알루미늄이 철에 비해 강도가 더 센가요?
전기 자동차 테슬라의 내장을 알루미늄으로 만든다는 기사를 본 기억이 있는데요. 그이야기는 알루미늄이 차량 바디를 만들정도로 강도가 세다는 이야기인데요. 그렇다면 알루미늄이 철보다 강도가 더 센 금속인가요?
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
일반적으로 철은 알루미늄보다 강도가 높다고 알려져 있습니다. 철은 강철로 가공되어 더욱 강도가 높아질 수 있습니다.
그러나 강도는 재료의 특성에 영향을 주는 여러 가지 요소에 따라 다를 수 있습니다. 예를 들어, 합금 처리, 열처리, 미세 구조 등은 재료의 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 특정 상황이나 용도에 따라 알루미늄이 철보다 강도가 더 높을 수도 있습니다. 그러나 일반적으로 철은 알루미늄보다 강도가 더 높다고 할 수 있습니다.
안녕하세요. 염정흠 과학전문가입니다.
알루미늄은 철에 비해서 강도가 약합니다. 하지만 자동차에 알루미늄을 적절하게 잘 사용하면 승차감을 높일 수 있고 공차중량을 줄 일 수 있습니다. 테슬라가 알루미늄을 사용하는 것은 좀 다른 목적이 있습니다. 원래 차체를 만들 때 복잡한 용접이 필요한데 테슬라는 알루미늄을 녹여 용접이 필요한 차체를 단 하나의 부품으로 찍어내는 것입니다. 이것이 가능한 것은 테슬라 기가팩토리에서 다이캐스팅을 이용한 기가프레스를 사용한 생산 방법 때문입니다. 이러한 공정의 단순화로 생산단가를 최대 40%가량 절감할 수 있다고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 가볍습니다. 전기차는 배터리 무게가 무거워서 공차중량이 높은데 알루미늄 차체를 이용하면 무게를 줄여서 한 번 충전으로 조금이라도 먼 거리를 운행할 수 있게 해줍니다. 단점은 알루미늄이 철 보다 비싼데 단일 부품으로 만들어진 차체에 교체해야 할 정도의 손상이 발생하면 부분 교체가 안됩니다. 전체를 교환해야 하기 때문에 큰 비용이 발생합니다. 중국에서 테슬라의 기가프레스 기술을 도입하여 전기차를 만들었는데 이때 일부만 변경할 수 있도록 소규모 기가캐스팅 공법을 개발하여 이 문제점을 해결했습니다. 국내 자동차 회사도 테슬라의 기가팩토리를 벤치마킹하여 공정 개선에 나서고 있다고 합니다. 일본 토요타에서도 기가프레스 기술 도입을 검토 중이라고 합니다. 그리고 알루미늄은 철에 비해서 내구성이 낮습니다. 하지만 테슬라 모델Y 차량은 충돌테스트에서 최고점수를 받아냈다는 것은 사실입니다. 그만큼 안전도 고려하여 만든 것 같습니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
알루미늄과 철의 강도는 다양한 요인에 따라 달라질 수도 있습니다.
강도는 재료의 종류는 물론이고 조질, 인장강도, 내력, 경도 등의 요인에 따라 달라질 수 있습니다.
그러나 일반적으로 보면 알루미늄은 철보다 가볍지만 강하지는 않습니다.
즉, 강도로만 본다면 알루미늄이 철보다 약한 것이죠.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
알루미늄은 가벼움에도 불구하고 상당히 견고하며 내식성이 좋아서 바다나 화학 물질 등 부식 요인이 있는 환경에서 유용합니다. 또한 알루미늄의 밀도는 철의 밀도보다 훨씬 낮기 때문에 항공기와 같은 용도에서는 이런 경량화가 중요합니다. 따라서 어떤 금속을 사용할 것인지는 그 용도와 필요한 성질에 따라 결정됩니다. 강도만을 기준으로 본다면 철이 일반적으로 알루미늄보다 강하지만, 다른 많은 요소들을 고려해야 할 수 있습니다.