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고장력강
고장력강(high tensile steel, 高張力鋼)은 보통강보다 인장 강도가 강한 강으로 인장강도가 50kg/㎟ 이상인 강을 의미한다. 고장력강은 0.2% 정도의 탄소를 함유한 탄소강에 규소, 망간, 니켈, 크롬, 구리 등을 첨가하여 성능을 향상시킨 강이다. 하이텐이라고도 한다.[1]
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개요[편집]
고장력강은 항장력(抗張力) 즉 인장강도 50kg/㎟ 이상, 항복점 30kg/㎟ 이상으로 용접성 노치 인성 등에 우수하고 탄소량이 0.2% 이하인 구조용강이다. 고장력강 중에서 인장강도가 50～60kgf/㎟인 탄소강은 보통강으로 그 이외의 탄소강 및 합금강은 특수강으로 분류된다. 후자는 저합금고장력강(低合金高張力鋼: strength low alloyed steel)이라고도 부른다. 고장력강은 보통강보다 더 얇은 두께로 같은 무게를 버틸 수 있어 길이가 긴 대교(長大橋) 등 대형구조물에서는 대형화에 따르는 과중화 경감을 위해 자동차, 선박 등에 경량화와 환경오염 저감을 위해 사용량이 증가하고 있다. 강도 레벨, 용도 등에 따라 50kgf/㎟급, 60kgf/㎟급, 70kgf/㎟급, 80kgf/㎟급, 100kgf/㎟급, 내후성, 저온용, 내마모성, 내해수성, 내황산성 등의 종류가 있다.[2]
고장력강은 건축, 교량, 선박, 차량, 기타 구조물 및 압력 용기용으로 사용한다. 특히 고장력강은 차체 경량화를 위한 목적으로 쓰인다. 차체는 차량 중량의 약 30% 이상을 차지하기 때문에 경량화 효과는 크다고 할 수 있다. 하지만 인장강도가 높기 때문에 차체의 판두께를 줄여서 경량화를 달성시킬 수 있지만 가공이 어렵고 용접성이 떨어지며 형태의 수명이 저하된다는 단점이 있다. 차체 경량화를 위한 자동차용 고장력강판은 1970년대부터 사용됐다. 오일쇼크로 연비규제가 강화되면서 경량화 필요성이 대두된 것이다. 그 후 복합조직강 및 P첨가강이 개발되면서 자동차 내외판 등에 사용되기 시작했다.[3]
자동차에는 여러 가지 재료가 사용되고 있는데 그 가운데서 가장 높은 비율을 차지하는 것이 바로 철이다. 이러한 철 재료는 자동차 중량의 60% 이상을 차지하고 있으며 특히 차체의 대부분에 사용되고 있다. 자동차는 갈수록 강화되고 있는 환경규제 및 연비규제에 대한 대응 및 차체 강성 강화를 위해 다양한 소재가 적용되고 있다. 철강소재도 연강은 물론 고장력 및 초고장력 강판 사용비중을 차체의 50~70% 이상 적용한 차들이 잇달아 출시되는 등 적용비중이 증가하고 있다. 자동차의 차체에 고장력 강판을 사용하게 된 것은 오일쇼크로 인한 저연비화, 경량화가 강하게 요구된 시점부터다. 고장력 강판은 동일한 두께에서 보다 더 강도가 높은 강판으로서 인장강도가 40~50kg/mm² 이상이며 충돌 안전구조를 사용하는 차체에는 일부에 100kg/mm² 이상의 초고장력 강판(Ultra High Strength Steel)도 사용된다. [4]
용도[편집]
50kgf/mm²급은 열간압연인 채 또는 불림상태로 쓰이는 소위 비조질고장력강(열처리)으로 용접성이 좋아 차량, 선박, 교량, 석유나 천연가스의 라인파이프 등에 쓰인다. 제조법에 제어압연으로 불리우는 일종의 가공열처리가 있다. 60kgf/mm²급은 담금질 뜨임으로 쓰이는 소위 조질형의 것과 비조질형의 것이 있다. 조질형은 고압용기, 석유탱크, 수압철관 등에 비조질형은 라인파이프, 보일러, 수압철관 등에 쓰이고 있다. 70kgf/mm²급 이상은 모두 조질형으로 산업기계. 대형차량, 라인파이프 등에 사용된다. 80kgf/mm²급은 대형 도시가스탱크, LPG탱크, 장대교 등에 쓰이고 100 kgf/mm²급은 로켓의 연료탱크, 대형 고압탱크 등에 쓰이고 있다. 내후성 고장력강은 P, Cu, Cr, Ni 등의 첨가로 대기 중에서의 부식에 대한 저항을 열거한 것으로 50kgf/mm²급, 60kgf/mm²급이 있으며 건축, 교량, 수문 등에 사용된다. 저온용 고장력강은 Ni을 소량 첨가하여 저온에서의 인성을 향상시켜 액화천연가스의 저장, 운반 용기, 냉동 탱크 등에 쓰인다. 내마모성 고장력강은 C, Si, Mn의 양을 높이거나 80kgf/mm² 급강의 뜨임 온도를 낮게 한 것으로 산업기계, 토목기계에 쓰인다.
관련 뉴스[편집]
- 전기차 시대를 맞아 국내 철강업계 빅2인 포스코와 현대제철이 미래 먹거리 확보를 위해 박차를 가하고 있다. 전기차 시장이 성장을 거듭하고 수요가 늘면서 이차전지 소재와 고장력강판 등 전기차 소재 선점에 승부수를 던졌다. 현대제철은 자동차 소재 전문 제철소의 도약을 추진하고 있다. 현대제철은 매년 연구개발에 1,100억~1,400억 원 수준의 비용을 투자하고 있다. 지난해에는 고장력강판 등 자동차 소재 개발에 대부분을 썼다. 현대제철은 박판열연, 컬러강판 등 비수익 사업을 잇달아 매각하고, 친환경차 소재 시장의 경쟁력 강화를 위해 경량화, 고강도 제품에 집중하고 있다. 특히 현대제철의 자동차 솔루션 브랜드 H-SOLUTION도 호평받고 있다. ‘H-SOLUTION’은 고장력강, 핫스탬핑강 등 자동차용 소재 단위에서부터 성능, 원가, 품질을 향상시킬 수 있는 서비스다. 핫스탬핑강은 기존 소재에 비해 2배 이상의 강도 향상과 25% 가량의 경량화를 구현할 수 있다. 또 제조원가 절감은 물론 연비 개선, 환경보호 등 연쇄적인 효과를 볼 수 있다. 이에 따라 전기차에 적용되는 핫스탬핑강 수요도 늘고 있다. [5]
- 현대제철(사장 안동일)이 사상 최대 규모의 영업이익을 올리게 된 것은 일하는 방식의 격변에 따른 결과물이다. 이런 방식의 격변은 현대제철이 의도한 바가 아니다. 핵심 고객인 자동차 제조사들의 니즈가 변화한 결과물이다. 현대제철은 특수강 강종을 추가 개발해 자동차 강종 커버리지를 74%까지 높여 현대, 기아차를 제외한 글로벌 자동차 메이커 납품에 열을 올릴 것으로 보인다. 또한 자동차 외판용 40K급 고장력강, 전기차 전용 스틸 배터리 케이스 등 6건의 자동차 소재용 신제품을 개발하고 있다. 전기차 전용 스틸 배터리 케이스는 알루미늄 배터리 케이스와 무게는 비슷하지만 원가는 15% 가량 낮다는 점에서 경쟁력을 얻으며 확대 적용될 전망이다.[6]
각주[편집]
- ↑ 〈고장력강〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 〈고장력강(high tensile strength steel)〉, 《메카피아》, 2021-01-18
- ↑ 조인영, 〈(쉽게 배우는 철강용어)고장력강(High tensile steel)〉, 《경제신문》, 2012-03-31
- ↑ 김아롱, 〈우리가 자동차 고장력 강판에 주목하는 이유〉, 《오토헤럴드》, 2017-08-09
- ↑ 성희헌, 〈전기차 올라탄 철강 ‘빅2’… 이차전지·고장력강판 등 소재 선점 승부수〉, 《매일일보》, 2021-03-10
- ↑ 서예림, 〈현대제철이 일하는 법 (1) ‘266개 철강 개발’ 현대차 계열사 → 글로벌 기업으로 진화 중〉, 《뉴스투데이》, 2022-05-03
참고자료[편집]
- 〈고장력강〉, 《네이버 지식백과》
- 〈고장력강(high tensile strength steel)〉, 《메카피아》, 2021-01-18
- 조인영, 〈(쉽게 배우는 철강용어)고장력강(High tensile steel)〉, 《경제신문》, 2012-03-31
- 김아롱, 〈우리가 자동차 고장력 강판에 주목하는 이유〉, 《오토헤럴드》, 2017-08-09
- 성희헌, 〈전기차 올라탄 철강 ‘빅2’… 이차전지·고장력강판 등 소재 선점 승부수〉, 《매일일보》, 2021-03-10
- 서예림, 〈현대제철이 일하는 법 (1) ‘266개 철강 개발’ 현대차 계열사 → 글로벌 기업으로 진화 중〉, 《뉴스투데이》, 2022-05-03
같이 보기[편집]
