고장력강(high tensile steel, 高張力鋼)은 보통강보다 인장강도가 강한 강으로 인장강도가 50kg/㎟ 이상인 강을 의미한다. 0.2% 정도의 탄소를 함유한 탄소강에 규소, 망간, 니켈, 크롬, 구리 등을 첨가하여 성능을 향상시킨 것으로 하이텐이라고도 한다.[1]
개요
고장력강은 항장력(抗張力) 즉 인장강도 50kg/㎟ 이상, 항복점 30kg/㎟ 이상으로 용접성 노치 인성 등에 우수하고 탄소량이 0.2% 이하인 구조용강이다. 고장력강 중에서 인장강도가 50～60kgf/㎟인 탄소강은 보통강으로 그 이외의 탄소강 및 합금강은 특수강으로 분류된다. 후자는 저합금고장력강(低合金高張力鋼: strength low alloyed steel)이라고도 부른다. 고장력강은 보통강보다 더 얇은 두께로 같은 무게를 버틸 수 있어 길이가 긴 대교(長大橋) 등 대형구조물에서는 대형화에 따르는 과중화 경감을 위해 자동차, 선박 등에 경량화와 환경오염 저감을 위해 사용량이 증가하고 있다. 강도 레벨, 용도 등에 따라 50kgf/㎟급, 60kgf/㎟급, 70kgf/㎟급, 80kgf/㎟급, 100kgf/㎟급, 내후성, 저온용, 내마모성, 내해수성, 내황산성 등의 종류가 있다.[2]
고장력강은 건축, 교량, 선박, 차량, 기타 구조물 및 압력 용기용으로 사용한다. 특히 고장력강은 차체 경량화를 위한 목적으로 쓰인다. 차체는 차량 중량의 약 30% 이상을 차지하기 때문에 경량화 효과는 크다고 할 수 있다. 하지만 인장강도가 높기 때문에 차체의 판두께를 줄여서 경량화를 달성시킬 수 있지만 가공이 어렵고 용접성이 떨어지며 형태의 수명이 저하된다는 단점이 있다. 차체 경량화를 위한 자동차용 고장력강판은 1970년대부터 사용됐다. 오일쇼크로 연비규제가 강화되면서 경량화 필요성이 대두된 것이다. 그 후 복합조직강 및 P첨가강이 개발되면서 자동차 내외판 등에 사용되기 시작했다.[3]
자동차에는 여러 가지 재료가 사용되고 있는데 그 가운데서 가장 높은 비율을 차지하는 것이 바로 철이다. 이러한 철 재료는 자동차 중량의 60% 이상을 차지하고 있으며 특히 차체의 대부분에 사용되고 있다. 자동차는 갈수록 강화되고 있는 환경규제 및 연비규제에 대한 대응 및 차체 강성 강화를 위해 다양한 소재가 적용되고 있다. 철강소재도 연강은 물론 고장력 및 초고장력 강판 사용비중을 차체의 50~70% 이상 적용한 차들이 잇달아 출시되는 등 적용비중이 증가하고 있다. 자동차의 차체에 고장력 강판을 사용하게 된 것은 오일쇼크로 인한 저연비화, 경량화가 강하게 요구된 시점부터다. 고장력 강판은 동일한 두께에서 보다 더 강도가 높은 강판으로서 인장강도가 40~50kg/mm² 이상이며 충돌 안전구조를 사용하는 차체에는 일부에 100kg/mm² 이상의 초고장력 강판(Ultra High Strength Steel)도 사용된다.
[4]
용도
50kgf/mm²급은 열간압연인 채 또는 불림상태로 쓰이는 소위 비조질고장력강(열처리)으로 용접성이 좋아 차량, 선박, 교량, 석유나 천연가스의 라인파이프 등에 쓰인다. 제조법에 제어압연으로 불리우는 일종의 가공열처리가 있다. 60kgf/mm²급은 담금질 뜨임으로 쓰이는 소위 조질형의 것과 비조질형의 것이 있다. 조질형은 고압용기, 석유탱크, 수압철관 등에 비조질형은 라인파이프, 보일러, 수압철관 등에 쓰이고 있다. 70kgf/mm²급 이상은 모두 조질형으로 산업기계. 대형차량, 라인파이프 등에 사용된다. 80kgf/mm²급은 대형 도시가스탱크, LPG탱크, 장대교 등에 쓰이고 100 kgf/mm²급은 로켓의 연료탱크, 대형 고압탱크 등에 쓰이고 있다. 내후성 고장력강은 P, Cu, Cr, Ni 등의 첨가로 대기 중에서의 부식에 대한 저항을 열거한 것으로 50kgf/mm²급, 60kgf/mm²급이 있으며 건축, 교량, 수문 등에 사용된다. 저온용 고장력강은 Ni을 소량 첨가하여 저온에서의 인성을 향상시켜 액화천연가스의 저장, 운반 용기, 냉동 탱크 등에 쓰인다. 내마모성 고장력강은 C, Si, Mn의 양을 높이거나 80kgf/mm² 급강의 뜨임 온도를 낮게 한 것으로 산업기계, 토목기계에 쓰인다.
관련 뉴스
각주
참고자료
같이 보기
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