철도차량 경량화를 위한 첨단 부품·소재 원천기술 개발 본격화
- 철도연, 재료연과 초경량 미래철도 원천기술 확보를 위해 손잡아 -

한국철도기술연구원(원장 홍순만, 이하 철도연)과 한국재료연구소(소장 강석봉, 이하 재료연)는 초경량 미래철도 부품·소재 원천기술 개발을 위한 융복합 연구협력 협약을 12월 13일 오전 11시, 경기 의왕시  철도연에서 체결했다.

이번 협약의 주요 내용은 금속소재 중 가장 가벼운 난연 마그네슘 합금을 적용하는 초경량 미래철도 부품소재 연구 및 기술 개발, 신교통 기술 개발을 위한 철도분야 신소재 연구, 연구성과 창출을 위한 융복합 연구 추진 등 양 기관 간 연구협력을 활성화 하는 것이다.

마그네슘 합금은 밀도가 1.74g/cm2로 스테인레스 스틸의 1/5, 알루미늄 합금의 2/3로 가장 가벼운 금속이지만, 강도가 낮고, 화재 발생의 위험이 있어 그동안 철도차량과 같은 수송기기 소재로 쓰이지 못했다.

※ 소재별 강도 및 발화온도   

하지만, 철도연과 재료연의 융복합 연구를 통해 마그네슘 합금의 강도를 지금보다 150% 이상 향상시키고, 발화온도를 기존 550oC에서 750oC 이상으로 200oC 이상 향상시켜 구조 강도와 화재안전성이 동시에 확보된 가볍지만 더욱 견고한 철도차량용 새로운 소재가 개발되고 있다.

개발 중인 철도차량용 마그네슘 합금 소재는 알루미늄 차체보다 약 30% 정도 가벼워져 2층 고속열차에 적용될 경우 승객이나 화물 수송 용량을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

한편 이 기술을 고속철도 차량에 적용하면 차량이 가벼워져 레일 및 구조물에 대한 하중 감소로 레일교체 비용을 10년간 100억원 절감할 수 있을 것으로 보인다. 또한 차량의 가속과 감속이 빈번한 도시철도차량에 적용하면 연간 200억 이상의 에너지 저감 효과가 기대된다.

앞으로 재료연은 진동, 충격, 고온의 내구성 등 소재의 내환경성을 확보하고, 화재에도 강한 난연 마그네슘 합금 소재의 원천기술을 개발하고, 철도연은 난연 마그네슘 합금을 적용하는 철도차량 설계·제작 기술 및 화재안전기준 수립 등 미래 초경량 철도차량 기술 개발에 주력할 계획이다.

이와 함께 연구성과 창출과 융복합 연구 활성화를 위해 양 기관의 원장이 직접 참여하는 정보 및 기술 교류회를 정기적으로 개최하기로 했다.

재료연 강석봉 소장은 “재료연이 그동안 연구개발에 심혈을 기울여온 난연 마그네슘 합금 핵심 원천기술이 철도연과 함께 철도분야에 실용화할 수 있는 길이 열려 기쁘다.”고 밝혔다.

철도연 홍순만 원장은 “재료연의 훌륭한 난연성 마그네슘 합금 원천기술이 철도연에서 실용화돼 철도 부품·소재는 물론이고, 철도차량의 수출 경쟁력이 더욱 향상시킬 것이다.”고 전했다.