스테인리스는 왜 녹이 슬지 않는 것일까요?

Question

철은 공기 중에 노출되거나 물에 닿으면 벌겋게 녹이 슬지만 철을 주요 소재로 만들어진 스테인리스는 녹이 슬지 않습니다. 스테인리스는 왜 녹이 슬지 않는 것일까요?

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

철은 공기 중의 산소와 수분과 반응하여 쉽게 녹이 슬지만

스테인리스는 녹이 거의 슬지 않습니다.

그 이유는 스테인리스 표면에 형성되는

'부동태 피막' 때문입니다.

크롬(Cr) 성분이 공기 중의 산소와 반응하여 표면에 투명한 산화 크롬 피막을 형성합니다.

이 피막은 매우 얇지만 철 표면을 외부 환경으로부터 보호하여 녹이 슬지 않도록 합니다.

피막이 긁히거나 손상되더라도 다시 형성되는 자가 치유 기능을 가지고 있습니다.

스테인리스 종류:

크롬 함량과 다른 원소의 조합에 따라 다양한 종류의 스테인리스가 있습니다.

오스테나이트계(300 계열): 가장 일반적인 스테인리스, 부식에 강하고 가공하기 쉬움

페라이트계(400 계열): 강도가 높고 내열성이 우수하지만 부식에 대한 저항력은 낮음

마르텐사이트계(400 계열): 강도가 높고 내마모성이 우수하지만 부식에 대한 저항력은 낮음

듀플렉스계: 오스테나이트계와 페라이트계의 장점을 결합한 스테인리스

석출 경화형: 열처리를 통해 강도와 경도를 향상시킨 스테인리스

내식성이 필요한 다양한 분야에서 사용됩니다.

주방 용품, 의료 기기, 건축 자재, 자동차 부품,

산업 설비 등

모든 스테인리스가 녹이 슬지 않는 것은 아닙니다.

특정 환경이나 조건에서는 녹이 슬 수 있습니다.

염분, 산, 알칼리 등 부식성 물질에 장시간 노출되면 녹이 슬 수 있습니다.

표면에 흠집이나 손상이 생기면 녹이 슬 가능성이 높아집니다.

스테인리스는 표면에 형성되는 부동태

피막 덕분에 녹이 슬지 않는 특징을 가지고 있습니다.

다양한 종류의 스테인리스가 있으며

각각의 특성에 따라 다양한 분야에서 사용됩니다.

답변이 마음에 드셨다면 좋아요와 추천을 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.

금속은 공기 중에 있는 산소나 수분 등의 산화 작용에 의해 표면에 산화물들이 피막처럼 쌓이게 되는데 이것을 통틀어 녹이라 한다. 스테인리스는 금속 표면에 녹이 잘 슬지 않는 크롬과 철을 포함한 산화피막을 덮어 직접적인 산화작용이 일어나는 것을 막아놨기 떄문에 녹이 슬지 않습니다.

Answer 3

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

철이 공기나 물에 노출되면 녹이 슬게 되는 이유는 철이 산화되기 때문입니다. 산화란 철과 산소가 반응하여 철의 표면에 산화물이 생성되는 과정을 말합니다. 이 산화물이 철의 표면을 덮게 되면 철은 녹이 슬게 됩니다.

하지만 스테인리스는 철에 다른 금속을 혼합하여 만든 합금으로 이 합금에는 크롬이 주요 성분으로 들어가 있습니다. 크롬은 산화되지 않는 성질을 가지고 있어 철의 표면을 보호하는 역할을 합니다. 산화되지 않는 크롬이 철의 표면을 덮게 되면 철은 녹이 슬지 않게 됩니다.

그리고 스테인리스는 물에 닿아도 녹이 슬지 않는 이유는 물에 함유된 산소가 철과 반응하여 산화물을 생성하지 못하기 때문입니다. 산소가 철과 반응하지 않기 때문에 철의 표면에 산화물이 생성되지 않아 녹이 슬지 않게 됩니다.

따라서 스테인리스는 크롬의 성질과 물에 함유된 산소와의 반응을 통해 철의 표면을 보호하여 녹이 슬지 않게 되는 것입니다. 이러한 이유로 스테인리스는 많은 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 감사합니다.

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Answer 4

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

스테인레스 스틸은 녹이 슬지 않는 강철입니다. 이러한 특성은 크롬과 니켈을 함유한 스테인레스 스틸의 성질 때문입니다. 그럼 어떤 이유로 스테인레스 스틸이 녹이 슬지 않는지 자세히 알아보겠습니다.

크롬 함유: 스테인레스 스틸은 크롬을 섞어 만듭니다. 크롬은 공기나 물에 의해 침해되지 않는 성질을 지니고 있습니다. 크롬이 바깥쪽에서 산화되어 단단한 피막을 만들게 됩니다. 결과적으로 철에 산소가 침투하지 못하게 되어 녹이 더 이상 슬지 않습니다.

니켈 함유: 스테인레스 스틸에 니켈이 포함되면 염산이나 황산 등에 의한 부식까지도 견딜 수 있습니다.

스테인레스 스틸은 이러한 크롬과 니켈의 성분 덕분에 녹이 발생하지 않는 강철로 널리 사용됩니다. 따라서 스테인레스 스틸은 내구성이 뛰어나며 다양한 분야에서 활용됩니다.