복 하중이 큰 부품에서 검토합니다.
SNCM439는 Ni-Cr-Mo 계열 합금강으로, SCM 계열보다 더 높은 인성이나 강도가 필요한 경우 후보가 됩니다. 다만 재료비와 열처리 비용, 가공성이 같이 따라오기 때문에 무조건 상위 재질로 올리는 것보다 실제 하중과 수명 요구를 먼저 보는 것이 좋습니다.
합금강을 쓸 때 놓치기 쉬운 부분
SCM440, SNCM439 같은 재질은 열처리 조건에 따라 물성이 크게 달라집니다. 도면에 재질명만 적는 것보다 경도, 열처리 조건, 표면처리, 후가공 여부까지 같이 명확히 하는 것이 좋습니다.
SKD11과 SKD61은 금형과 공구에서 많이 비교합니다
SKD11은 냉간 금형강으로, 내마모성이 중요한 펀치, 다이, 블랭킹 금형, 절단 공구에 많이 사용됩니다. 경도가 높고 마모에 강하지만 충격이 큰 조건에서는 파손 위험도 같이 봐야 합니다.
SKD61은 열간 금형강으로, 고온에서 강도와 내열성이 필요한 다이캐스팅 금형, 열간 단조 금형, 압출 금형 쪽에서 많이 사용됩니다. 같은 금형강이라도 SKD11은 냉간, SKD61은 열간 조건으로 나눠서 보면 이해가 쉽습니다.
| 재질 | 분류 | 강점 | 주의점 | 대표 용도 |
|---|---|---|---|---|
| SKD11 | 냉간 금형강 | 높은 경도, 내마모성 | 충격 파손, 열처리 변형 관리 | 펀치, 다이, 절단 금형, 냉간 금형 |
| SKD61 | 열간 금형강 | 고온 강도, 열피로 저항 | 열균열, 표면처리, 냉각 조건 관리 | 다이캐스팅 금형, 열간 단조, 압출 금형 |
| SKH51 | 고속도강 | 고경도, 절삭성, 내열마모 | 비용, 열처리, 취성 관리 | 절삭공구, 드릴, 엔드밀, 특수 펀치 |
| NAK80 | 프리하든 금형강 | 경면성, 가공성, 열처리 생략 가능 | 대형 고하중 금형에서는 검토 필요 | 플라스틱 사출 금형, 투명 제품 금형 |
SUS는 스테인리스 전체를 부르는 말이 아닙니다
현장에서 “SUS로 해주세요”라는 말을 자주 쓰지만, 정확히는 어떤 SUS인지가 중요합니다. SUS304, SUS316, SUS303, SUS430, SUS420J2는 성질이 꽤 다릅니다. 같은 스테인리스라도 내식성, 가공성, 자성, 열처리 가능 여부가 다릅니다.
SUS304는 가장 많이 쓰는 오스테나이트계 스테인리스입니다. 식품설비, 배관, 외장재, 일반 스테인리스 부품에 널리 쓰입니다. SUS316은 Mo가 들어가 염분이나 화학약품 환경에서 SUS304보다 유리한 경우가 많습니다. 그래서 해안가, 화학설비, 의료·식품 쪽에서 더 비싼 재질로 검토됩니다.
| 재질 | 계열 | 자성 | 주요 특징 | 추천 용도 | 주의할 점 |
|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | 오스테나이트계 | 기본적으로 약함 가공 후 약자성 가능 |
범용 스테인리스, 내식성·가공성 균형 | 식품설비, 외장재, 일반 배관, 커버 | 염분·염소 환경에서는 부식 주의 |
| SUS304L | 저탄소 오스테나이트계 | 약함 | 용접 후 입계부식 위험을 줄이기 좋음 | 용접 구조물, 탱크, 배관 | 304 대비 강도 차이와 비용 확인 |
| SUS316 | 오스테나이트계 | 약함 | Mo 함유로 내식성 강화 | 해안, 화학설비, 의료, 식품, 선박 일부 | 비용이 높고 모든 약품에 무조건 강한 것은 아님 |
| SUS316L | 저탄소 오스테나이트계 | 약함 | 316의 내식성과 용접성 보완 | 화학 배관, 용접 탱크, 의료·식품 설비 | 도면상 L 여부를 정확히 지정해야 함 |
| SUS303 | 쾌삭 오스테나이트계 | 약함 | 절삭가공성이 좋음 | 정밀 가공품, 샤프트, 나사 부품 | 304보다 내식성·용접성 불리할 수 있음 |
| SUS430 | 페라이트계 | 있음 | 가격이 낮고 자성이 있음 | 가전 외장, 장식판, 주방 일부 | 304보다 내식성과 성형성이 낮을 수 있음 |
| SUS420J2 | 마르텐사이트계 | 있음 | 열처리로 경도 상승 가능 | 칼날, 샤프트, 금형 부품, 의료 공구 일부 | 304·316보다 내식성은 낮음 |
SUS304와 SUS316을 빨리 구분하는 기준
일반 실내·식품·외장 부품이면 SUS304가 많이 쓰이고, 염분·해안·화학약품·부식 리스크가 크면 SUS316 또는 SUS316L을 검토합니다. 다만 SUS316도 염소 환경에서 무조건 안전한 것은 아니기 때문에 실제 사용 조건을 확인해야 합니다.
스테인리스인데 자석이 붙으면 나쁜 재질일까요?
스테인리스에 자석이 붙는다고 해서 무조건 나쁜 재질은 아닙니다. SUS430 같은 페라이트계 스테인리스는 원래 자성이 있고, SUS420J2 같은 마르텐사이트계도 자성이 있습니다. 반대로 SUS304는 기본적으로 자성이 약하지만, 냉간가공을 많이 받으면 약하게 자성이 생길 수 있습니다.
그래서 자석만으로 SUS304인지 SUS430인지 확정하면 위험합니다. 실제 재질 확인이 필요하면 밀시트, 성분 분석, XRF 분석, 구매 사양서를 확인하는 것이 맞습니다.
알루미늄은 5052, 6061, 6063, 7075를 가장 많이 비교합니다
알루미늄은 가볍고 가공성이 좋고 부식에도 비교적 강해서 경량 부품에 많이 사용됩니다. 하지만 알루미늄도 등급별 차이가 큽니다. 1050은 순알루미늄에 가깝고, 5052는 판금과 내식성, 6061은 구조·가공성, 6063은 압출재, 7075는 고강도 부품 쪽으로 이해하면 쉽습니다.
| 알루미늄 계열 | 대표 재질 | 주요 합금계 | 특징 | 추천 용도 |
|---|---|---|---|---|
| 1000계 | A1050, A1100 | 순알루미늄 계열 | 연하고 가공성, 전기·열전도 좋음 | 방열판, 전기 부품, 장식판, 일반 판재 |
| 2000계 | A2017, A2024 | Al-Cu | 강도 높지만 내식성 주의 | 항공 구조, 고강도 기계 부품 |
| 3000계 | A3003 | Al-Mn | 가공성과 내식성 균형 | 탱크, 열교환기, 일반 판금 |
| 5000계 | A5052, A5083 | Al-Mg | 내식성, 용접성, 판금성 좋음 | 판금 케이스, 선박, 탱크, 커버류 |
| 6000계 | A6061, A6063, A6082 | Al-Mg-Si | 강도, 가공성, 압출성 균형 | 프레임, 기계 부품, 압출 프로파일, 자전거 부품 |
| 7000계 | A7075, A7050 | Al-Zn-Mg | 고강도 알루미늄 | 항공, 고강도 경량 부품, 스포츠 부품 |
5052와 6061은 이렇게 구분하면 편합니다
A5052는 판금, 절곡, 용접, 내식성이 필요한 부품에 많이 쓰입니다. A6061은 절삭가공과 구조 강도, 기계 부품 성격이 강한 쪽에서 많이 봅니다. 저는 얇은 판금 케이스면 5052, 두께 있는 가공 브라켓이나 프레임이면 6061을 먼저 떠올립니다.
| 구분 | A5052 | A6061 | A7075 |
|---|---|---|---|
| 체감 포지션 | 판금·내식성 알루미늄 | 가공·구조용 알루미늄 | 고강도 알루미늄 |
| 장점 | 절곡성, 용접성, 내식성 | 가공성, 강도, 범용성 | 높은 강도, 경량화 |
| 주의점 | 고강도 구조에는 부족할 수 있음 | 절곡성은 5052보다 불리할 수 있음 | 비용, 내식성, 가공 난이도 확인 |
| 추천 용도 | 판금 케이스, 커버, 선박 부품 | 프레임, 지그, 가공 브라켓 | 항공, 스포츠, 고강도 경량 부품 |
구리, 황동, 청동은 전도성·절삭성·마찰 특성으로 고릅니다
구리는 전기전도도와 열전도도가 좋습니다. 그래서 전기 부품, 버스바, 방열 부품, 전극, 배관 등에 많이 사용됩니다. 하지만 순동은 비교적 무르고 비용도 높기 때문에 용도에 따라 황동이나 청동, 베릴륨동으로 넘어갑니다.
황동은 구리와 아연 합금으로, 절삭성과 외관이 좋아 가공 부품, 피팅, 밸브, 장식 부품에 많이 쓰입니다. 청동은 구리와 주석 계열로, 내마모성과 베어링 성능이 좋아 부싱, 웜휠, 베어링 메탈에 많이 사용됩니다.
| 재질 | 계열 | 특징 | 추천 용도 | 주의할 점 |
|---|---|---|---|---|
| C1100 | 순동 | 전기·열전도 우수 | 버스바, 전극, 방열 부품, 전선 | 무르고 강도 낮음 |
| C1220 | 인탈산동 | 용접성, 배관성 좋음 | 동관, 열교환기, 배관 | 강도보다 전도·가공 중심 |
| C3604 | 쾌삭 황동 | 절삭가공성 우수 | 나사 부품, 피팅, 밸브, 정밀 가공품 | 납 함유 등 규제·용도 확인 필요 |
| C5191 | 인청동 | 탄성, 내마모, 스프링성 | 스프링, 단자, 커넥터, 접점 | 가공 경화와 성형성 확인 |
| BC6 / CAC406 | 청동 주물 | 내마모성, 베어링성 | 부싱, 베어링, 웜휠, 슬라이딩 부품 | 주조 품질과 윤활 조건 확인 |
| BeCu | 베릴륨동 | 고강도, 탄성, 전도성 | 스프링 접점, 정밀 단자, 금형 부품 | 분진·가공 안전과 비용 주의 |
티타늄은 가볍고 부식에 강하지만 가공비가 높습니다
티타늄은 강도 대비 무게가 좋고 내식성이 우수한 금속입니다. 순티타늄 Gr2는 내식성이 중요한 화학·해양·의료 분야에서 많이 검토하고, Ti-6Al-4V는 강도와 경량성이 필요한 항공, 의료 임플란트, 고성능 부품에서 많이 봅니다.
다만 티타늄은 재료비와 가공비가 높고, 절삭 열 관리가 어렵습니다. 그래서 단순히 “가볍고 좋아 보인다”는 이유만으로 선택하기보다는 스테인리스, 알루미늄, 고강도강과 비교해서 왜 티타늄이어야 하는지 분명해야 합니다.
| 재질 | 특징 | 추천 용도 | 주의할 점 |
|---|---|---|---|
| Ti Gr2 | 순티타늄 계열, 내식성 우수 | 화학설비, 해양, 의료, 열교환기 | 강도는 Ti-6Al-4V보다 낮음 |
| Ti-6Al-4V | 대표적인 고강도 티타늄 합금 | 항공, 의료 임플란트, 고성능 부품 | 재료비와 가공비 높음 |
인코넬, 모넬, 하스텔로이는 특수 환경용 니켈합금입니다
일반 철강, SUS, 알루미늄으로 버티기 어려운 고온·부식·화학 환경에서는 니켈합금을 검토합니다. Inconel은 고온 산화와 열강도 조건에서, Monel은 해수와 부식 환경에서, Hastelloy는 강한 화학약품 환경에서 자주 언급됩니다.
다만 이 재질들은 재료비와 가공비가 매우 높기 때문에 일반 부품에는 과한 선택일 수 있습니다. 반대로 화학 플랜트, 고온 배기, 해양, 터빈, 특수 밸브처럼 고장이 나면 비용이 훨씬 큰 분야에서는 충분히 검토할 가치가 있습니다.
| 재질군 | 대표 재질 | 강점 | 추천 용도 |
|---|---|---|---|
| 인코넬 | Inconel 600, 625, 718 | 고온 산화, 고온 강도, 내식성 | 터빈, 배기, 고온 볼트, 항공, 화학설비 |
| 모넬 | Monel 400, K-500 | 해수 내식성, 니켈-구리계 특성 | 해양 부품, 펌프, 밸브, 샤프트 |
| 하스텔로이 | Hastelloy C-276 등 | 강한 화학약품 내식성 | 화학 반응기, 배관, 밸브, 플랜트 설비 |
주철은 진동 흡수와 주조성이 좋아 기계 베이스에 많이 씁니다
주철은 탄소 함량이 높은 철계 재료로, 주조성이 좋고 진동 흡수성이 좋아 기계 베이스, 하우징, 풀리, 브레이크 디스크, 펌프 하우징 등에 많이 사용됩니다. 일반 강재와 달리 용접보다는 주조와 가공을 중심으로 봅니다.
| 주철 종류 | 특징 | 추천 용도 | 주의할 점 |
|---|---|---|---|
| FC | 회주철, 진동 흡수와 가공성 좋음 | 기계 베이스, 하우징, 브라켓, 풀리 | 인장 충격에는 약할 수 있음 |
| FCD | 구상흑연주철, 인성과 강도 개선 | 자동차 부품, 고강도 주물, 기어박스 | 주조 품질과 열처리 조건 확인 |
| ADI | 오스템퍼 구상흑연주철 | 강도와 내마모성 개선 | 열처리와 품질 관리 중요 |
금속 재질별 밀도와 무게 차이도 생각보다 큽니다
금속은 강도만큼 무게도 중요합니다. 같은 부피라면 알루미늄은 철보다 훨씬 가볍고, 구리와 황동은 철보다 무겁습니다. 티타늄은 철보다 가벼우면서 강도 대비 성능이 좋아 경량 고강도 부품에 많이 검토됩니다.
| 재질 | 대략 밀도 g/cm³ | 무게 느낌 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 마그네슘 합금 | 약 1.8 | 매우 가벼움 | 경량화에 좋지만 부식·화재·가공 주의 |
| 알루미늄 | 약 2.7 | 가벼움 | 철의 약 1/3 수준으로 많이 봄 |
| 티타늄 | 약 4.5 | 중간 | 철보다 가볍고 강도 대비 성능 좋음 |
| 철강 | 약 7.85 | 기준 | SS400, S45C, SCM 계열의 기준 밀도 |
| SUS304 | 약 7.93 | 철과 비슷하거나 조금 무거움 | 스테인리스 범용 재질 |
| SUS316 | 약 7.98 | 철보다 약간 무거움 | Mo 함유 스테인리스 |
| 황동 | 약 8.4~8.7 | 묵직함 | 절삭성과 장식성이 좋음 |
| 구리 | 약 8.9 | 무거움 | 전기·열전도 우수 |
| 텅스텐 | 약 19.3 | 매우 무거움 | 고밀도, 고융점 특수 재료 |
금속 무게 계산식
중량(kg) = 부피(mm³) × 밀도(g/cm³) ÷ 1,000,000 으로 대략 계산할 수 있습니다. 예를 들어 100mm × 100mm × 10mm 철판은 부피가 100,000mm³이고, 철 밀도 7.85를 적용하면 약 0.785kg 정도입니다.
금속 무게 계산을 자주 한다면 철판 무게 계산공식과 중량 확인 방법도 같이 보면 이해가 쉽습니다.
표면처리까지 같이 봐야 재질 선택이 완성됩니다
금속은 재질 자체도 중요하지만 표면처리까지 같이 봐야 합니다. SS400에 도금이나 도장을 하면 녹 문제를 줄일 수 있고, 알루미늄은 아노다이징으로 내식성과 외관을 개선할 수 있습니다. SUS도 패시베이션이나 전해연마를 하면 위생성과 내식성을 더 좋게 만들 수 있습니다.
| 표면처리 | 주요 대상 | 효과 | 주의할 점 |
|---|---|---|---|
| 도장 / 분체도장 | SS400, 알루미늄, 판금 부품 | 방청, 외관, 색상 구현 | 박리, 스크래치, 전처리 품질 |
| 아연도금 | 철강, 볼트, 브라켓 | 방청성 향상 | 치수 변화, 수소취성, 외관 |
| 흑착색 | 철강, 공구강 | 외관, 약한 방청 | 강한 방청 목적에는 부족할 수 있음 |
| 아노다이징 | 알루미늄 | 내식성, 내마모, 색상, 외관 | 합금 계열에 따라 색상과 품질 차이 |
| 무전해 니켈 | 철강, 알루미늄, 구리합금 | 내식성, 내마모, 균일 피막 | 비용, 피막 두께, 밀착성 |
| 질화처리 | SCM, 공구강, 금형강 | 표면경도와 내마모성 향상 | 재질 적합성, 변형, 후가공 |
| 패시베이션 | SUS304, SUS316 | 스테인리스 내식성 안정화 | 오염 제거와 산세 조건 관리 |
| 전해연마 | 스테인리스 | 표면 평활화, 위생성, 내식성 개선 | 비용과 표면 요구 수준 확인 |
용접이 필요한 부품은 재질 선택을 더 신중하게 해야 합니다
금속 부품이 용접 구조라면 강도만 보고 재질을 고르면 안 됩니다. SS400은 일반 용접 구조물에 많이 쓰지만, S45C는 탄소 함량 때문에 용접 균열 위험을 고려해야 합니다. SUS304와 SUS316은 용접 후 변색, 입계부식, 뒤틀림, 용접봉 선택까지 같이 봐야 합니다.
| 용접 대상 | 추천 재질 | 검토할 부분 |
|---|---|---|
| 일반 철 구조물 | SS400, SM 계열 | 용접성, 도장, 변형, 방청 |
| 탄소강 기계 부품 | S20C, 일부 S45C | 예열, 후열, 균열, 열처리 영향 |
| 스테인리스 탱크·배관 | SUS304L, SUS316L | L재 선택, 용접봉, 산세, 패시베이션 |
| 알루미늄 구조물 | 5052, 5083, 6061 일부 | 열영향부 강도 저하, 변형, 용접봉 |
| 티타늄 용접 | Ti Gr2, Ti-6Al-4V | 산화 방지, 보호가스, 청정 관리 |
가공성은 견적과 납기에 바로 영향을 줍니다
재질을 고를 때 가공성도 정말 중요합니다. 같은 형상이라도 SS400은 쉽게 가공되지만 SUS304는 끈적한 가공성 때문에 공구 수명과 가공 시간이 늘어날 수 있습니다. SUS303은 절삭성은 좋지만 내식성이나 용접성은 SUS304보다 불리할 수 있습니다.
| 재질 | 가공성 느낌 | 주의할 점 | 추천 상황 |
|---|---|---|---|
| SS400 | 무난하고 비용 낮음 | 방청 필요 | 일반 철판, 브라켓, 용접 구조물 |
| S45C | 절삭 가능, 열처리 고려 | 열처리 변형, 용접 주의 | 축, 핀, 롤러, 기계 부품 |
| SCM440 | 강도 좋지만 열처리·가공비 상승 | 경도 지정과 후가공 여유 | 고강도 샤프트, 볼트, 기어 |
| SUS303 | SUS 중 절삭가공성 좋음 | 용접·내식성은 304보다 불리 | 정밀 절삭 부품, 나사, 핀 |
| SUS304 | 가공 난이도 중간 이상 | 가공경화, 공구마모, 열변형 | 범용 스테인리스 부품 |
| 알루미늄 6061 | 가공성 좋음 | 표면처리와 강도 조건 | 가공 브라켓, 지그, 프레임 |
| 황동 C3604 | 절삭가공성 매우 좋음 | 규제·납 함유 여부 확인 | 정밀 나사, 피팅, 밸브 부품 |
| 티타늄 | 가공 난이도 높음 | 공구마모, 열관리, 비용 | 고성능 경량·내식 부품 |
실제 상황별로 금속 재질을 고르면 이렇게 정리됩니다
재질이 너무 많을 때는 부품이 어떤 환경에서 어떤 역할을 하는지부터 보면 됩니다. 아래 기준으로 후보를 줄이면 재질 선택이 훨씬 쉬워집니다.
| 사용 상황 | 먼저 검토할 재질 | 이유 | 대체 후보 |
|---|---|---|---|
| 일반 브라켓·프레임 | SS400 | 싸고 만들기 쉽고 용접성이 좋음 | SM400, SPHC, SUS304 |
| 가공 축·핀 | S45C | 강도와 가공성 균형 | SCM440, SUS304, SUS303 |
| 고하중 샤프트 | SCM440 | 열처리 후 강도와 인성 확보 | SNCM439, S45C |
| 녹이 걱정되는 일반 부품 | SUS304 | 범용 내식성과 가공성 균형 | SUS316, SUS430 |
| 해안·염분·화학설비 | SUS316 / SUS316L | 304보다 내식성 강화 | 듀플렉스, 티타늄, 하스텔로이 |
| 얇은 알루미늄 판금 | A5052 | 절곡성, 용접성, 내식성 좋음 | A3003, A6061 |
| 알루미늄 가공 브라켓 | A6061 | 가공성과 강도 균형 | A7075, A5052 |
| 초경량 고강도 부품 | A7075, Ti-6Al-4V | 강도 대비 무게가 중요 | SCM440, PEEK, 탄소복합재 |
| 전기전도 부품 | C1100 | 전기전도도와 열전도도 우수 | 알루미늄, 황동, 베릴륨동 |
| 정밀 절삭 나사·피팅 | C3604 황동 | 절삭성이 좋고 외관이 좋음 | SUS303, 알루미늄 6061 |
| 고온·부식 특수 환경 | Inconel, Hastelloy | 일반 금속으로 버티기 어려운 환경 | SUS316L, 티타늄, 듀플렉스 |
도면에 재질을 쓸 때는 재질명만 적으면 부족할 수 있습니다
도면에 “SUS”라고만 적으면 가공업체 입장에서는 SUS304인지 SUS316인지 SUS303인지 알 수 없습니다. “철”이라고만 써도 SS400인지 S45C인지 SCM440인지 불명확합니다. 재질은 반드시 정확한 규격명과 후처리 조건을 같이 적는 것이 좋습니다.
| 나쁜 표기 | 더 좋은 표기 | 이유 |
|---|---|---|
| SUS | SUS304 2B / SUS316L | 스테인리스 종류와 표면 상태가 달라짐 |
| 철 | SS400, 흑피 제거, 분체도장 | 재질과 표면처리 명확화 |
| 탄소강 | S45C, HRC 28~32, 흑착색 | 열처리 경도와 표면처리까지 확인 가능 |
| 알루미늄 | A6061-T6, 백색 아노다이징 | 합금과 열처리 상태, 표면처리 명확화 |
| 황동 | C3604, 무전해 니켈도금 | 절삭용 황동과 표면처리 지정 |
| 금형강 | SKD11, HRC 58~60, 서브제로 처리 | 열처리와 경도 요구가 명확해짐 |
제가 도면에 재질을 적는다면
재질명, 규격, 열처리, 경도, 표면처리, 후가공 여부까지 같이 적습니다. 예를 들어 “S45C 조질 HRC 28~32 흑착색”, “A6061-T6 흑색 아노다이징”, “SUS316L 전해연마”처럼 써야 제작과 견적 오류가 줄어듭니다.
금속과 플라스틱, 고무는 선택 기준이 완전히 다릅니다
금속은 강도, 열전도, 내열성, 용접성, 표면처리가 중요합니다. 플라스틱은 무게, 절연성, 사출성, 크리프, 내화학성이 중요하고, 고무는 탄성, 밀봉성, 압축영구변형, 팽윤, 내유성이 중요합니다.
| 구분 | 금속 | 플라스틱 | 고무 |
|---|---|---|---|
| 핵심 기능 | 구조, 강도, 내열, 전도 | 경량, 절연, 형상, 내화학 | 탄성, 밀봉, 진동 흡수 |
| 주요 검토 항목 | 인장강도, 항복강도, 경도, 내식성 | 열변형, 크리프, 충격, 흡습 | 경도, 압축영구변형, 팽윤, 내유성 |
| 대표 재질 | SS400, S45C, SUS304, A6061 | ABS, PC, POM, PA, PEEK | NBR, EPDM, FKM, 실리콘 |
| 실수하기 쉬운 부분 | 표면처리와 열처리 누락 | 장기 하중과 온도 변형 무시 | 접촉 유체 호환성 무시 |
제가 금속 재질을 고른다면 이렇게 정리합니다
단순 브라켓과 용접 구조물은 SS400부터 봅니다. 녹이 문제라면 도장이나 도금으로 해결할지, 처음부터 SUS304로 갈지 비교합니다. 축이나 핀처럼 기계적 강도가 필요하면 S45C, 더 높은 하중과 내구성이 필요하면 SCM440이나 SNCM439를 봅니다.
스테인리스는 일반 환경이면 SUS304, 해안·염분·화학약품이면 SUS316 또는 SUS316L, 절삭가공성이 중요하면 SUS303, 자성이 있어도 괜찮고 비용을 낮추고 싶으면 SUS430을 검토합니다. 경도가 필요하면 SUS420J2 같은 마르텐사이트계도 후보가 됩니다.
무게를 줄이고 싶으면 알루미늄을 봅니다. 판금과 절곡이면 5052, 가공 브라켓과 프레임이면 6061, 고강도 경량 부품이면 7075를 검토합니다. 전기전도나 열전도는 구리, 절삭성과 외관은 황동, 내마모 부싱은 청동, 특수 내식성과 경량성은 티타늄, 고온·화학 환경은 인코넬이나 하스텔로이까지 올라갑니다.
자주 묻는 질문
SUS304와 SUS316은 뭐가 다른가요?
SUS304는 가장 많이 쓰는 범용 스테인리스이고, SUS316은 Mo가 포함되어 염분이나 일부 화학 환경에서 SUS304보다 유리한 경우가 많습니다. 일반 실내나 식품설비는 SUS304로 충분한 경우가 많고, 해안가나 화학설비라면 SUS316 또는 SUS316L을 검토합니다.
SS400과 S45C는 어떻게 구분해서 쓰나요?
SS400은 일반 구조용 강재로 브라켓, 프레임, 용접 구조물에 많이 쓰고, S45C는 축, 핀, 롤러처럼 기계적 강도와 열처리 활용이 필요한 부품에 많이 씁니다. 용접 제작이면 SS400, 가공 축이면 S45C로 먼저 나눠 보면 쉽습니다.
알루미늄 5052와 6061은 어떤 차이가 있나요?
5052는 판금, 절곡, 용접, 내식성이 필요한 곳에 많이 쓰고, 6061은 절삭가공과 구조 강도가 필요한 부품에 많이 사용합니다. 얇은 케이스나 커버는 5052, 가공 브라켓이나 프레임은 6061을 먼저 검토합니다.
스테인리스인데 자석이 붙으면 가짜인가요?
아닙니다. SUS430이나 SUS420J2처럼 자성이 있는 스테인리스도 있습니다. SUS304도 냉간가공 후 약하게 자성이 생길 수 있습니다. 자석만으로 재질을 확정하지 말고 밀시트나 성분 분석으로 확인하는 것이 좋습니다.
황동과 청동은 어떻게 다르나요?
황동은 구리와 아연 합금으로 절삭성과 외관이 좋아 피팅, 밸브, 나사 부품에 많이 쓰입니다. 청동은 구리와 주석 계열로 내마모성과 베어링성이 좋아 부싱, 베어링, 웜휠 같은 마찰 부품에 많이 사용됩니다.
티타늄은 스테인리스보다 무조건 좋은가요?
티타늄은 가볍고 내식성이 좋지만 재료비와 가공비가 높습니다. 일반 부품에는 SUS304나 SUS316이 더 합리적인 경우가 많고, 무게 절감, 고내식, 의료·항공처럼 명확한 이유가 있을 때 티타늄을 검토하는 것이 좋습니다.
도면에는 재질을 어떻게 적어야 하나요?
재질명만 쓰기보다 규격, 열처리, 경도, 표면처리를 함께 적는 것이 좋습니다. 예를 들어 “A6061-T6 흑색 아노다이징”, “S45C HRC 28~32 흑착색”, “SUS316L 전해연마”처럼 적으면 제작 오류가 줄어듭니다.
마무리하며
금속 재질은 종류가 많지만 실제로는 사용 조건을 하나씩 줄여가면 선택이 쉬워집니다. 단순 구조물은 SS400, 축과 기계 부품은 S45C, 고강도 부품은 SCM440, 녹이 걱정되면 SUS304, 더 강한 내식성이 필요하면 SUS316, 가벼워야 하면 알루미늄, 전도성이 필요하면 구리, 절삭성과 외관은 황동, 특수 환경은 티타늄이나 니켈합금을 검토하면 됩니다.
제가 실제로 재질을 볼 때는 “이 부품이 힘을 받는가, 녹이 생기면 안 되는가, 가공이 쉬워야 하는가, 용접이 필요한가, 열처리를 할 것인가, 무게가 중요한가”를 먼저 봅니다. 이 기준만 잡아도 SS400, S45C, SUS304, SUS316, A5052, A6061 같은 자주 쓰는 재질은 훨씬 쉽게 구분할 수 있습니다.
재질명 하나가 제품 수명, 가공비, 납기, 불량률을 좌우할 수 있습니다. 그래서 금속 재질은 단순히 비싼 것을 고르는 게 아니라, 사용 환경에 맞는 재질과 표면처리, 열처리 조건을 같이 잡는 것이 가장 중요합니다.
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