포스코 용접 신기술 논문, 세계적 학술지 네이처지 게재

[이데일리 김성진 기자] 포스코는 자체 개발한 고성능·저원가 기가스틸 용접 기술인 포스젯 기가(PosZET® GIGA)가 지난 12일 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 13일 밝혔다. 네이처 커뮤니케이션스는 종합 과학 저널로 재료과학 분야 등에서 권위있는 학술지다.

포스코와 국립창원대 공동연구팀이 새롭게 밝혀낸 기가스틸 용접금속 미세조직 형성 메커니즘 모식도.(사진=포스코.)

자동차는 여러 철강재들의 용접을 통해 만들어지기 때문에 철강재 자체 특성은 물론 용접부 강도가 중요한데, 이번에 개발한 용접 기술은 포스코의 초고강도 강판인 ‘기가스틸’의 활용도를 높일 것으로 기대된다.

980㎫ 이상의 인장강도의 포스코 기가스틸은 가벼우면서도 강해 자동차 소재로 활용돼왔다. 이번 신기술은 주로 니켈을 다량 첨가하던 방식에서 니오븀(Nb)과 크로뮴(Cr)을 최적의 비율로 배합해 용접용 소재로 사용하는 게 핵심이다. 이를 통해 접합부 용접금속*의 미세조직을 그물망과 같이 복잡하고 치밀한 구조로 만들어 강도와 인성을 동시에 높였다.

이 기술을 활용하면 접합부의 굽힘 피로강도는 기존 대비 약 2배 이상 늘어나고 충격인성은 약 15% 높아진다. 섀시·프레임 등 자동차 부품 제작에 적용하면 일반 용접기술을 적용했을 때보다 반복적 충격이나 온도 변화에 의해 접합부가 쉽게 깨지지 않고 버틸 수 있어 안전성 향상에 기여할 수 있다, 또 강판 두께를 줄일 수 있어 차량 경량화 설계에도 기여할 것으로 기대된다. 니켈을 주로 사용하던 기존 방식 대비 원가는 절반 가량으로 줄어든다.

기존 용접금속과 포스코 개발 용접금속의 벤딩 피로강도 및 저온충격인성 비교 그래프.(사진=포스코.)

포스코는 국립창원대와 공동연구를 통해 세계최초로 이 기술을 금속학적으로 규명했다. 니오븀과 크로뮴의 복합 첨가가 용접금속의 미세 조직에 미치는 영향을 원자 수준에서 밝힌 것이다.

포스코는 이 신기술을 최근 글로벌 자동차사로부터 기술 적용 승인을 받아 실제 자동차 부품화에 활용할 예정이다. 향후 이 기술을 활용해 기가스틸의 판매를 지속적으로 확대해 나갈 방침이다.