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현대제철-포스코, '2기가급 차강판' 개발 박차

  • 입력 2015.02.27 14:50 | 수정 2015.02.27 17:38
  • 황세준 기자 (hsj@ebn.co.kr)

안전성 유지하면서 무게 줄여 연비규제 대응

포스코와 현대제철이 '2기가(GIGA)급' 강도를 지닌 차강판 개발에 박차를 가하고 있다.

이같은 동향은 27일 대한금속재료학회 철강분과위원회 주최로 열린 '차세대 경량차체 소재 및 적용기술 동향' 심포지엄을 통해 나타났다.

포스코는 고객사의 요구에 맞춰 향상품질이 우수한 초고강도 마르텐사이트강, 인장강도 1.8~2기가급 초고강도 핫프레스포밍(HPF)강을 개발 중이라고 밝혔다.

현대제철은 1.8~2기가급 핫스템핑강과 780메가급 샷시용 열연도금강을 개발 중이다. 샷시용 강재는 980메가급 개발까지도 검토하고 있다.

현재 자동차 차체에 사용되는 철강재 중 인장강도 150K(1.5기가파스칼) 강도를 지닌 제품이 가장 최첨단 소재다. 현대자동차의 제네시스, LF소나타 등에 1.5기가급 범퍼 빔, 루프 사이드, 실 사이드 등이 적용됐다.

하지만 최근 강화되고 있는 연비 규제에 대응하기 위해서는 현재의 안전성을 유지하면서 무게를 줄인 차강판이 필요하다.

2020년까지 EU는 23.2km/L, 미국은 20km/L, 중국은 19.4km/L, 한국은 24.3km/L의 연비규제를 설정한 상태다. 현대자동차는 오는 2020년까지 평균연비를 25% 높이려는 계획을 추진 중이다.

홍승현 현대자동차 연구위원은 "자동차 산업에서 차량 경량화는 연비 규제 대응을 위한 필수 불가결한 기술요소"라며 "차량 무게를 10% 줄이면 연비를 4% 개선할 수 있다"고 설명했다.

또한 미국 고속도로 안전보험협회가 지난해부터 옵셋, 측면, 후방, 천장에 이어 스몰오버랩 항목을 ‘가장 안전한 차’ 조건에 추가하는 등 충돌안전기준 법규가 지속적으로 강화되고 있어 강도 향상도 자동차 업계의 주된 관심사로 떠오르고 있다.

차강판의 인장강도가 높아지면 더 얇은(가벼운) 차체로 동일한 안전성능을 확보할 수 있다.
실제 폭스바겐 7세대 골프의 경우 엔진 다운사이징과 초고강도강 60% 적용을 통해 무게를 기존 모델 대비 100kg 줄였다.

다만, 인장강도가 높아지면 성형성(연신율)은 낮아진다. 1.2기가급 TRIP강이 현재 고강도와 연신율을 모두 충족하는 제품이지만 양산이 많이 되지 않고 있는 게 현실이다. 포스코와 현대제철 모두 차강판의 고강도화와 함께 연신율을 높이는 게 과제라는 입장이다.

아울러 차강판은 알루미늄, 플라스틱 등 다른 경량소재들과의 경쟁관계다. BMW는 전기차인 'i 시리즈'에 플라스틱 기술을 적용해 배터리 장착으로 인한 무게 상승을 상쇄했고 1회 충전시 160km를 주행하는 성능을 확보했다. 자동차 수리비용도 낮췄다.

이밖에 초고강도 강판을 성형하는 과정에서 나타나는 금형의 마모 문제 등이 해결과제로 지적된다.

한편, 정부는 '상온성형용 연신율 25% 이상, 비중 7.05g/cm3 이상인 기가급 저비중 경량강재' 개발을 지원할 방침이다. 저비중 경량강재의 경우 기가급은 없고 780MPa급 국내 개발 사례만 있다.

미국은 이미 산업부(DOE)주도로 2013~2017년까지 GM 등 10개 기관, 4개 철강사 공동연구를 진행하고 있다. 일본은 NSSMC 와 Kobe Steel이 Nissan Motors와 함께 1.2 GPa 고성형 Trip강을 개발하고 2013년 Infinite Q50모델에 적용했다.

한국 정부는 자동차 수출시장인 북미의 연비규제 대응을 위해 2020년 까지 차체경량화에 필요한 핵심기술개발을 완료하고 2년 실차적용 검증을 통해 2022년 부터는 양산차에 적용해야 한다는 입장이다.


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