스텐레스 강에 대하여 좀 알아보니 이것도 역사가 깊군요. 미국인이 쓴 것인데 한번 읽어보시지요. 무슨 뜻인지 모르는 것은 그냥 원문으로 남겨두었습니다.
A BRIEF HISTORY of STAINLESS BLADE STEEL - by Bernard Levine
스텐레스강에 대한 스토리는 크롬을 포함시키려는 1세기의 연구와 열처리에 완벽을 기하려고 하는 30년간의 노력에 걸쳐있다. 스텐레스강의 발명은 과학적 연구의 명확한 결과를 무시하고 그 너머를 바라볼 수 있는 능력을 요구한다.
1819년 영국의 파라데이와 스토다르트(Faraday and Stodardt)가 철과 크롬의 최초의 합금을 만들어내어 크롬의 첨가가 철의 부식에 대한 저항력을 증가시킨다는 점을 시연했다.
프랑스에서는 베르디에(Berthier)가 파라데이의 페로크롬과 탄소강을 가지고 처음으로 크롬강을 만들었다. 이것으로 나이프를 약간 만들었는데 컷팅능력을 뛰어났지만 강산이나 바닷물의 부식에는 견디지 못했다.
훨씬 나중에 그 크롬함량이 3%이하였음이 판명되었다.
1865년 뉴욕에서 줄리어스 바우어(Julius Baur)가 크롬합금강을 특허내고 금고와 교도소 철장봉에 대해서 더 높은 강도를 추진했다.
샌프란시스코의 커스텀나이프 메이커인 Will & Finck 는 이것으로 나이프를 제작했는데(한 자루에 100-350달러) 검게 변하여 사용함에 따라 곰보처럼 조그만 구멍이 생겼다.
이 합금의 크롬함량은 5-7%였고 그당시 크롬수준은 탄소는 있고 니켈이 없어 마치 철산화를 부추키는 촉매작용을 했다.
이 현상은 1892년 영국의 야금학자인 로버트 하드필드(Robert Hadfield-망간강 발명자)에 의해서 증명되었고, 스텐레스강을 기본으로 하는 크롬연구는 거의 끝난 것이나 다름없었다.
1914년에 다시 연구가 시작되었다. 서로 모르는 두사람이 파라데이의 오리지널 발견을 재현했다. 두사람 다 크롬함량 증가효과가 1차원적이 아닌 것 같다고 적고 만약 크롬함량을 높이면 어떻게 될까 의심했다.
해리 브래리(Harry Brearley)는 셰필드의 Firth steel 의 현장에서 일하는 야금학자이고, 인디애나의 코코모의 엘우드 하인즈(Elwood Haynes)는 자기집 지하실에 현대식 연구실을 차린 유능한 아마추어 과학자이자, 학교선생이었다.
아마추어건 아니건 그는 20년전에 벌써 미국의 최초 자동차제작자였고, 코발트와 텅스텐 합금을 발명,"Stellite"라는 상표로 상품화했다.
두사람은 탄소강에 크롬함량을 약 11%전까지 올리고 니켈을 포함시키면 아주강한 시약을 제외하고 모든 것에 내부식성을 갖으며 마치 탄소강처럼 담금질과 뜨임을 할 수 있는 합금을 만들 수 있다는 사실을 발견했다.(크롬-니켈합금강은 내부식성이 크지만 담금질이 안된다)
Both men applied for patents, and that was when they
learned of each other. Both recalled the generations-long
litigation over the sewing machine and telephone patents.
Rather than fight, and likely die bankrupt, they pooled their
applications (Brearley did go to court, to fight his
employer's claim to his share, but they settled to the enrichment of both).
발전은 1차대전으로 발이 묶였다. 크롬이 기계부품에 핵심이었기 때문이고, 하인즈의 Stellite 가 부식저항이 필요한 곳에 쓰였기 때문이었다. 고속주철컷터, 써치라이트 반사경, 외과수술 기구등.
전쟁후 브래리와 하인즈는 획기적이고 간단한 라이센스 체계를 창조해냈다. 스텐레스강을 사용하고자 하는 수천개의 제작사는 각각 프리 라이센스를 받는데 단지 요구사항은 공급받은 보고서를 제출하는 것이다.
전세계적으로 100개소가 안되는 강철 제작사는 자기들의 라이센스를 지불하는데 단지 적당한 톤당의 로얄티이다. 한 회사가 빠져나가려 하면 다른 회사들이 그 회사를 벌주기 위한 소송비용을 지불하는데 도와주어야 한다.
The thousands
of fabricators who wanted to use stainless steel each
received a free license, its only requirement being that the
licensee report his sources of supply. Steel makers -- fewer
than 100 in the world -- paid for their licenses, but merely
with a modest per-ton royalty. Only one steel firm tried to
evade, and the others helped pay for the litigation that
punished it.
SEQUEL
1919년 이후에는 스텐강이 소비자의 부엌과 식당 나이프를 지배했으나 대량생산의 나이프 품질은 연구실에서 얻을 수 있는 것과는 거리가 멀었다.
문제는 "유지되는 오스테나이트" 였다. 오스테나이트는 탄소강의 부드러운 형태이다. 스텐나이프의 열처리 공정에서 오스테나이트의 변화하는 양이 단단한 "마르텐사이트" 로 변화하는데 실패할 수도 있다.
이 문제가 스텐레스강의 명성을 더럽히고, 1950년대 초에 이 문제를 해결했는데도 많은 소
비자들에게 아직까지도 의심쩍게 만드는 요인이다.
이 부분에서 스토리는 불투명해지지만 확실한 것은 뉴욕 로체스터에 있는 Robeson Cutlery 회사의 사장인 에머슨 케이스(Emerson Case)에 의해서 해결되었다는 것이다.
내가 생각하기에 그는 1951년판 "Republic Enduro Stainless Steels" 이라는 책을 주의깊게 읽어보고 아이디어를 얻을 것 같다. 특히 별로 관계가 없는 장(chapter)인 "스텐레스강의 성질에 있어 영하기온의 영향"에서 인 듯 하다.
그 장은 극한저온-성층권, 혹한기 극점, 열악한 산업적 환경(냉동음식의 저장,용제세척,합성고무 제조등등)에서 사용되고 폐기되는 스텐강의 여러 가지 효과를 기술해 놓았다.
케이스는 이 장에 있는 2개의 데이터를 바로 집어내었다.
첫째 것은 159페이지에 있는 "단단하게 할수 있는 크롬타입을 담금질하고 뜨임하면 유연성에서 부서지기 쉬운 쪽으로 입자변화가 보이고, 화씨 -75도 부근에서 유연한 특성이 지속될 수 있다"라는 것이다.
다른 말로 하면 스텐강 나이프를 부드럽게 유지하고 싶으면 화씨 -75도 이하로 내리지 말라는 것이다.
두 번째 데이터는 169페이지에 그려져 있는 그래프이다. 440C 나이프 강철을 통상적인 방법으로 담금질하고 뜨임한 다음 내충격성에 대한 온도효과를 그려놓았다.
다른 모든 스텐레스강 타입의 차트와 달리, 니켈을 기본으로 한 300시리즈 처럼 많이 또는 적게 S자로 휘어졌는데, 낮은 온도에서 심각한 반응을 보여 준다.
이것은 화씨-200도에서 +200도까지 테스트 범위를 통해서 거의 수평선이다.
다른 말로 하면 스텐레스 나이프강을 섭씨 영하58도 이하로 내리면 섭씨 영하 129도까지 내려도 피해입지 않는다는 말이다.
이 두 개의 데이터를 놓고 무엇을 얻었는가? 에머슨 케이스는 로베슨의 영하의 열처리(Robeson "Frozen Heat")를 얻었다.
"블레이드를 쟁반에 느슨하게 쌓아놓는다. 오븐에 올려 천천히 열을 가한다. 평상온도보다 약간 높게 한다... 60도정도의 담금질 기름에다 담고 식을 때까지 기다린다. 그 다음 블레이드를 세척하고 휨방지를 위해 서로를 타이트하게 조인다음 -73도 냉동고에 넣고 약 45분을 기다린다.
이렇게 한다음 스트레스를 풀기 위한 열처리를 하고, 평상온도까지 서서히 식히고 다시 뜨임을 한다."
오늘날은 아주 싼 나이프를 제외하고는 이 과정을 전부 다한다. 초기의 스텐레스강과는 달리 45년된 로베슨 "Frozen Heat" 한 블레이드는 오늘날의 최고 품질의 블레이드와 품질이 같다.
"대한민국나이프매니아"
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