“연비 높여라” 1g이라도 더 가볍게… 자동차강판은 진화중

기아자동차가 지난해 8월 출시한 신형 쏘렌토에는 초고장력 강판이 53% 사용됐다. 초고장력 강판은 일반 강판보다 무게는 10% 이상 가볍지만 강도는 2배 이상 높아 차의 안전성과 주행성능을 동시에 끌어올릴 수 있다. 포드가 지난해 말 미국에서 출시한 픽업트럭 F-150은 차체의 많은 부분을 알루미늄으로 만들었다. 덕분에 차량 무게는 약 320kg 줄고 연료소비효율은 기존 모델보다 최대 29% 개선됐다.

자동차 강판이 진화하고 있다. ‘더 가볍고 더 강하게’가 목표다. 각국의 연비 규제가 갈수록 강화되면서 자동차업체들은 차량을 1g이라도 가볍게 하는 데 주력하고 있다. 이에 따른 철강업체들의 전략은 두 가지다. 구조보강재 같은 내판재의 강성을 매우 높여 기존보다 더 얇은 강판을 써도 되게 하거나 외판재로 쓸 혁신적으로 가벼운 소재를 만들거나.

내판재로는 최근 초고장력 강판을 많이 쓴다. 초고장력 강판은 차업체에 따라 의미가 다르지만 현대·기아자동차의 경우 1mm² 면적의 강판을 잡아당겼을 때 60kg 이상의 힘을 견딜 수 있다는 뜻이다. 이를 납품하는 현대제철의 나광수 기술연구소 과장은 “과거에는 인장강도 기준으로 mm²당 45kg급 이상을 주로 썼다면 2010년부터 60kg급 이상을 많이 적용한다”며 “같은 힘을 버티지만 강판 두께를 더 줄여도 되므로 차 무게는 줄어든다”고 했다.

초고장력 강판은 mm²당 150kg급까지 상용화됐고 180kg급을 개발하고 있다. 현대·기아차가 지난해 출시한 LF 쏘나타, 제네시스, 카니발은 모두 초고장력 강판을 차체의 절반 이상(각각 51%, 51.5%, 52%) 사용했다. 2018년 이후로는 62%까지 사용할 방침이다.

현대제철은 기술연구소에서 성형성이 좋고 강도도 높은 다상복합조직강(AMP강)을 개발 중이라고 설명했다. 보통 성형성이 좋은 강판은 강도가 약해서 보강재를 덧대야 해 차량 무게가 무거워지는 단점이 있다. 나 과장은 “AMP강은 강도는 mm²당 80kg급 이상인데 성형성은 45kg급”이라고 말했다.

외판재로는 비철소재가 잇따라 개발되고 있다. 포스코는 포르셰의 신형 911 GT3 RS 지붕에 마그네슘 판재를 세계 최초로 적용했다. 이로 인해 차량 무게가 이전 모델보다 약 10kg 줄었다. BMW의 플러그인 하이브리드 스포츠카 i8은 탄소섬유강화플라스틱을 사용해 공차 중량이 1485kg에 불과하다. 탄소섬유강화플라스틱은 중량이 철보다 50% 가볍다.

가장 각광받는 소재는 알루미늄이다. 중량이 철의 3분의 1이다. 지난해 아우디코리아가 출시한 A8은 차체 전체를 초경량 알루미늄으로 제조해 무게를 동급 차량보다 40% 정도 줄였다. 재규어코리아도 지난해 XE 차체 75% 이상을 경량 알루미늄으로 제조해 연비 성능을 동급 차량보다 20% 이상 개선했다.

철강업체들은 경량화 소재 개발에 열을 올리면서도 비철소재의 한계점을 언급한다. 강성이 매우 낮아 합금의 함유량이 높아질 수밖에 없고 철을 쓸 때보다 3배 이상 비싸다는 것. 포드 F-150도 평균 차량 가격이 2000달러(약 220만 원) 정도 인상됐다. 마그네슘은 철보다 5배 이상 비싸다.

결국 어떤 자동차 강판으로 경량화를 실현할지는 자동차업체의 선택이다. 현대제철 관계자는 “고급차는 외판재로 알루미늄을 많이 사용하고 대중적인 차는 내판재로 초고장력 강판을 많이 쓴다”고 말했다. 강태현 이트레이드증권 애널리스트는 “알루미늄은 가공이 어렵고 가격이 비싸 철을 완전히 대체하기는 어렵다”며 “철은 앞으로도 자동차 강판의 주 소재가 될 것”라고 말했다.

당진=최예나 기자 yena@donga.com