Update2024.05.10 (금)
車산업, 고강도·경량화 강재 개발 절실
■ 자동차 강재 제조기술의 정의 및 분류
자동차 강재 제조기술은 철광석이나 철스크랩을 주원료로 해 제선·제강과 연속주조공정으로 구성된 상공정에서 슬라브와 같은 반제품을 생산 하고 이를 열간압연해 열연강판을 제조하거나 열연강판을 다시 냉간 압연, 상소둔(Batch Annealing) 혹은 연속소둔(Continuous Annealing), 용융아연 도금 혹은 전기아연도금 등의 하공정을 거쳐 요구특성을 만족하는 냉연강판을 제조하는 기술을 총칭한다.
철광석을 주원료로 하는 공법은 고로(용광로) 공법에 해당되고, 철스크랩을 주원료로 하는 공법은 전기로 공법에 해당된다. 고로 공법에 의해 강판을 제조하는 국내 철강사는 POSCO와 현대제철(냉간 압연은 현대하이스코)이 있고, 전기로 공법에 의해 강판을 제조하는 회사는 현대제철(냉간압연은 현대하이스코)과 동부제철 등이 있다.
철스크랩을 주원료로 사용하는 전기로 제품은 고로 제품에 비해 트램프 원소(tramp element) 양이 많아 자동차 강판으로 사용하는데 다소 문제가 있었으나 최근 들어 전기로 정련 기술의 현저한 진보에 힘입어 자동차강판 제조가 가능한 수준으로 발전했으며, 동부제철에서도 2009년 11월 완공한 전기로 공법을 통해 연간 300만톤 규모의 열연강판을 제조해 냉연강판 소재로 사용하고 있다.
강재는 자동차·조선·기계·가전 등의 제조업과 건설업에 공급되는 기초소재이나 여기에서는 최종제품의 용도를 자동차산업에 국한해 자동차 경량화를 통한 연비개선 및 배기가스 저감, 승객 안전성 향상을 목적으로 연구개발이 활발하게 진행되고 있는 고강도 열연강판 및 냉연강판 제조기술에 관해 기술한다. 자동차 고강도강판은 인장강도 340MPa 이상을 의미하며, 인장강도 780MPa 이상의 강판은 초고강도강판으로 분류한다.
고강도강판 제조기술은 제선-제강-연속주조-열간압연-산세-냉간압연-소둔(연속소둔, 상소둔)-(표면처리)등의 제조공정 최적화 및 신공정 개발에 요구되는 생산기술과 새로운 고기능성 고강도강판개발에 필요한 기반기술로 구분할 수 있으나 두 영역은 서로 유기적으로 연계돼 있다.
자동차 고강도강판 제조기술은 적용되는 제품군에 따라 주로 현가장치, 구조용 부재 및 휠 디스크, 림(rim)에 적용되는 고강도 열연강판 제조기술과 차체 내·외판재, 보강재, 필러(pillar), 멤버(member) 등의 구조부재에 적용되는 고강도 냉연 강판 제조기술로 구별할 수 있다. 또한 강판에 내식성을 부여하기 위한 아연 도금 및 후처리기술, 고강도강판의 부품화에 요구되는 신 성형기술 및 접합기술을 포함할 수 있다.
■ 환경 변화
◇ 글로벌 철강회사 제휴 및 신흥국 부상, 환경 변화 가속
1990년대 이후 시장지배력 강화, 가격 경쟁력 및 규모의 경쟁력 강화 등을 목적으로 전략적 제휴 및 통합이 가속화 됐으며 향후 2015년까지 통합 및 설비 확장 등으로 초대형 철강업체가 다수 등장할 전망이다.
중국은 2000년 이후 생산·소비 모두 20% 이상의 급격한 증가 추세에 있으며, 중국의 부상으로 세계 철강산업은 원료 및 시장 확보 경쟁이 가속화되고 있다. 글로벌 경제위기 이전인 2007년 전세계 조강생산량은 13억4,300만톤이었으며, 중국의 조강생산량은 4억8,920만톤으로 약 36%를 차지했다. 2007년 한국의 조강생산량은 5,150만톤이었으며, 고로 조강생산량과 전기로 조강생산량은 각각 2,750만톤과 2,400만톤이었다.
우리나라의 경우 철광석·석탄·석회석 등 철강원료 대부분을 해외에서 조달하는 원재료 수입 의존적 특성을 가지고 있어 원자재 국제가격 등락에 크게 영향을 받는다. 원재료 수입의존도는 철광석 100%·석탄 95%·고철 30% 이상이며, 800만톤 조강생산을 가정할 때 필요한 철광석은 1,360만톤·석탄 650만톤·석회석 270만톤에 이른다. 철강사들은 원료공급업체와 전략적 제휴 등을 통해 안정적인 원료공급선 확보에 사활을 걸고 있다.
◇ 환경규제 등 자동차산업에 대한 사회적 요구 증대
철강산업은 교토의정서 발효에 따라 환경보호를 위한 규제가 구체화되면서 환경 친화형 산업구조로의 전환이 불가피하다. 또한 생산비용 증가, 에너지 비용 부담 증가 등으로 신증설·인수합병에도 제약이 따를 전망이다. 1990년대 중반부터 채택되기 시작한 승객 및 보행자 안전성 확보를 위한 자동차 충돌안전 규제가 강화되고 있고, CO2 저감으로 대표되는 지구환경 보호를 위한 차체경량화, 대체연료 적용 및 친환경자동차(하이브리드자동차·전기자동차·연료전지자동차 등) 개발 가속, 폐차 리사이클성 강화, 유해물질을 함유하고 있는 제품의 생산·판매·사용에 대한 규제가 강화되고 있다.
■ 기술의 중요성
◇ 친환경 및 안전성이 향상된 자동차 차세대 고강도 경량소재 니즈 증대
NCAP, SINCAP 등 신차에 대한 자동차 충돌안전 규제강화로 고강도강판의 사용량이 증가함에 따라 차체 중량이 지속적으로 증가 추세에 있어 경량화를 위한 고강도강판 개발이 요구되고 있다.
원유가격 급등 및 자동차 연비규제(CAFE, Corporate Average Fuel Economy) 기준 강화에 대한 대응으로 고강도강판, 알루미늄 및 마그네슘 등의 경량금속, 플라스틱, 복합재료 등이 연질강판을 대신할 것으로 전망되며, 전세계 철강업계는 협력해 고부가가치 고강도강판 적용률의 획기적인 증가를 통해 차체 경량화를 지속적으로 추구하고 있다.
미래형 자동차로 주목받고 있는 하이브리드 자동차의 경우 100kg의 중량 증가, 엔진이 없는 연료전지 자동차의 경우에도 연료전지 및 주변 시스템(BOP, Balance of Plant)의 장착으로 인해 250kg의 차량중량 증가가 예상돼 차체경량화 달성을 위한 고강도강판 개발 및 새로운 부품 성형 기술 개발이 필요하다.
◇ 신기술과의 융합을 통한 새로운 성장단계 진입
철강산업은 향후 양적인 성장구조에서 자동차 고강도강판과 같은 고급 강판 중심의 고부가가치 소재로의 질적 성장구조에 의한 고수익 소재산업으로 변화가 예상된다. 국내 철강기술은 파이넥스(FINEX) 기술의 본격 상용화, 국내 고유개발 원천소재인 TWIP(Twinning Induced Plasticity, 쌍정유기 소성)강 상용화 개발 등 독자 개발기술의 상용화 성공, POSCO-현대제철 경쟁구도를 통한 기술개발력 강화 등으로 세계 철강 산업을 선도할 것으로 전망된다.
자동차분야는 철강재료의 수요가 가장 클 뿐만 아니라 기술적인 파급효과도 크기 때문에 주요 철강회사들은 연구개발 역량을 집중하고 있으며, 미래성장산업으로 자동차 설계자유도 극대화를 위한 경량 고강도 철강소재 개발을 위해 국내 철강업체에서 전략산업으로 기술개발을 진행 중이다.
차체 경량화 달성 위한 고강도 강판 개발 요구
HV 100Kg, 연료전지車 250Kg 중량 ↑ 예상
■ 자동차 강재의 개요
자동차는 현대인에게 필수품이 됐지만 지구환경 악화라는 심각한 사회 문제를 초래하고 있다. 최근 들어 세계 도처에서 폭설·폭우·폭서 등 지구온난화에 의한 심각한 환경문제가 빈번하게 일어나고 있다. 때문에 환경오염의 주원인인 자동차 배기가스를 줄이기 위해 각국이 노력하고 있으며, 교토의정서가 발효로 선진 38개국은 2008∼2012년 사이 CO2 ·프레온가스·메탄 등의 온실가스 총배출량을 1990년 수준보다 평균 5.2% 감축해야 한다.
자동차의 배기가스를 줄이고 연비를 향상시키기 위해서는 엔진·구동계의 효율 향상, 주행저항 감소, 자동차 경량화 등이 필요하다. 자동차재료 입장에서는 철강재료의 고강도화, 경량재료 사용, 신 생산기술 등에 의해 경량화를 도모할 수 있다.
자동차 경량화라는 시대적 큰 흐름 속에 지난 20년간 승용차에 사용된 알루미늄과 플라스틱은 각각 두 배 이상 증가된 반면 철강재료는 65∼70% 정도로 10% 이상 감소했다. 자동차 소재의 제왕으로 군림하고 있는 철강이 알루미늄이나 플라스틱 등 경량재료의 공격에 위기감을 느끼고 있다.
전 세계 유수의 철강업체 지원으로 성공적으로 수행된 ULSAB(Ultra Light Steel Auto Body) 프로젝트는 고강도강판 적용, TWB(Tailor Welded Blanks) 및 하이드로포밍(Hydroforming) 기술 적용, 첨단 시스템 엔지니어링 기법을 이용한 차체 설계기술 등을 적극 활용해 차체 무게를 경량화시킬 수 있었다.
BIW(Body In White)·도어·트렁크·후드 등 차체 Closures 부품 및 현가장치는 승용차 무게의 약 50%를 차지하므로 자동차 경량화에서 이들 부품이 차지하는 비중은 매우 크다. 이들 부품의 경량화를 목적으로 ULSAB 프로젝트, 자동차 Closure 부품의 경량화를 위한 ULSAC (Ultra Light Steel Auto Closures) 프로젝트, 자동차 현가장치의 경량화를 위한 ULSAS(Ultra Light Steel Auto Suspension) 프로젝트 등의 수행을 통해 제시된 다양한 형태의 고강도강판, TWB 및 하이드로포밍 기술 등의 적용이 급속하게 증가하고 있다.
■ 자동차 강재의 성장성
ULSAB 프로젝트에서는 차체의 경우 100% 고강도강을 적용했으며 특히 인장강도 590 MPa급 이상의 고강도강(Advanced High Strength Steel, AHSS)의 사용량이 85% 이상을 차지하고 있다. 프레스 성형성과 내 덴트(Dent)성이 요구되는 자동차 차체 외판에는 프레스 성형 후 도장, 건조과정에서 강도가 증가하는 BH(Bake Hardening)강을 많이 사용하고 있다.
최근에는 경량화 요구가 더욱 거세지면서 일부 자동차사에서는 인장강도 490~590 MPa급 DP강(Dual-Phase Steel)의 적용을 시도해 일부 차종에서 성공적인 결과를 보고하고 있다. 차체 내판은 구동부품이나 내장재 등을 설치할 공간이 필요하므로 복잡한 형상을 가지고 있어 성형성이 우수한 IF(Interstitial Free)형 고장력강이 적용되고 있다.
멤버, 필라 등 구조부품 역시 차체 경량화의 요구와 함께 요구 강도가 점차 높아지고 있다. 강도와 연성의 조합이 우수하고 고속변형에서 에너지 흡수능력이 우수한 인장강도 590 MPa 이상의 TRIP (Transformation Induced Plasticity)강 및 DP강의 적용이 급증하고 있다.
범퍼보강재나 실사이드 부품은 인장강도 780~1180 MPa급 이상의 초고강도강으로 대체되고 있으며 일부 차종에는 980~1370 MPa급 고강도강을 적용하기도 한다. POSCO에서 세계최초로 개발한 TWIP강은 인장도 950MPa 급에서 연신율이 65%로 매우 높아 다양한 자동차 부품에 적용돼 경량화에 기여할 것으로 예상된다.
최근 들어 새로 개발된 고강도강은 TWB·하이드로포밍·핫 프레스 포밍 등 새로운 성형기술과의 접목을 통해 획기적으로 자동차를 경량화 시킬 수 있음을 입증해 가고 있다.
TWB 기술은 강도·두께·표면 처리상태가 각기 다른 이종 강판을 레이저용접한 후 성형해 한 개의 부품 내에서 부위별로 요구되는 특성을 갖도록 한 기술로서 양복을 재단하듯이 부품을 제조한다고 해 붙여진 이름이다. 성형성이 우수한 제품, 두께가 두꺼운 제품, 강도가 높은 제품 등을 부품의 부위별 특성에 맞게 적용할 수 있다. 필요한 부분에 최적 두께 및 최적강도의 소재를 사용할 수 있어 자동차 경량화에 크게 기여할 수 있다. 부위별로 적정 두께의 재료를 사용할 수 있어 보강재 제거가 가능하고, 생산공정의 단순화, 금형 및 프레스 공정수 감소에 따른 투자비절감 등을 들 수 있다. 또한 TWB 제품은 구조강성 개선, 내식성 개선, 소음 감소등에 기여한다.
하이드로포밍 기술은 고압의 수압을 가해 원하는 형상으로 성형하는 방법이다. 하이드로포밍 제품은 프레스 성형후 용접해 결합시킨 기존 부품에 비해 공정단축, 경량화, 부품 강도와 강성의 향상, 부품수의 감소를 통한 공구비용의 감소, 치수정밀도 향상 등의 장점이 있다.
재료의 강도가 높아지면 성형성이 나빠지므로 고강도강 개발에서 성형성 확보가 매우 중요하다. 그러나 고강도강의 성형성 확보에는 한계가 있기 때문에 성형성이 요구되는 부품에 적용되는 강도는 제한을 받게 된다.
해결책의 하나로 최근에 개발돼 차체 부품에 적용되고 있는 기술로 고온 성형과 담금질을 동시에 진행하는 핫 프레스 포밍 기술이 있다. 이 기술은 프레스 경화(Press Hardening), Press Quenching, Die Quenching 등으로도 불려지고 있다.
핫 프레스 포밍 기술은 B·Mo·Cr 등을 첨가해 경화능력을 향상시킨 강재를 변형 저항이 작은 오스테나이트 영역의 고온에서 프레스 금형에 의해 원하는 모양으로 열간성형을 한 후 급속하게 냉각해 성형성과 강도를 동시에 확보하는 기술이다. 900℃ 이상의 오스테나이트 영역에서 가열된 강판을 내부에 냉각수가 흐르는 프레스 금형에서 성형하면 복잡한 모양의 부품성형이 가능하고 또 제품의 온도가 상온으로 떨어질 때 까지 상부금형과 하부금형 사이에서 냉각되기 때문에 급속냉각에 의해 마르텐사이트 조직이 얻어져 매우 높은 강도를 얻게 된다.
■ 자동차 부품에서 강재의 역할과 개발 방향
지구환경 보호를 위한 전기자동차나 연료전지자동차 등 미래 친환경 자동차의 개발이 가속화되고 있다. 현재 내연기관 자동차에 비해 하이브리드 자동차는 100kg, 연료전지자동차는 250kg 정도의 중량 증가가 예상되므로 경량화에 대한 요구는 어느 때 보다도 절실하다고 판단된다.
전기자동차나 연료전지자동차 등 미래 친환경 자동차의 연비와 충돌 안전성 향상을 위해서는 인장강도 1.0GPa 이상인 기가(Giga) 급 초고강도 열연 및 냉연/도금강판을 개발하고 새로이 개발된 강재에 핫 프레스 포밍·TWB·하이드로포밍·롤포밍·냉간 프레스성형 등의 성형기술 적용이 급증할 것으로 예상된다.
기가급 강재는 주로 자동차 차체의 충돌 구조부재에 사용되며, 현재 국내에서 상용화되고 있는 제품은 실사이드에 적용되는 1.2GPa급 고강도강, 필러류나 프런트 플로어 패널 보강부품에 사용되는 1.5GPa급의 핫 프레스 포밍용 강 등이 있다.
미래에 요구되는 차세대 자동차강재의 개발개념은 크게 초고강도 소재개발과 이용기술로 분류될 수 있다. 강재개발의 경우 차체용 냉연/도금강판, 샤시용 열연강판, 차세대 철계 경량강판으로 구성된다. 이용기술의 측면에서는 이들 초고강도강을 효과적으로 성형하는 방법으로서 핫 프레스 포밍, 하이드로 포밍 및 롤 포밍기술 등의 신가공기술 적용과 기존 냉간성형에서의 스프링백 거동해석 및 성형 해석기술 그리고 초고강도강의 접합기술 등으로 구성된다. 이들 부품을 미래 친환경 자동차에 적용했을 때의 충돌성능을 평가하는 CAE기반의 충돌해석 기술 등의 개발이 필요하다.
철강재료의 비교우위를 지속적으로 유지하기 위해서는 특성이 우수하고 새로운 기능을 가지는 신 철강제품 개발, 품질 안정화, 원가절감 등의 극한기술 개발은 물론 수요자의 니즈(Needs)를 예측한 시즈(Seeds) 개발을 적극적으로 수행하는 노력을 계속해 나가야 한다. 또한 철강업체는 자동차 완성차업체, 부품업체, 대학, 연구소등과 긴밀하게 협조하는 시스템을 구축해 기술개발체계를 효율화할 필요가 있다.
■ 자동차 강재 기술개발동향
◇ 자동차 소재의 기술경쟁 치열
자동차를 둘러싼 환경·에너지절약 차원의 절박한 요구에 의해 종래의 자동차 기술이 획기적으로 변화하고 있으며, 기존 동력전달체계의 개념을 변경하는 방법(하이브리드자동차·전기자동차·연료전지자동차)에 대한 기술개발이 치열하게 전개되고 있다.
자동차 무게의 약 70%를 차지하는 철강재료는 기술적인 파급효과가 크기 때문에 철강회사들은 자동차 철강재료 개발에 연구역량을 집중하고 있다.
자동차 고강도강판은 제조기술 난이도가 가장 높은 고부가가치 강으로서 Al·Mg·경량 복합재료·고분자재료 등 경량재료와의 점유율 경쟁이 치열 하게 진행되고 있다. 자동차경량화를 위한 고강도 열연 및 냉연강판, 내식성 향상을 위한 표면처리강판, 차체 경량화와 고강도화를 위한 부품 설계 및 성형기술 등을 중심으로 기술개발이 이루어지고 있다.
■ 자동차 강재 기술개발의 핵심 이슈
◇ 고강도 열연강판 및 냉연강판 개발 동향
최근의 국내 열연강판 제조기술 개발은 고강도화 및 고기능화로 요약되며, 이를 위해서는 압연 및 열처리 기술을 결합한 제어압연 및 제어냉각기술의 확보가 중요한 요소이다. 특히 초고강도강판의 제조에 있어서는 런아웃(runout) 테이블에서의 냉각제어기술이 중요하다. 1단 냉각에 의해 제조됐던 페라이트+펄라이트 조직의 고용강화강 및 석출경화강에 비해 3단 냉각에 의해 제조된 고강도강의 경우 향상된 재질을 얻을 수 있다.
냉연강판의 경우 1990년대 이전에는 P·Si·Mn 등의 치환형원소나 C·N등의 침입형원소를 첨가해 격자변형에 의한 강화를 이용하는 고용경화강 또는 Nb·Ti 등을 첨가해 석출강화를 유도하는 석출경화형 고강도강판이 주로 사용됐으나 1990년대 이후 소부경화강, DP(Dual-Phase)강 및 TRIP (Trans- formation Induced Plasticity) 강의 개발이 급속하게 진행되고 있다.
국내 자동차 철강재료 중 인장강도 340MPa급 이상의 고강도강판 채용은 연간 1%씩 증가해 1991년 14.4%이던 것이 1995년 17.7%가 됐으며 2005년에는 35%이상으로 증가했고, 고강도 냉연강판은 주로 요구특성에 따라 내판보다는 외판·구조재·보강재에 적용하고 있다.
◇ 소부경화강 제조기술
소부경화형 고강도강판은 항복강도가 낮아 성형성이 우수하지만 성형 및 도장 후 130~180℃정도에서 건조(baking) 처리를 할 때 C·N 등 침입형원소의 전위고착에 의해 30~50MPa 정도의 강도가 증가돼 외판의 내 덴트성 향상을 향상시키는 강판이다.
◇ DP(Dual-Phase)강 제조기술
DP강은 연성이 우수한 페라이트와 강도가 높은 마르텐사이트의 2 상조직으로 구성되나 미량의 잔류 오스테나이트가 존재할 수 있다. DP강은 항복강도가 낮고 인장강도가 높아 항복비(YR, Yield Ratio)가 낮으며, 높은 가공경화율·고연성·연속항복거동·상온내시효성·BH성 등 우수한 특성을 가지고 있다. 그러나 DP강은 우수한 특성에도 불구하고 딥드로잉(deep drawing) 성 부족으로 차체 판넬에는 적용되지 못하고 있다. 대신 강도가 요구되면서 성형 난이도가 높지 않는 보강재 부품을 대상으로 적용돼 왔다.
최근 특성 향상과 성형기술의 진보에 힘입어 보강재용 부품은 물론 자동차 외판용으로 활발하게 적용되고 있으며, ULSAB 프로젝트 결과에 따르면 인장강도 500~1000MPa 급 DP강이 차체용 강판의 74%를 점유할 것으로 예측되고 있다.
TWB·하이드로포밍·핫프레스포밍 등 新 성형기술 급증
포스코 TWIP강, 인장도 950MPa·연신율 65% 세계제일
◇ TRIP강 제조기술
TRIP강은 페라이트·베이나이트·잔류 오스테나이트로 구성되는 3상 조직강이며, 변형을 받으면 불안정한 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태되면서 TRIP 현상에 의해 연성이 향상되는 강이다. TRIP형 냉연강판은 베이나이트에 탄화물석출을 억제하고 인접한 오스테나이트로 탄소를 확산시켜 상온에서 오스테나이트가 다량으로 잔류하도록 고용탄소 함량을 높이기 위해 Si를 1.0% 이상 첨가한다. 그러나 Si 첨가는 용접성을 저하시킬 뿐 아니라 표면에 Mn2SiO4 형태의 산화물을 형성시켜 용융아연도금시 도금밀착성을 악화시키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 철강업계는 용융아연도금이 가능한 Si 저감형 TRIP형 냉연강판 개발을 추진하고 있다.
◇ TWIP강 제조기술
TWIP 개념을 자동차에 적용하기 위한 시도는 1990년대 초 세계 최초로 POSCO에서 시작됐으며, 고가의 Ni과 Cr을 저가의 Mn과 Al으로 대체해 극저온용강을 개발하려는 과정에서 개발된 고Mn강으로 고강도임에도 불구하고 연성이 매우 우수하다. TWIP강을 자동차에 적용하려는 시도는 여러 가지 문제점으로 양산화에는 실패했으나 1990년대 말부터 유럽을 중심으로 다시 개발을 시작했다. POSCO도 2000년대 초부터 본격적으로 연구를 재개해 현재 세계에서 가장 특성이 우수한 TWIP강의 상업화를 눈앞에 두고 있다.
POSCO는 항복강도가 낮은 TWIP강의 단점을 보완하기 위해 항복강도가 높은 TWIP강 개발, 인장강도가 1.0 GPa 이상인 TWIP강 개발, 내 지연파괴(Delayed Fracture) 특성이 우수한 TWIP강 개발, 여러 개의 부품을 각각 성형한 후 용접해 제조하던 자동차 차체 부품을 TWIP강의 우수한 성형성을 이용해 일체성형함으로써 원가를 절감하는 기술 등을 개발 중이다.
◇ 표면처리강판 제조기술
자동차 차체의 경량화 요구에 부응해 강도 증가와 함께 판재 두께가 점차 감소해 내식성 향상이 과거보다 더욱 중요한 요구특성으로 인식되고 있으며, 방청 보증 기간 증가에 따라 표면처리용 강판기술에 대한 연구개발이 활발하게 추진되고 있다.
그동안 CG(연속용융도금) 및 EG(전기도금)계가 병행해 사용돼 왔으나 자동차 외판용으로 EG계 표면처리 강판을 선호하던 미국과 일본이 CG계로 전환함에 따라 점차 CG계로 일원화되고 있다. 아연도금제품(GI, EG)에 비해 합금화용융아연도금(GA) 제품이 용접성과 도장 후 내식성이 뛰어나므로 가장 많이 사용되고 있지만 유럽에서는 용접기술 및 도장기술의 향상으로 GA대신에 GI 제품이 자동차 강판으로 주로 채용되고 있다.
◇ 핫 프레스 포밍 강 제조기술
최근 들어 승객 안전이나 편의를 위한 부품 장착이 늘어나면서 차량무게가 증가함에 따라 연비향상 및 배기가스 저감을 위한 경량화 요구가 가속되고 있어 고강도강의 스프링백 등 성형문제를 극복한 핫 프레스 포밍(HPF) 제품의 적용이 급증하고 있다. 변형저항이 작은 고온에서 열간프레스성형과 급속냉각을 병행해, 마르텐사이트 조직의 초고강도 부품을 제조하는 신 성형기술인 HPF을 이용한 자동차부품이 최근 활발하게 적용되고 있다.
HPF 부품의 충돌흡수력 향상을 위해 현재 적용 중인 강도 수준에서 연성을 향상시킨 HPF 강재 개발, 현재 1500~1600 MPa 급인 HPF 강을 1800~2000 MPa 급 강으로 고강도화 하는 기술, 현재 사용 중인 비도금강판이나 Al 도금강판을 내식성이 우수한 Zn 도금강판으로 대체 등의 기술 개발 등이 진행되고 있다.
최적 강도 분포를 가지는 HPF 부품 제조를 통해 충격흡수능력을 극대화 할 수 있으며 이를 위해 TWB 기술과 HPF 기술의 접목, HPF 후 어닐링 처리·냉각속도제어·블랭크온도제어·냉각 및 상변태해석·구조 및 충돌해석 등의 기술 개발이 진행되고 있다.
◇ 저비중 강판 제조기술
기존 자동차 강판의 비중을 10% 이상 경감한 저비중 철강재료는 독일 막스플랑크 철강연구소(MPIE)와 ThyssenKrupp Steel(TKS)사, Arcelor사 등 유럽에서 가장 적극적으로 개발되고 있다. 특히 MPIE의 경우 저비중 페라이트강 및 다상조직강에 대한 원천기술을 보유하고 있으며 TKS와 공동으로 자동차 차체용에 적용하기 위한 연구개발 및 상업화를 진행하고 있다.
