A2-50 · A2-70 · A2-80, 무엇이 다른가
스테인리스 볼트 강도구분의 의미와 선정 기준. 같은 STS304인데 강도가 다른 이유.
같은 STS304(A2) 소재인데 A2-50, A2-70, A2-80으로 나뉩니다. 뒤의 숫자는 최소 인장강도를 10으로 나눈 값입니다.
| 강도구분 | 최소 인장강도 | 최소 0.2% 내력 | 최소 파단 후 연신량 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| A2-50 | 500 N/mm² | 210 N/mm² | 0.6d | 냉간가공에 의한 강화 정도가 낮은 상태. 당사 카탈로그 재고품 |
| A2-70 | 700 N/mm² | 450 N/mm² | 0.4d | 냉간가공 경화. 주문 생산 |
| A2-80 | 800 N/mm² | 600 N/mm² | 0.3d | 냉간가공 경화를 한계까지. 양산 공정 자체 확보, 주문 생산 |
기준: ISO 3506-1:2020 (스테인리스 체결부품의 기계적 성질), M1.6~M39 적용. 0.2% 내력은 규격의 0.2% 비비례 연신 응력(Rpf), d는 호칭 지름
강도구분이 표시되지 않은 유통품은 표시만으로 강도구분을 알 수 없습니다. 필요한 강도가 있다면 시험 성적서로 확인하십시오.
왜 소재가 같은데 강도가 다른가
오스테나이트계 스테인리스는 열처리로 강도를 올릴 수 없습니다. 탄소강처럼 담금질하면 되는 게 아닙니다. 대신 냉간가공에 의한 가공경화로 강도를 확보합니다. 단조로 머리를 성형하고 전조로 나사산을 만드는 과정에서 금속 조직이 소성변형되며 단단해지는 원리입니다.
그래서 A2-70 이상의 강도는 소재와 공정이 함께 만드는 강도입니다. 출발점은 소재 선정입니다. 선재 자체의 강도와 화학성분(가공경화 응답성)이 목표 등급을 감당할 수 있어야 하며, 그 위에 단조·전조의 가공 조건을 맞춰야 기준 강도에 도달합니다. 어느 한쪽만으로는 만들 수 없습니다.
또한 같은 규격의 선재라도 로트에 따라 성분과 강도에 편차가 있어 최종 강도가 달라질 수 있으므로, 당사는 로트마다 인장시험으로 확인하고, 요청하시면 로트별 시험 성적서를 발행합니다.
나사의 모양도 함께 봐야 합니다. 접시머리나 머리가 낮은 나사는 몸통보다 머리 쪽 하중 지지 능력이 낮을 수 있어, 소재가 강도구분을 만족해도 모든 형상·길이에서 같은 인장하중을 보장하지는 않습니다. ISO 3506-1도 이런 제품을 하중 지지 능력이 감소한 제품으로 따로 다룹니다.
A2-80이 어려운 이유
고용화 열처리한 연질 상태의 STS304는 강도가 비교적 낮습니다. 참고로 판재 규격(ASTM A240)의 304 최소 인장강도는 515 N/mm²입니다. 화스너에 쓰는 냉간압조용 선재는 판재와 다른 규격(ASTM A493 등)이고, 최종 강도는 선재의 공급 상태와 성형 공정에 따라 달라집니다. 그래도 A2-80(800 N/mm²)은 연질 소재보다 한참 위라 냉간가공 경화를 한계까지 끌어올려야 합니다. 이 과정에서 세 가지가 따라옵니다.
- 연성 저하 — 강도가 오르면 늘어나는 성질이 줄어, 성형 중 균열과 파단 위험이 커집니다
- 금형·설비 부하 — 다이스 파손, 전조 시 나사산 크랙이 발생하기 쉽습니다
- 자성 발생 가능성 — 냉간가공 중 가공유기 마르텐사이트가 생기면 비자성이던 STS304에도 자성이 나타날 수 있습니다. 정도는 소재 성분과 가공량에 따라 다릅니다 (자세히)
A2와 A4는 무엇이 다른가
하이픈 뒤 숫자가 강도구분이라면, A2·A4는 강종 계열입니다. A2는 304 계열, A4는 316 계열에 대체로 대응하지만, 규격의 강종 범위와 특정 소재 명칭이 완전히 같은 것은 아닙니다.
| 구분 | 대응 강종 | 특징 |
|---|---|---|
| A2 | STS304 계열 | 오스테나이트계. 일반 환경에서 충분한 내식성 |
| A4 | STS316 계열 | 몰리브덴(Mo) 첨가로 내공식성 강화. 염소·해수 환경에 유리 |
따라서 A4-80은 "316 계열 소재로 만든, 최소 인장강도 800 N/mm² 이상"을 뜻합니다. 고내식과 고강도를 동시에 요구하는 용도에 해당합니다.
화스너용 스테인리스에 구리(Cu)를 넣는 이유
제품 사양에서 STS304Cu라는 표기를 보신 적이 있을 겁니다. 일반 STS304에 구리를 소량 첨가한 냉간압조용 강종으로, 정금 A2 제품의 소재입니다. 구리를 넣은 냉간압조용 스테인리스로 XM7(STS XM7)도 있지만, 성분 규격이 다른 별도 강종이므로 도면·성적서에서 두 표기를 같은 것으로 보지 마십시오.
볼트는 절삭이 아니라 냉간단조와 전조로 성형합니다. 그런데 오스테나이트계 스테인리스는 변형시킬수록 급격히 단단해지는(가공경화) 성질이 있어, 성형 도중 금형에 무리가 가고 나사산에 크랙이 생기기 쉽습니다.
구리를 넣으면 이 가공경화 속도가 완만해져 성형이 수월해집니다. 화스너 업계가 이 강종을 널리 쓰는 이유입니다.
그런데 구리가 문제가 되는 분야가 있습니다
2차전지 분야입니다. 리튬이온 셀 내부에 구리가 혼입되면 충방전 과정에서 용해·석출되며 내부 단락으로 이어질 수 있어, 셀 주변 부품에 대해 구리 혼입을 관리 대상으로 두는 경우가 있습니다.
이 때문에 Cu 무첨가(Cu Free) 소재가 요구되기도 합니다. 다만 앞서 설명한 대로 구리를 빼면 성형 난이도가 크게 올라갑니다. 고강도 등급일수록, 그리고 316 계열일수록 더 어려워집니다.
Cu Free 요구는 사용 위치와 고객사 관리 기준에 따라 다릅니다. 소재에 합금 원소로 들어 있는 Cu와 제조·취급 중 표면에 묻을 수 있는 Cu 이물은 서로 다른 문제이므로, 소재의 Cu 함량 허용치와 표면 이물·오염 관리 기준을 나누어 확인하는 것이 좋습니다.
당사 대응 범위
A2-70 · A2-80 · A4-70 · A4-80을 주문 생산으로 대응합니다. 특정 원소 관리 등 그 밖의 요구 사양은 관리 항목과 허용 수준을 알려주시면 함께 검토해 드립니다.
선정 기준
| 상황 | 권장 |
|---|---|
| 일반 체결, 강도 요구 낮음 | A2-50 |
| 더 큰 축력·인장하중이 필요한 체결 | A2-70 |
| 경량화 필요 (사이즈 다운) | A2-70 / A2-80 — 아래 팁의 확인 사항 참고 |
| 해수·염소 환경 | A4 계열 (316) |
| 고내식 + 고강도 동시 요구 | A4-80 — 상담 필요 |
진동·반복하중이 걸리는 체결부는 강도구분만으로 정할 수 없습니다. ISO 3506-1은 피로강도와 풀림 특성을 규정하지 않으므로, 축력·풀림 방지·피로를 포함한 체결 설계 검토가 따로 필요합니다.
당사 공급 기준
카탈로그에 올라와 있는 상시 재고품은 A2-50입니다. A2-70 · A2-80 · A4-70 · A4-80은 주문 생산으로 대응하며, 용도·수량·납기를 알려주시면 함께 검토해 드립니다. 견적·상담 요청
ISO 3506-1:2020 표 4·5에 나온 한 개당 최소 하중은 다음과 같습니다(보통 나사, 유효단면적 M3 5.03 mm², M4 8.78 mm²).
| A2-70 M3 | A2-50 M4 | |
|---|---|---|
| 0.2% 내력 기준 하중 | 2,270 N | 1,850 N |
| 최소 인장 파단하중 | 3,530 N | 4,390 N |
자주 묻는 질문
A2-70에서 70은 무슨 뜻인가요?
최소 인장강도를 10으로 나눈 값입니다. A2-70은 STS304 계열(A2) 소재로 만든 최소 인장강도 700 N/mm² 이상인 체결부품을 뜻합니다. A2-50은 500, A2-80은 800 N/mm² 이상입니다. 기준은 ISO 3506-1:2020(M1.6~M39)입니다.
같은 STS304인데 왜 강도구분이 다른가요?
오스테나이트계 스테인리스는 열처리로 강도를 올릴 수 없고, 단조·전조 과정의 냉간가공 경화로 강도를 확보합니다. A2-70 이상은 소재 선정과 가공 조건이 함께 만드는 강도이며, 로트별 편차가 있어 당사는 로트마다 인장시험으로 확인하고 요청 시 시험 성적서를 발행합니다.
A2-70 M3로 A2-50 M4를 대신할 수 있나요?
기준에 따라 다릅니다. ISO 3506-1:2020 표 값으로 0.2% 내력 기준 하중은 A2-70 M3가 약 23% 크지만(2,270 N 대 1,850 N), 최소 인장 파단하중은 A2-50 M4가 약 24% 큽니다(4,390 N 대 3,530 N). 사이즈를 낮출 때는 파단하중, 전단·피로 하중, 나사산 물림, 상대물 강도까지 체결부 전체를 검토해야 합니다.
A2와 A4는 무엇이 다른가요?
알파벳은 강종 계열입니다. A2는 STS304 계열, A4는 STS316 계열이며 A4는 몰리브덴 첨가로 내공식성이 강해 염소·해수 환경에 유리합니다. 따라서 A4-80은 316 계열 소재로 만든 최소 인장강도 800 N/mm² 이상 제품을 뜻합니다.
근거 자료
- ISO 3506-1:2020 Fasteners — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners — Part 1: Bolts, screws and studs with specified grades and property classes — 강도구분별 인장·항복강도, 강종 표기법, A2 의 성분 범위(Cu 4.0% 까지)
- ASTM A493 — 냉간압조용 스테인리스 선재. XM-7(304Cu)의 낮은 가공경화
- ASTM A240 (Type 304) — 판재 규격, 고용화 열처리 상태 인장강도 최소 515 N/mm²(참고값), Ni 8.0~10.5%
최종 개정 2026-10-12