【브레이크뉴스 포항】박영재 기자=포스코가 개발한 고성능 · 저원가 기가스틸 용접 기술인 PosZET® GIGA가 2월 12일 세계적인 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재됐다.

▲ 기가스틸 용접금속 미세조직 형성 메커니즘 모식도 (C) 포스코

13일 포스코에 따르면 자동차는 여러 철강재들의 용접을 통해 만들어지기 때문에 철강재 자체 특성은 물론 용접부 강도가 중요한데, 이번에 개발한 용접 기술은 포스코의 초고강도 강판인 ‘기가스틸’의 활용도를 배가 시킬 것으로 기대된다.

980㎫ 이상의 인장강도를 자랑하는 포스코 기가스틸은 가벼우면서도 강해 자동차 소재로 활용되어왔는데, 용접용 소재에 주로 니켈(Ni)을 다량 첨가하여 사용해왔다. PosZET® GIGA는 니켈 대신 니오븀(Nb)과 크로뮴(Cr)을 최적의 비율로 배합해 용접용 소재(선재)로 사용하는 기술로, 이를 통해 접합부 용접금속(용접부의 한 부분으로, 용접하는 동안 강판 모재와 용접용 소재(선재)가 함께 녹았다가 굳어진 금속.)의 미세조직을 그물망과 같이 복잡하고 치밀한 구조로 만들어 강도와 인성을 동시에 높인 것이 핵심이다.

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

포스코는 국립창원대와 공동연구를 통해 세계최초로 이 기술을 금속학적으로 규명했다. 니오븀과 크로뮴의 복합 첨가가 용접금속의 미세 조직에 미치는 영향을 원자 수준에서 밝힌 것이다. 이 연구 결과는 학술적 중요성과 상업적 경제성을 인정받아 세계적 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 게재*돼 대중에 공개됐다.

PosZET® GIGA는 최근 글로벌 자동차사로부터 기술 적용 승인을 받아 실제 자동차 부품화에 활용될 예정이며, 포스코는 향후 이 기술을 활용해 기가스틸의 판매를 지속적으로 확대해 나갈 방침이다.

<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>

POSCO-developed high-performance, low-cost Giga Steel welding technology published in Nature Communications

PosZET® GIGA, a high-performance, low-cost Gigasteel welding technology developed by POSCO, was published in the world-renowned academic journal Nature Communications on February 12.

According to POSCO on the 13th, since automobiles are made by welding various steel materials, not only the characteristics of the steel materials themselves but also the strength of the weld zone are important. The welding technology developed this time is expected to double the utilization of 'Giga Steel', POSCO's ultra-high strength steel plate. .

POSCO Giga Steel, which boasts a tensile strength of over 980 MPa, is light yet strong and has been used as an automobile material. It has been mainly used as a welding material by adding a large amount of nickel (Ni). PosZET® GIGA is a technology that mixes niobium (Nb) and chromium (Cr) in an optimal ratio instead of nickel and uses them as a welding material (wire rod). Through this, weld metal at the joint (part of the weld, and steel sheet during welding) The key is to increase strength and toughness at the same time by making the microstructure of the base material and welding material (wire material) melted together and then solidified into a complex and dense structure like a network.

When PosZET® GIGA technology is used, the bending fatigue strength of the joint increases by about two times compared to the existing one, and the impact toughness increases by about 15%. If this technology is applied to the production of automobile parts such as chassis and frames, the joint can withstand repeated impacts or temperature changes without breaking easily compared to when general welding technology is applied, contributing to improving vehicle safety and improving the performance of the welded area. Accordingly, the thickness of the steel plate can be reduced, which is expected to contribute to lighter vehicle design. Additionally, the cost is reduced by about half compared to the existing method that mainly used nickel.

POSCO was the first in the world to metallurgically identify this technology through joint research with Changwon National University. The effect of the combined addition of niobium and chromium on the microstructure of weld metal was revealed at the atomic level. The results of this research were recognized for their academic importance and commercial economic feasibility and were published* in the world-renowned academic journal ‘Nature Communications’ and made public.

PosZET® GIGA has recently received approval for technology application from global automobile companies and is scheduled to be used for actual automobile parts, and POSCO plans to continue to expand sales of Giga Steel by utilizing this technology in the future.