가이드 / 강도 등급과 재질

마르텐사이트계와 PH 스테인리스 파스너: 410, 416, 17-4

2026년 10월 5일

304나 316 같은 오스테나이트계 스테인리스강은 내식성이 좋지만 무른 상태로 남습니다. 파스너가 합금강 볼트의 강도를 가지면서도 습기를 견뎌야 한다면 마르텐사이트계와 석출 경화계 등급으로 넘어갑니다. 이 등급들은 도면에서 여러 이름으로 불리며, 맞춤 파스너 바이어가 가장 자주 만나는 것은 410, 416, 17-4 PH 세 가지이고 서로 꽤 다르게 동작합니다.

이 가이드는 세 등급을 구분하는 요소, 열처리의 효과, 각각이 맞는 곳, 도면에 등급과 상태를 적는 방법을 설명합니다.

세 가지 등급 요약

410 스테인리스. 크롬이 약 11.5에서 13.5퍼센트이고 탄소가 낮음에서 중간 정도인 마르텐사이트계 강입니다. 탄소강처럼 담금질과 뜨임으로 경화되며 자성이 있습니다. ISO 3506은 마르텐사이트계 파스너를 C1 그룹으로 분류하고 강도 등급 50, 70, 110을 둡니다. ASTM A193은 410을 볼팅용 B6로 올려 두고 있습니다.

416 스테인리스. 410의 쾌삭 버전입니다. 소량의 황이 칩을 끊는 무른 개재물을 만들어 416은 선삭과 나사 가공이 쉽습니다. 황은 내식성과 인성을 낮추고, 이 등급은 냉간 성형에 부적합합니다. ISO 3506에서는 쾌삭 그룹에 속합니다.

17-4 PH. UNS S17400의 석출 경화강으로, 크롬 약 15에서 17.5퍼센트, 니켈 3에서 5퍼센트, 구리 3에서 5퍼센트를 함유합니다. 조직은 마르텐사이트계이며 용체화 처리 후 저온 시효 처리로 경화됩니다. 410보다 강도가 높고 내식성도 더 좋습니다. 바 소재 규격은 AMS 5643과 ASTM A564가 일반적입니다.

열처리의 작동 방식

410과 416은 탄소강과 같은 방식으로 경화합니다. 약 950에서 1010 °C로 가열하고 오일이나 공기로 담금질한 뒤 뜨임합니다. 뜨임 온도가 강도를 정합니다. 핵심 규칙은 약 400에서 550 °C의 뜨임 구간을 피하는 것입니다. 이 구간에서는 인성이 떨어지고 내식성도 나빠집니다. 공장은 그 구간보다 높거나 훨씬 낮은 온도에서 뜨임합니다.

17-4 PH는 용체화 처리된 condition A에서 시작하며, 절삭과 나사 전조가 가능할 만큼 무릅니다. 이후 부품을 정해진 온도에서 약 1시간 시효 처리합니다. 상태 이름에는 화씨 단위의 시효 온도가 들어 있습니다.

상태	시효 온도	일반적인 최소 인장강도
H900	약 480 °C	약 1,310 MPa
H1025	약 550 °C	약 1,070 MPa
H1075	약 580 °C	약 1,000 MPa
H1150	약 620 °C	약 930 MPa

시효 온도가 낮을수록 강도는 높고 인성은 낮아집니다. H900은 강도가 가장 높고 인성과 응력 부식 균열 저항이 가장 낮아서, 많은 선박 및 유전 사용자는 H1025 이상에 머뭅니다. 수치는 AMS 5643 같은 해당 규격에서 항상 확인하십시오.

시효 처리는 부품을 100분의 수 퍼센트 정도 약간 수축시킵니다. 공장은 이를 감안하며, 공차가 엄격하면 시효 후에 공차 안에 들어오는 크기로 나사를 절삭하거나 전조합니다.

강도와 내식성 비교

등급	강도 수준	내식성	절삭성	냉간 압조
410	담금질과 뜨임 후 중간에서 높음	보통, 약한 환경에서 양호	보통	소둔 상태에서 가능
416	중간	410보다 낮음	매우 좋음	불량
17-4 PH	시효 후 높음	410보다 좋고 많은 매체에서 304에 근접	condition A에서 보통	주의하면 가능, 보통 절삭
304 또는 316 (참고)	낮음에서 중간, 더 높이려면 냉간 가공 필요	좋음에서 매우 좋음	보통	좋음

값은 일반적인 수치이며 상태와 단면 크기에 따라 달라집니다. 염화물 환경에서는 마르텐사이트계 등급이 316이나 듀플렉스 등급에 미치지 못하므로, 선택 전에 환경을 확인하십시오.

각 등급이 맞는 곳

410. 펌프, 밸브, 일반 기계처럼 약한 부식 환경의 중강도 부품. 17-4 PH보다 저렴하고 열처리가 가능합니다. 표면이 깨끗하고 부동태 처리되었을 때 내식성이 가장 좋습니다.

416. 핀, 나사, 피팅처럼 절삭 시간이 주된 비용이고 부식 노출이 약한 절삭 부품. 피로가 중요한 볼트나 황화물이 문제가 되는 곳은 피하십시오.

17-4 PH. 고강도와 내식성이 필요한 항공우주, 밸브, 펌프, 석유와 가스용 파스너로, 작은 나사부터 큰 스터드까지 쓰입니다. 410보다 비싸고 더 신중한 경로가 필요합니다.

용도가 낮은 강도를 허용한다면 오스테나이트계 등급이 더 나은 가성비인 경우가 많습니다. 파스너 강도 등급과 등급 표기의 강도 등급 비교는 스테인리스를 탄소강과 나란히 놓습니다. 이 등급들이 감당하는 범위를 넘는 고온이나 해수 환경은 Inconel과 Monel 파스너를 읽어 보십시오.

제조 경로와 비용

17-4 PH 파스너 대부분은 용체화 처리한 바 소재에서 깎고, condition A에서 전조하거나 절삭해 나사를 낸 뒤 시효 처리합니다. 소수는 냉간 압조를 거치며 주로 작은 직경입니다. 410은 냉간 압조와 열간 단조 후 열처리할 수 있으며 선택은 직경과 물량에 달렸습니다. 416은 거의 항상 절삭합니다. 냉간 압조와 절삭 비교는 경로에 따라 개당 단가가 달라지는 이유를 설명합니다.

스테인리스 바 소재는 탄소강보다 비싸 가격에서 재료가 차지하는 비중이 커집니다. 공장에 바 소재의 형태와 직경을 정해 견적하도록 요청하고, 경질 등급의 바 소재는 공구 마모가 빨라 가공 요율에 반영된다는 점을 유념하십시오.

부동태 처리와 마감

스테인리스 파스너는 얇은 크롬 산화막에 의존합니다. 절삭 후에는 ASTM A967의 공정 같은 산 욕조에서 부동태 처리하여 유리 철을 제거하고 피막을 복원합니다. 이 단계를 건너뛴 부품은 올바른 등급으로 만들어졌더라도 염수 분무 시험에서 녹슬 수 있습니다. 마르텐사이트계 스테인리스는 조언 없이 전기도금하지 마십시오. 경도가 높으면 수소가 문제입니다. 원리는 볼트의 수소 취성을 참조하십시오.

도면에 적을 내용

• 등급과 규격. 예를 들어 AMS 5643 또는 ASTM A564에 따른 17-4 PH, 또는 ISO 3506 강도 등급 110의 410.
• 상태. “17-4”만이 아니라 예를 들어 H1025.
• 강도 또는 경도 요구 사항. 인장강도, 항복, 경도 범위.
• 나사 가공 방식. 시효 처리 전에 전조하는지 후에 하는지.
• 부동태 처리. 규격과, 있다면 시험.
• 자성 반응. 중요하다면 명시하십시오.

실제 환경의 부식

마르텐사이트계 스테인리스강은 크롬이 표면에 고용된 상태로 남아 있을 때만 내식성을 유지합니다. 이를 갉아먹는 흔한 문제가 세 가지 있습니다.

예민화와 뜨임 구간. 410 부품을 잘못된 구간에서 뜨임하거나 공정 중에 그 구간에 머물게 하면 내식성과 인성을 잃을 수 있습니다. 공장은 그 구간 밖에서 뜨임하고 그 구간을 빠르게 냉각해 통과함으로써 피합니다.

표면의 유리 철. 강 공구, 연삭 휠, 오염된 바스켓은 부품에 철을 남기고, 그 철은 습한 방에서 녹이 습니다. 부동태 처리가 이를 제거하므로 절삭한 스테인리스 부품마다 요청하십시오.

틈새와 염화물. 세 등급 모두 따뜻한 염화물 용액에서 공식이 생길 수 있습니다. 와셔 아래의 나사는 완벽한 틈새입니다. 해안이나 제설염 노출이라면 H900보다 H1025나 H1150 같은 과시효 상태의 17-4 PH가 응력 부식 저항이 더 좋으며, 오스테나이트계나 듀플렉스 등급이 여전히 더 나은 답일 수도 있습니다.

염수 분무 시험은 표면처리를 비교하지만 사용 수명을 예측하지는 않습니다. 부품이 중요하다면 같은 합금과 같은 표면처리로 제조사가 어떤 시험을 했는지 물어보십시오.

예

담수 펌프의 펌프 축 볼트, M12 x 60. 410 담금질과 뜨임이면 낮은 비용으로 충분한 강도가 나오며, 표면은 부동태 처리합니다. 물에 염화물이 없으므로 부식은 약합니다.

해양 밸브의 밸브 스템 파스너, M10 스터드, 중하중. H1025의 17-4 PH는 높은 강도와 H900보다 나은 응력 부식 저항을 제공합니다. 바이어는 도면에 상태를 명시하고 로트마다 경도 결과를 요청합니다. 경도가 시효가 목표에 도달했는지 보는 빠른 확인이기 때문입니다.

작은 선삭 핀, 직경 3 mm, 연간 수천 개. 416은 빨리 깎이고 광택 마감을 유지합니다. 하중이 가볍고 환경이 건조한 실내 공기이므로 낮은 내식성도 허용됩니다.

흔한 주문 실수

• 상태 없이 “17-4”라고만 적어, 공장이 선반에 있는 것을 공급함.
• H900과 H1150의 강도가 수백 MPa 차이 난다는 것을 잊음.
• 절삭하기 싸다는 이유로 하중을 받는 볼트에 416을 지정함.
• 도면에 부동태 처리를 빠뜨림.
• 자성이 있는 부품을 결함으로 오해함. 마르텐사이트계 등급은 본래 자성입니다.
• 수소 위험을 확인하지 않고 마르텐사이트계 부품을 도금함.

이 항목들에 대해 도면에 한 줄씩 적으면 빈틈이 메워지며, 적는 데는 1분밖에 걸리지 않습니다.

견적 요청 체크리스트

• 등급과 상태, 또는 필요한 특성과 열어 둔 등급.
• 직경, 길이, 나사, 공차 등급.
• 환경: 염화물, 온도, 유체, 하중 유형.
• 성적서: 재료 성적서, 열처리 기록, 경도 결과.
• 연간 물량과 1회 납품 규모.

이 내용을 알려 주시면 견적이 같은 부품으로 비교됩니다. 시작하려면 견적 요청을 보내십시오. 스테인리스 파스너를 다루는 최대 세 곳의 제조사에 전달합니다.

자주 묻는 질문

이어서 읽기

• SAE J429 Grade 5와 Grade 8: 바이어를 위한 인치 볼트 사양
• ASTM A193 B7, B16, L7 스터드: 압력 설비에는 어느 등급인가