자동차 고장력강판의 세대별 구분과 특징 금속가공기술사

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I. 자동차용 고장력강재
- 자동차용 강판은 가볍고도 강하고 딥 드로잉성 등 소성가공이 용이하며 표면이 경하여 내dent성 (작은 충격에도 오므라지지 않는 성질)이 있고, 도금, 도포성 등 표면가공이 용이하며 다른 재료에 비하여 값이 싸야 한다.
- 이러한 자동차용 강판은 경량화를 위해 오랜 시간 세대별로 발전하며 다양한 종류와 특징을 지니게 되었다. 이를 1세대, 2세대, 3세대로 나눌 수 있으며, 각 세대는 강도와 성형성의 균형을 맞추며 발전해왔다.

II. 1세대 고장력강
- 주로 페라이트를 기반으로 하며, 1세대 고장령강은 인장 강도가 비교적 낮으며, 기본적인 경량화와 안전성을 제공하는 데 초첨이 맞춰져있다.
 1. DP강(Dual Phase Steel, 2상강) : 높은 강도와 적절한 성형성을 제공하며, 자동차 차체에 널리 사용된다.
조직상 연한 페라이트 기지에 마텐사이트가 분산되어 연성이 우수하고 항복비가 낮은 것이 특징이다. 0.1~0.2%C이며 열처리를 통해 상온조직에서 2상이 유지된다. 즉, 2상 역역(오스테나이트 + 페라이트)를 유지한 후 퀜칭 하거나 2상 영역내에서 열간압연 후 퀜칭을 한다. 분산된 마텐사이트 함량이 높으면 강도가 증가하고 연성은 감소하게 되는데 마텐사이틔 분율은 열간온도를 높이면 가능하다. 즉, Ms온도 전에 가공하여 오스테나이트를 마르텐사이트로 변태시키는 방법이다.
 2. CP강(Complex Phase Steel) : 다상 조직을 가진 강으로 높은 강도와 내구성을 제공한다.

III. 2세대 고장력강
- 오스테나이트 기반의 고장력강으로, 1세대보다 높은 인장 강도와 연신율을 제공하며, 자동차의 충돌 안전성과 경량화를 더욱 강화하는 데 초점을 두었다.
 1. TWIP강 (Twinning Induced Plasticity Steel) : 쌍정유발소성을 통해 매우 높은 성형성과 강도를 제공한다.
변형 중 기계적 쌍정의 형성으로 높은 가공경화로 유기되어, Necking발생이 억제되므로 늘어나지만 쉽게 끊어지지는 않는 특징이 있다.
Fe-25%, Mn-3%, Si-3%, Al 가 대표적인 조성이며, Fully 오스테나이트 조직이고 비자성이며 상변태는 없는 것이 특징이다. 보통 20%이상의 Mn을 함유하며, C는 1%미만, Al은 3%미만을 가진다. 강도(약800MPa)와 연성이 매우 뛰어나다.

IV. 3세대 고장력강
- 가장 최신 기술이 적용된 초고장력강으로, 기존 세대보다 더 높은 인장 강도와 연신율을 제공하며, 경량화, 충돌 안전성, 복잡한 형상 제작에 최적화되어 있다.
 1.TRIP강 (Transformation Induced Plasticity Steel) : 베이나이트와 페라이트 조직을 결합해 높은 강도와 성형성을 동시에 제공한다.
변태유기소성을 이용하여 인성을 높이고, 또 오스포밍에 의한 강화를 조합시켜서 강인성의 향상을 도모한 초강력 강이다. 고온에서만 존재하는 오스테나이트 조직을 상온까지 잔류시킨 강으로, 가공 및 충격의 소성변형 시 고강도 조직(마텐사이트)으로 변태되어 충격을 흡수하는 특성을 활용한 강이다.

Google Image 자동차 강재

Google Image 초고장력강 Coil

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