금속판

금속판(metal sheet , 金屬板)은 금속을 소재로 하는 판이다.

종류

철판

철판(iron plate, plate of iron)은 쇠로 된 넓은 조각으로 철로 만든 판재를 가리킨다. 자동차 외판은 0.7mm 혹은 0.8mm의 두께를 가진 철판이 주축을 이루며 노면으로부터 충격을 직접 받는 부분이라고 볼 수 있는 쇼바가 차체에 장착되는 부분에는 2.3mm 정도의 철판을 사용한다. 그리고 철판의 강도를 보완하기 위한 강화 철판은 1.2mm 에서 1.6mm 정도의 강판을 사용한다. 즉 자동차의 차체는 0.7mm 혹은 0.8mm의 큰 철판과 1.2t에서 1.6mm에 이르는 작은 철판 조각이 두 겹 혹은 세 겹씩 겹쳐 용접으로 결합하여 구성된다. 자동차의 철판은 두꺼우면 두꺼울수록 탑승자를 보호하기 용이하며 안전하다는 생각이 들 수도 있지만, 자동차 철판의 두께를 마냥 두껍게 할 수 없는 이유가 있다. 최근에는 자동차 연비를 높이기 위한 방편으로 경량화가 최대 과제로 떠오르면서 자동차 소재 분야에도 변화가 생겼다. 일부 내장재를 뺀 대부분의 부품을 철로 만들던 과거와 달리 가벼운 소재의 고장력강판 및 알루미늄의 사용이 증가되고 있다.

강판

강판(Steel Plate, Steel Sheet)는 강철로 만든 판재를 가리킨다. 강판은 강반 제품을 압연하는 방식으로 제조된다. 사용자의 소요에 비춰 쉽게 자르고 용접하여 다른 정밀 제품을 제작할 수 있다. 철강은 자동차 무게 중 50% 이상을 차지하는 핵심 소재이며 자동차 강판의 주성분이다. 미국화학협회에 따르면, 중형차를 기준으로 1,809kg짜리 자동차에 926kg의 철강이 사용되고 있고, 그중 911kg이 자동차강판 무게라고 한다. 자동차강판은 자동차 보닛, 지붕, 문 등의 자동차의 기본 골격을 구성하는 바디 그리고 방향계와 구동부를 갖춘 자동차 하부 섀시에 쓰인다. 에어백 빼고 모든 곳에 있다고 할 수 있을 만큼 자동차 곳곳에서 튼튼한 뼈대 역할을 하고 있다. 하지만 강도가 높다고 해서 사람을 잘 보호할수 없다. 단순히 강도만 높은 자동차끼리 충돌하면 찌그러지지 않고 부서져 버려서 오히려 운전자와 보행자 모두 위험해질 수 있기 때문이다. 자동차 강판은 사고가 났을 때 자동차가 찌그러지면서 사람에게 전달되는 충격을 줄여주기 때문에 사람을 보호하려면 어느 정도 찌그러지는 것이 안전하다. 그렇다고 해서 자동차가 너무 많이 찌그러진다면 오히려 사람이 앉아 있는 좌석까지 그 힘에 밀려버려 사람을 다치게 할 수 있다. 그렇기 때문에 자동차강판은 탑승자의 충격을 줄이기 위해 적당히 잘 찌그러져야 하며 또 너무 찌그러지지 않아야 하기 때문에 고도의 기술적 설계가 필요한 부품이다. 여기서 중요한 것이 바로 자동차강판의 강도와 연성인데, 강도는 철강이 얼마나 단단한지 그리고 연성은 얼마나 잘 늘어나는지를 말한다. 강도와 연성은 보통 하나가 많으면 나머지 하나는 작은 반비례 관계를 가지고 있는데, 자동차 강판의 강도와 연성을 결정하는 성분인 탄소의 함유량에 따라 결정된다. 철과 탄소가 같이 이루어져 있는 강 속에 탄소가 많을수록 강의 특성 또한 단단하지만 작은 충격에도 쉽게 변하는 성질을 가지게되지만 반대로 반대로 탄소가 적을수록 강은 점점 유연해지게 되지만 단단한 정도 역시 떨어지게 된다. 즉, 단단함과 유연함, 두 마리 토끼를 모두 잡을 수는 없기 때문에 자동차의 각 부분에서 필요로 하는 특성마다 탄소 함량을 달리하여 사용하는 것이 일반적이다.

알루미늄판

알루미늄(Aluminum)은 주기율표에서 원자 번호 13번에 해당하는 화학 원소이다. 알루미늄의 원소 기호는 Al, 원자량은 26.981g/mol, 녹는점은 660.32℃, 끓는점 2519℃, 밀도는 2.7g/cm3이다. 알루미늄은 은백색의 가볍고 무른 금속으로. 지각 구성 원소로 8%를 차지하며 이는 철보다도 많은 양이며, 산소와 규소 다음으로 세번 째 많은 양이다. 알루미늄은 금속 중 밀도가 낮은 금속에 속한다. 순수한 알루미늄은 반응성이 매우 좋다. 표면에서 발생하는 부동화(passivation) 현상으로 인해 외부 환경에 따른 부식에 저항성을 가진다. 금속공학 분야에서 알루미늄의 가장 큰 가치는 강도나 외관이 아닌 가벼움이다. 가볍고 연성이 높아 공정이 쉬우며 다양한 금속들과 합금을 형성한다. 자동차 업계에서 차량 경량화 기술에 대한 요구가 증가하고 있는 가운데, 알루미늄 소재는 기존 철강 강판의 1/3 무게로 강성과 안전성까지 갖춘 가장 적합한 대체 재로 주목 받고 있다. 알루미늄 압연 제품 제조기업 노벨리스의 발표에 따르면 미국 자동차 제조업체 포드(Ford)의 F-150 픽업트럭의 경우 전체 차체 내 알루미늄을 92%, 철강을 8% 비율로 사용해 기존 모델보다 중량을 300kg 이상 줄였다.

참고자료

• 〈금속판〉, 《국어사전》
• 〈파이어니어 금속판〉, 《위키백과》

같이 보기

• 금속
• 철판
• 강판

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