기계/재료

둥베이대학, 고인성 경량화 자동차강 신기술 개발

발행일 : 2019 / 09 / 27

최근 둥베이대학 압연기술·연속압연자동화 국가중점실험실 이훙량(易红亮) 연구팀은 이론·기술적 문제를 전부 해결한 자동차강 고인성 Al-Si 코팅 신기술을 자체적으로 개발해 인성을 20%~30% 향상시키는 성과를 거두어 자동차 경량화 발전에 중대한 기여를 하였다.

기존의 Al-Si 코팅 자동차강판은 금형 보호, 부품 치수 정밀도, 내식성 등 면에서 우수한 성능을 보이지만 인성 부족 결함이 매우 심각하다. 인성 부족은 자동차 충돌 안전재의 고장균열을 직접적으로 초래한다. 인성 부족 문제의 해결은 자동차 도어의 안전빔, 범퍼(bumper), B 필러(pillar) 등 안전구조재의 안전성을 더한층 강화시킬 수 있는 핵심이다.

연구팀은 Al-Si 코팅 강판의 오스테나이트(austenite) 가열 과정에서 22MnB5 기초소재 및 확산층 계면 부근에 대량 탄소 축적이 발생하며 또한 냉각 과정에서 고탄소 마텐자이트(martensite)가 형성됨을 발견하였다. 이렇게 형성된 고탄소 마텐자이트층의 매우 낮은 인성이 Al-Si 코팅 제품의 인성을 뚜렷이 감소시킨다.

상기 이론 발견에 기반해 연구팀은 코팅층 및 기초소재 합금 성분을 변화시키지 않는 조건에서 “코팅층 두께 감소” 및 “가열공법 최적화”를 동시에 구현해 Al-Si 코팅 제품의 인성을 크게 향상시킴으로써 굽힘 균열 변형을 대폭 개선했을 뿐만 아니라 지연균열 위험도 대폭 낮추었다.

해당 신기술 개발에 힘입어 산업계는 관련 이론을 실용기술로 신속히 전환시킴과 아울러 고인성 Al-Si 코팅 핫스탬핑강 제품의 대량 산업화 시제작을 달성했다. 해당 신소재의 강도는 기존 재료와 동일한 수준에 도달하면서 인성을 높일 수 있어 자동차 부품 안전성능 향상에 일조할 전망이다.

이론적 혁신으로 자체 지식재산권을 창출한 해당 기술은 중국 발명특허를 획득하였고 현재 국제특허 출원 중이다. 동 기술의 산업화는 세계 300만 t(중국이 약 100만 t 차지) 이상 규모의 시장에 중요한 영향을 미칠 전망이다.