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가벼운데 튼튼하고 잘 늘어나기까지 하는 새로운 스텐인리스강이 국내 연구진에 의해 개발됐음. 이창훈 재료연구소 책임연구원이 이끄는 연구팀은 밀도를 17% 줄여 무게는 줄이면서도 인장강도는 1기가파스칼(GPa) 이상, 연성은 35% 이상인 경량 스테인리스강을 새롭게 개발했음.

‘녹이 슬지 않는 철(Stainless Steel)’인 스테인리스강은 부식 위험이 없어 가전제품, 각종 주방기기뿐만 아니라 자동차, 건축, 조선, 의료 분야 등 다방면에 사용됨. 하지만 철강이어서 다른 금속에 비해 무겁다는 고정관념이 있음.

또 최근 지구온난화에 대한 경각심이 커지면서 자동차를 가볍게 만들어 연비를 향상시키고 이를 통해 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있도록 가벼운 스테인리스강에 대한 필요성이 커지고 있음.

지금까지는 철강의 무게를 줄이기 위해 철에 가벼운 합금원소인 알루미늄을 첨가했음. 문제는 알루미늄을 많이 넣을수록 철강이 쉽게 깨져 10% 이상 첨가하기 어렵다는 점임.

연구팀은 전체 무게의 11.5~12%를 알루미늄으로 대체해 무게를 가볍게 만들면서도 깨질 위험을 낮추기 위해 망간(Mn) 20~30%, 탄소(C) 1.5%, 크롬(Cr) 5% 등의 합금원소를 추가해 이 문제를 해결했음.

특히 크롬을 첨가하면서 철강 표면에 알루미늄과 크롬 함량이 높은 산화층이 생성돼 스텐인리스강의 고유한 특성인 부식을 막는 역할도 여전히 뛰어난 것으로 확인됐음.

이 책임연구원은 “이번에 개발한 경량 스테인리스강은 스테인리스강이 가진 무게의 한계와 경량 철강이 가진 부식성, 취성의 문제를 동시에 해결했다는 점에서 의미가 크다”며 “스텐인리스강이 1910년대 처음 개발된 뒤 일상생활에 큰 영향을 미친 만큼 경량 스테인리스강도 다방면에 활용될 것”이라고 기대했음.

본 연구 성과는 ‘Scientic Report’ 지에 게재됨.