철강 산업에서의 신소재 철강 종류 소개

왜 지금 신소재 철강이 주목받는가?

철강 산업은 오랫동안 표준화된 철강재 종류를 중심으로 발전해왔지만, 최근 들어 새로운 산업 요구와 글로벌 트렌드 변화에 따라 기존 철강의 한계를 보완하는 ‘신소재 철강’의 개발이 활발히 이뤄지고 있습니다.

특히 고강도·경량화·내식성·가공성·친환경성 등 다양한 특성을 복합적으로 요구하는 분야가 증가하면서, 철강 소재는 단순한 구조용 자재를 넘어 기능성 소재로 진화하고 있습니다.

예를 들어, 자동차 산업에서는 연비 개선과 충돌 안전성을 동시에 만족시키기 위해 초고장력강(Advanced High Strength Steel, AHSS)이 도입되었고, 건축 산업에서는 내진성, 내화성, 장수명화를 위한 신강종이 적용되고 있습니다.

또한 ESG 시대의 도래로 인해 친환경적 제조 공정과 재활용 가능성까지 고려한 소재 개발이 가속화되고 있으며, 전기차, 수소 인프라, 신재생에너지 구조물, 스마트 인프라 등 차세대 산업에 최적화된 신소재 철강의 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다. 특히 국내 주요 제강사는 적극적으로 ESG를 도입하여 제품을 생산하고 있습니다.

 

대표적인 신소재 철강 종류와 특성

 

신소재 철강은 기존 강종에 비해 물성, 성능, 적용 범위에서 혁신적인 특징을 갖고 있습니다. 주요 신소재 철강은 다음과 같습니다:

• 초고장력강 (AHSS)
  인장강도가 780MPa 이상인 고강도 강판으로, DP(Dual Phase), TRIP(Transformation Induced Plasticity), CP(Complex Phase), Martensitic 강 등으로 분류됩니다. 자동차 차체 경량화와 충돌 안전성 확보를 동시에 만족시킴
• 경량화 강재 (TWIP, L-IP, 3세대 AHSS)
  TWIP(이방성 가공 강화 강재)는 고강도이면서 연성이 뛰어나 자동차 측면 충돌 부위에 적합하며, 3세대 초고장력강은 고강도·고연성의 조화를 이루는 신개념 강재
• 내식성 고합금강 (High Corrosion-Resistant Steel)
  해양구조물, 화학플랜트, 터널 라이닝 등에 사용되며, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 등을 조합하여 강력한 부식 방지 성능 확보
• 내열강 (Heat-Resistant Steel)
  500℃ 이상의 고온 환경에서도 물성이 유지되는 강종. 발전소 보일러, 제철소 설비, 엔진 부품 등에 사용됨
• 수소저장용 강재 (Hydrogen-Resistant Steel)
  수소차 연료탱크, 수소 이송배관, 수전해 장치 등에 적합한 내수소 취성(Hydrogen Embrittlement) 저항성이 높은 강재
• 스마트 철강 (Sensor Embedded Steel)
  철강 표면이나 구조체 내부에 센서, 신호체계를 내장하여 구조물 상태를 실시간으로 모니터링 가능하게 하는 신개념 재료

이러한 신소재 강종은 특정 산업군에서 기존 소재로는 해결할 수 없던 과제들을 해결하고, 동시에 경제성과 환경성을 확보하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다.

 

산업별 신소재 철강 적용 사례

 

신소재 철강은 다양한 산업에서 실제로 상용화되고 있으며, 아래와 같은 방식으로 활용되고 있습니다:

• 자동차 산업
  • 현대차, 기아, GM 등은 AHSS와 TWIP를 차체 및 섀시에 대거 적용하여 중량을 줄이면서도 안전성을 확보
  • 전기차 배터리 케이스에 SUS304L, 316L 등 고내식 스테인리스강 사용
• 건축 및 인프라
  • 포스코 ‘PosMAC’은 3배 내식성을 가진 고내식 합금도금강판으로, 옥외 구조물·태양광 구조물에 채택
  • 내진용 SN강과 고강도 H형강은 고층 빌딩과 교량 건설에 필수적
• 에너지 산업
  • 풍력·태양광 구조물에 내식성과 강도가 강화된 GL강판과 HARDOX 계열 사용
  • 원자력 발전 설비에는 방사선 저항성과 고내열성을 가진 내열강 적용
• 수소 인프라 및 친환경 모빌리티
  • 수소 저장탱크에는 고압을 견디는 복합 소재와 내수소취성 철강을 병행 적용
  • 수소 배관에는 저합금강이나 니켈계 스테인리스강 사용으로 내구성과 안전성 확보
• 스마트 인프라
  • 교량, 터널 등에 스마트 철강을 도입해 진동, 균열, 응력 상태를 실시간 모니터링하여 유지보수 효율화

이처럼 신소재 철강은 단순히 ‘강한 철’이 아니라, 산업 맞춤형 기능성을 갖춘 전략 소재로 산업 경쟁력 향상에 기여하고 있습니다.

 

기술 개발 동향과 주요 철강사 전략

 

신소재 철강의 개발은 기술력과 생산 인프라가 요구되므로, 국내외 철강사들은 적극적인 연구개발(R&D)과 상용화 전략을 추진하고 있습니다:

• 포스코
  • ‘GIGA STEEL’ 브랜드로 고강도 초고연성 강재 개발
  • 수소 환원제철 공정(HyREX) 기반 친환경 강재 라인업 구축
  • PosMAC(고내식 합금강판), PosART(디자인 컬러강판) 등 제품군 확대
• 현대제철
  • 자동차용 초고장력강, 수소차용 내압강재, 전기강판 개발에 집중
  • 신재생 인프라 전용 구조강 출시
• JFE, NSSMC(일본)
  • LIP, TRIP 강 등 자동차용 신강재 기술 선도
  • 해양플랜트·조선용 고합금강 기술 경쟁력 확보
• 아르셀로미탈(ArcelorMittal)
  • AHSS 및 전기차용 전기강판 분야 글로벌 선두주자
  • 탄소 중립형 강재 생산 위한 혁신적 전기로 및 스크랩 재활용 기술 투자

기술개발은 단순 소재 개발을 넘어서서 생산 기술, 설계 해석, 용접 기술 등 통합적 관점에서 추진되고 있으며, 이는 철강업계 전반의 미래 생존 전략과 직결되어 있습니다.

신소재 철강의 미래 전망과 실무 활용 가이드

 

신소재 철강은 단순히 기술적으로 진보된 재료가 아니라, 산업 간 융합을 통해 가치를 창출하는 핵심 플랫폼으로 발전하고 있습니다. 이에 따라 실무에서는 다음과 같은 방향으로 접근이 필요합니다:

• 설계자: 기존 도면에서 벗어나 AHSS, TWIP 등 신소재를 반영한 구조 해석 필요
• 구매/영업 담당자: 단가가 높더라도 경량화, 내식성 등 장기적 경제성을 고려해 고객 제안
• 생산/가공 담당자: 새로운 소재에 따른 절단·용접·성형 방식의 차이를 숙지하고 설비 대응
• 프로젝트 관리자: 신소재 사용 시 인증, 납기, 물류 등 통합 관리 체계 수립
• 환경·품질 담당자: EPD 인증, 탄소 저감 데이터 확보를 위한 자료 정리 필수

또한, 신소재 강종의 상용화는 곧 제품·프로젝트의 경쟁력 차별화로 이어지므로, 설계 단계에서부터 ‘기능 + 경제성 + 지속가능성’의 3박자를 고려하는 전략이 필요합니다.

 

신소재 철강은 철강 산업의 한계를 넘고, 미래 산업과 기술에 맞춰 진화하는 결정체입니다. 지금이 바로, 더 가볍고 강하며 지속가능한 철강을 고민하고 도입할 때입니다. 앞으로 어떤 새로운 제품이 생산되어 세상을 바꿀지 귀추가 주목되는 부분입니다.