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배규열(Gyuyeol Bae),정보영(Bo-Young Jeong) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
본격적인 전기차 시대를 대비하여 자동차 경량화 니즈는 지속 증가하고 있으나, 다각적인 구동 에너지원 검토와 함께 전기차 배터리 성능 또한 지속적으로 향상될 것으로 예상되고 있어 자동차 산업에서 가격 및 재활용에 강점을 갖는 강재의 적용은 꾸준히 유지될 것으로 기대된다. 그동안 연비와 안전성 측면의 차체 및 부품 고강도화 및 경량화 요구는 지속되어 왔으며, 특히 자동차 샤시/프레임류에 적용되는 강종은 인장강도 540~590MPa급 강재가 주를 이뤄왔고, 최근 780MPa급 강재의 적용이 확대되고 있으며, 전기차 또는 중대형 SUV와 같이 경량화 및 강성 보강이 요구되는 경우, 980MPa급 이상의 기가스틸을 적용한 부품 개발이 진행되고 있다. 그러나 기가스틸에 통상적으로 적용해온 용접재료와 현재까지 상용화된 초고강도 용접재료 적용시 충분한 용접금속 강도와 용접부 피로특성을 확보하기 곤란한 한계를 보이며, 특히 건설/중장비용으로 상용화된 용접재료의 경우 자동차 산업에서 지나친 제조원가의 상승 요인이 되어 적용이 용이하지 않은 한계를 지닌다. 본 연구에서는 상술한 제반 이슈를 해결하고자 POSCO GIGASTEEL에 강도 Grade별 상용화 용접재료 적용을 검토하고, 용접부의 물성을 비교하였다. 용접재료의 경우, C,Mn,Si,Cr,Ni,Mo 및 microalloying 효과를 고찰하여 용접금속의 강도 및 인성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 침상형 하부 베이나이트 클러스터와 침상형 페라이트의 치밀한 복합 미세조직을 갖는 interlocked nature 구현을 검토하였다. 또한 EBSD 및 TEM을 통한 용접금속 미세조직 분석과 함께 인장/굽힘피로 및 고속인장특성을 평가하였으며, XRD(XSTRESS)를 통해 용접부의 잔류응력을 측정하였다. 이를 통해, GIGASTEEL용 New Generation 용접솔루션 개발을 모색하였다.
배규열(Gyuyeol Bae),박기태(Gitae Park),정보영(Bo-Young Jeong) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
전기차 대중화 시대의 변화 및 영향, 즉 비용 경쟁력, 경량화, 설계자유도 및 충돌안전성 등에 종합적으로 대응하기 위해 차세대 철강소재의 개발과 함께 기가스틸을 기반으로 한 통합솔루션의 개발 요구가 증가할 것으로 예상된다. 소재 측면에서는 준안정 오스테나이트의 마르텐사이트 변태를 활용한 변태유기소성(Transformation Induced Plasticity) 특성과 잔류 오스테나이트상의 도입을 통해 기가스틸의 강도와 연신율을 동시에 향상시키는 전략의 소재 연구 개발이 진행되어 왔다. 또한 최근 Mn 첨가를 활용한 3세대강(GEN3 steel)이 출현하여 전기차용 차세대 부품 개발에 활용하기 위한 다양한 시도와 노력이 진행되고 있다. 그러나 통상적으로 적용해온 용접재료와 현재까지 상용화된 고강도 용접재료를 이러한 기가스틸에 적용시 충분한 용접금속 강도와 용접부 피로특성을 확보하기 곤란한 한계를 보여왔다. 따라서 본 연구에서는 인장강도 1.2GPa급 변태유기소성강(TRIP steel) 및 980MPa급 아연도금 XF강(eXtra Formable steel)을 대상으로 Gas Metal Arc Welding 특성을 평가하고 비교 검토하였다. 특히 0.5~1.0GPa급 강도 Grade를 갖는 4개 종류의 solid wire를 적용하여 용접부의 결함 및 강도 특성을 비교 평가하고, 이에 대한 합금성분의 영향을 검토하였다. 이와 함께 EBSD 분석을 통해 용접금속의 강도와 인성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 복잡하고 치밀한 침상형 구조를 갖는 미세조직의 구현을 위한 기초 분석을 수행하였다. 이를 통해 차세대 기가스틸 부품 개발을 모색하였다.
자동차 샤시부품용 고강도강재의 용접부 내구성능 향상기술 개발동향과 전망
배규열(Gyuyeol Bae),정홍철(Hongchul Jeong) 대한용접·접합학회 2017 대한용접·접합학회지 Vol.35 No.6
In general, welds of advanced high strength steel (AHSS) do not exhibit appreciable increase in fatigue strength unlike the base metal case. Thus, weld fatigue strength is insensitive to the steel type and grade of current AHSS. The use of AHSS for light-weighting must be accomplished by improving the fatigue performance of the weld joint. This article review original work and important new developments in the field of weld fatigue behavior of AHSS in terms of mechanical and metallurgical factors. This review surveys the experimental literature, summarizes the current technological concepts, and identifies the outstanding issues with improving the weld fatigue performance. Suggestions for the directions of future research on AHSS weld fatigue are offered.