2020.11.18 현대제철
아이언맨 수트처럼 단단한 철, 어떻게 만들까?
현대제철이 강도는 물론 성형성까지 뛰어난 고강도 강재 브랜드 울트렉스(ULTREX)를 선보였습니다.
현대제철이 지난 9월 아이언맨 수트처럼 외부 충격에 강하고 단단한 강철만을 만드는 고강도 강재 브랜드 울트렉스(ULTREX)를 새롭게 선보였습니다. ‘ULTRA’와 ‘STRENGTH’, ‘EXCELLENT’를 조합한 단어는 '외부충격에 강한 단단한 철'을 의미합니다. 울트렉스 초고장력 강재(고장력 강재보다 항장력이 높은 강재)는 자동차 내외판과 구조재, 섀시 부품에 최적화됐습니다. 충격을 흡수하는 기능이 우수해 운전자 안전을 보장할 수 있기 때문이죠. 그렇다면 울트렉스 제품들은 각각 자동차 어떤 부위에 어떻게 쓰일까요?
ULTREX FB(Ferrite Bainite)
자동차 하체 서스펜션을 구성하는 리어 트레일링 암과 프런트 로어암은 단단하면서도 구멍과 곡선이 많아 다양하고 복잡한 구조를 만들어내는 신장플랜지성(홀확장성)이 좋아야 합니다. 즉, 단단하면서도 변형성이 좋은 강재를 사용해야 하죠. FB강재는 연신율(재료가 늘어나는 비율)이 좋아 가공성이 뛰어난 조직인 페라이트(Ferrite)와 상대적으로 경질인 베이나이트(Bainite)로 구성된 강재입니다. 페라이트와 베이나이트의 상간 경도차가 적어 신장플랜지 성형에 유리해 리어 트레일링 암과 프런트 로어 암에 사용하기 좋습니다.
ULTREX HSLA(High Strength Low Alloy)
상용차 메인 프레임은 엄청난 무게를 짊어져야 합니다. 현대자동차 엑시언트 10 X 4 카고 차량의 경우 25톤 이상의 무게를 견뎌야 하죠. 강재의 중요성은 더 높아집니다. 엄청난 무게를 싣고도 상당한 진동과 충격을 이겨내야 하기 때문입니다. HSLA강재는 미량의 합금원소를 통해 강도를 확보한 강재를 의미합니다. 그만큼 인장강도(재료가 절단되도록 끌어당겼을 때 견뎌내는 최대 하중)가 높고 피로 파괴(재료에 충격을 반복해서 가하면 특정 횟수 이상에서 일어나는 파손)에 강합니다. 또한, 나노 크기의 석출물을 조직화해 결정립(금속이나 합금의 아주 고운 입자)을 미세화하고, 저탄소 설계를 통해 용접성이 우수한 것도 특징입니다.
ULTREX DP(Dual Phase)
센터필러 인너 패널과 리어 플로어 사이드멤버는 앞 좌석은 물론 뒷좌석 승객을 보호하는 중요한 역할을 합니다. 특히 리어 플로어 사이드멤버는 후방충돌 안전성을 보장하는 중요한 부위입니다. 충돌 방향에 따라 꺾는 방향을 미리 설정해 충격이 생겼을 때 뒷좌석 승객을 보호하기 때문이죠. 중고차를 살 때 사고 여부를 판단하기 위해 꼭 확인해야 할 부분이기도 합니다. 이 부품에는 연질의 페라이트(Ferrite)와 경질의 마르텐사이트(Martensite)로 구성된 강재인 DP강재를 사용합니다. 항복비(강의 항복강도를 인장강도로 나눈 값, 항복비가 클수록 변형되기 어려움)가 낮아 충격 흡수를 잘하면서도 강도가 높기 때문입니다.
ULTREX ACP(Advanced Complex Phase)
리어 플로어 사이드멤버가 뒷좌석 승객을 보호한다면, 펜더 에이프런 아우터 패널은 앞자리 동승자와 운전자를 보호합니다. 이 부품에는 ACP강재를 주로 사용합니다. 페라이트(Ferrite), 베이나이트(Bainite), 마르텐사이트(Martensite)가 모두 섞여 복잡하게 구성된 CP(Complex Phase)강재에 용접 특성을 더욱 높인 강재입니다. 굽힘성이 좋고 용접성이 우수한 ACP강재는 구조가 복잡하고 타 부품과의 용접성 확보가 필요한 프론트필러 인너 로어에도 쓰이는 등 자동차 부품 적용성이 우수합니다.
ULTREX MS(Martensitic Steel)
사이드실은 사람으로 따지면 등 뼈와 같습니다. 사이드실이 튼튼하지 않으면 전방이나 측후방 추돌사고가 발생했을 때 마치 압축기에 넣은 것처럼 자동차가 찌그러질 수도 있죠. 범퍼빔 역시 사고가 날 때 가장 먼저 충격을 받는 곳이기 때문에 가장 강한 강재를 사용해야 합니다. MS강재는 경질인 마르텐사이트(Martensite)로 구성된 강재로서, 울트렉스 중 가장 높은 강도를 가졌습니다. 자동차 사고 시 외부충격을 효과적으로 흡수해야 하는 부위인 프런트 범퍼빔이나 실사이드 아우터 등에 쓰이죠.
ULTREX TRIP(Transformation Induced Plasticity)
TRIP강재는 페라이트(Ferrite) 또는 베이나이트(Bainite)에 잔류 오스테나이트(Austenite)로 구성된 강재를 말합니다. DP강재보다 높은 성형성을 확보할 수 있어 고성형 구조 부품에 사용합니다. 특히 인장강도와 연성의 밸런스가 좋아 자동차 경량화에 적합한 소재로 인정받고 있습니다. TRIP강재는 프런트 사이드멤버 인너, 프런트 필라 아우터 로어 등에 사용됩니다.
현대제철은 울트렉스를 통해 고강도 강재의 차별화된 특성과 기술력을 적극 알릴 예정입니다. 현재 미래 핵심 3세대 강종인 AMP(Advanced Multi-Phase)강재, Q&P(Quenching & Partitioning)강재를 울트렉스 강종으로 개발 중인데요. 3세대 강재는 기존 초고장력 강재 보다도 한층 높은 인장강도와 연신율을 보유해 높은 충격 흡수는 물론 고성형성이 필요한 부품에 널리 쓰일 예정입니다. 앞으로도 현대제철은 꾸준한 연구와 제품 개발을 통해 수소차와 전기차 등 미래 친환경 자동차를 만드는 소재를 공급하고, 플랫폼 개발에 적극적으로 참여해 모빌리티 소재 산업을 이끌어 나갈 것입니다.