양원석 현대자동차 박사
자동차 배출가스 저감 및 충돌안전성 개선을 위해 초고도강도강 적용 비율이 확대되고 있지만 이에 따른 수소취성 발생우려도 증대되고 있다.
다양한 자동차부품 제조공정에서 수소 혼입 가능성이 제기되고 있어 부품제조공정 변경시에도 사전 검토가 필요한 상황이다. 구조부에 사용되는 초고장력강에 수소취성이 발생해 크랙이 존재하는 상태에서 차량충돌이 발생하면 매우 심각한 문제가 될 수 있다.
이와 같은 이유로 전 세계 철강업체들과 자동차 메이커는 초고강도강의 수소취성 평가와 대응방안 연구에 많은 노력을 기울이고 있다.
수소취성평가는 수소투과시험(ISO17081)과 전기화학적으로 수소를 강재에 장입한 후 정응력을 인가해 파단유무를 확인하고 강재 내 수소량을 측정하는 규정(ISO16573)과 공정을 모사해 성형 및 용접, 전착도장을 실시한 후 저변형율시험(Slow Strain Rate Test)등 여러 방법들이 있다.
수소취성을 예방하는 가장 좋은 방법은 강재 표면에 수소원자가 형성되지 않게 하는 것이지만 자동차 부품제조 공정에서 핫스템핑 성형-용접-인산염-전착도장 등 수소 환원분위기가 형성되기 때문에 자동차 부식환경에서도 부식과정 중 수소가 발생하게 된다.
각 단계에서 재료파단을 유발하지 않는 임계수소량 [HC]과 환경중 발생하는 [HE]를 측정한다면 재료의 수소취성가능성을 미리 예측할 수 있는 만큼 국내에서도 산학연의 체계적 연구가 필요하다.