차체구조용 핵심 소재…현대차 등 실차 적용 테스트 중

고강도·고성형성 동시 구현, 내년 양산 목표

현대제철이 10년 넘게 개발해 온 차세대 자동차 강판이 상업화를 눈앞에 두고 있다.

고강도와 고성형성을 모두 갖춘 3세대 강판은 차체 구조용 부품에 적합한 소재로, 현재 현대차그룹과 글로벌 완성차 업체들과의 협력 아래 성형성 테스트가 진행 중이다.

현대제철은 당진 2냉연공장의 PL/TCM(연속산세압연설비)과 도금 라인 사이에 새로운 열처리 설비를 설치했다. 이곳은 현대제철의 3세대 강판 제조 핵심 공정으로, 고수소를 활용해 열을 빠르게 식히는 기능이 탑재됐다. 이 열처리 설비는 달궈진 판재를 초당 50℃ 이상으로 급속 냉각(퀜칭)하여 페라이트와 중간 경질의 템퍼드 마르텐사이트와 성형성과 고강도를 동시 충족하는 잔류 오스테나이트가 공존하는 미세조직을 만든다.

신규 열처리 설비는 3세대 강판 외에도 ‘1.5㎬ MS(Martensitic)강판’과 탄소 저감 강판 생산에도 보탬이 될 수 있다. 1.5㎬ MS강판은 높은 강도를 확보하기 위해 제조공정 중 급속 냉각과정을 무조건 거쳐야 한다. 고로재가 아닌 복합공정 프로세스와 전기로로 만들어진 소재라도 기능적 문제는 없다는 판단이다.

3세대 강판은 이전 세대 강판과 비교하면 진화의 폭이 뚜렷하다. 1세대 고장력강은 비교적 연성이 높지만 강도가 낮았고, 2세대 초고장력강은 강도는 높았으나 성형성이 떨어졌다. 반면 3세대 강판(3rd Gen AHSS)은 두 가지 특성을 모두 확보했다. 강도는 1.2㎬급으로 기존보다 높지만, 연신율(ER)은 유지돼 복잡한 부품 형상에도 대응할 수 있다. 충돌 시에는 단단하게 버티면서도 균일하게 구겨져 충격 에너지를 흡수한다.

이러한 특성 덕분에 3세대 강판은 차체 하중을 지탱하는 프론트 사이드 멤버, 루프 사이드, 센터 필러, 범퍼빔 등 자동차의 핵심 구조 부품에 적용할 수 있다. 현재 현대·기아차를 비롯한 글로벌 완성차 업체들과 협력하며 성형성 및 충돌 내구 테스트를 진행 중이며, 모든 평가가 마무리되는 대로 2026년 본격 상업화에 돌입할 예정이다.

현대제철은 강판 개발뿐 아니라 제조 과정의 탄소 감축에서도 발 빠르게 움직이고 있다. 최근 현대자동차와 공동으로 개발한 N.S.R(Normalizing + Stress Relief) 열처리 기술은 기존 구상화 열처리의 비효율을 근본적으로 개선한 공정 혁신이다.

기존 구상화 열처리는 냉간단조용 강재의 조직을 부드럽게 만들기 위해 30시간 이상 장시간 가열해야 했지만, N.S.R 기술은 두 단계를 결합해 공정시간을 8시간 이내로 단축시켰다. 두 공정을 조합해 시멘타이트(탄화철, Fe₃C) 입자를 미세하고 균일하게 분포시킨 것이 핵심으로, 강도의 균일성을 확보하면서도 탄소 배출을 약 40% 줄였다.

이 공정은 실제 자동차 차동기어 냉간단조 부품에 처음 적용돼 30만㎞ 주행 내구 시험을 통과했고, 올해 12월부터 투싼·쏘나타·아반떼 등 주요 차종에 본격 적용할 예정이다. 양산에 적용하면 연간 약 24억 원의 원가 절감과 1,624톤의 탄소 배출 감소 효과가 기대된다.