포스코 '고성능·저원가 기가스틸 용접기술' 논문, 네이처 게재

학술적 중요성과 상업적 경제성 인정받아

포스코는 자체 개발한 고성능·저원가 기가스틸 용접 기술인 포스젯 기가(PosZET® GIGA)가 지난 12일 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 13일 밝혔다. 네이처 커뮤니케이션스는 네이처 포트폴리오에서 발간하는 종합 과학 저널로, 재료과학 분야 등에서 권위 있는 학술지다.

포스코와 국립창원대 공동연구팀이 새롭게 밝혀낸 기가스틸 용접금속 미세조직 형성 메커니즘 모식도 /사진제공=포스코

자동차는 여러 철강재의 용접을 통해 만들어지기 때문에 철강재 자체 특성은 물론 용접부 강도가 중요한데, 이번에 개발한 용접 기술은 포스코의 초고강도 강판인 '기가스틸'의 활용도를 배가시킬 것으로 기대된다. 980메가파스칼(MPa) 이상의 인장강도를 자랑하는 포스코 기가스틸은 가벼우면서도 강해 자동차 소재로 활용되어왔다.

포스젯 기가는 니켈 대신 니오븀(Nb)과 크로뮴(Cr)을 최적의 비율로 배합해 용접용 소재(선재)로 사용하는 기술이다. 접합부 용접금속의 미세조직을 그물망과 같이 복잡하고 치밀한 구조로 만들어 강도와 인성을 동시에 높인 것이 핵심이다.

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

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

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

기존 용접금속과 포스코 개발 용접금속의 벤딩 피로강도 및 저온 충격인성 비교 그래프/사진제공=포스코