재료공학 이론만으로는 설명할 수 없는 것이 바로 현장에서의 재료 선택입니다.
같은 조건에서도 비용, 가공성, 유지보수, 용도별 요구 특성에 따라 금속 재료의 선택은 크게 달라집니다.
이번 글에서는 철강과 비철금속을 어떤 기준으로 선택하는지, 실제 산업 사례를 중심으로 정리해보겠습니다.
1. 구조용 vs 경량용 – 목적에 따른 구분
가장 기본적인 판단 기준은 하중을 견뎌야 하는지, 무게를 줄여야 하는지입니다.
- 건축 구조물, 기계 프레임:
강도와 내구성이 중요한 경우 → 일반구조용 철강(SS400 등) 사용 - 항공기, 전기차, 경량 로봇 프레임:
경량화가 핵심인 경우 → 알루미늄, 마그네슘 합금
📌 실례:
전기차 제조사들은 차체 프레임은 철강으로 유지하면서도,
도어, 본넷, 루프 등은 알루미늄을 사용해 중량을 줄이고 연비를 향상시키고 있음.
2. 내식성 요구 수준에 따른 구분
금속이 물, 공기, 화학물질, 염분 등과 접촉하는 환경에서는 내식성이 핵심 선택 기준이 됩니다.
- 해양, 항만, 화학공정 설비 →
스테인리스강, 알루미늄, 니켈합금 - 옥외 기계프레임, 농기계 →
아연도금 강판(철강 + 방청), 내후성 철강(COR-TEN 등)
📌 실례:
해안 지역의 가로등 기둥은 일반 철강 대신 알루미늄 합금 혹은 스테인리스강을 사용해 녹 발생을 최소화함.
3. 전기·열 전도성 기준
전도성이 중요한 부품일 경우 선택지는 명확합니다.
- 전선, 케이블, 전기 접점 → 구리
- 히트싱크, 열전달 부품 → 알루미늄 (열전도 + 경량성)
- 저항재, 특수 전극 → 니크롬, 텅스텐 등 합금 사용
📌 실례:
PCB(인쇄회로기판) 배선은 전도율이 매우 높은 순수 구리를 사용하며,
전력기기 내부 버스바도 대부분 구리 또는 알루미늄으로 구성됨.
4. 생산 단가 및 수급 안정성
- 대량 생산 제품, 일반 산업 설비 → 철강 선택
- 고부가가치 소형 부품, 민감 환경용 부품 → 비철금속 선택
철강은 단가가 저렴하고 수급이 안정적이며, 공급 인프라가 잘 갖춰진 범용 소재입니다.
반면 비철금속은 특정 성능에 특화돼 있으나 원자재 가격이 민감하고, 수입 의존도가 높아 전략적으로 사용됩니다.
📌 실례:
대형 건축물 외장 마감재는 비용 때문에 철강 도장판으로 마감하고,
고급 주택이나 브랜드 상가는 부식 방지를 위해 알루미늄 복합 패널을 채택함.
5. 유지보수 주기 및 환경 적응성
- 정비 주기 짧아도 괜찮은 현장 → 철강 (도장·도금 전제)
- 장기 무정비가 요구되는 곳 → 스테인리스, 알루미늄, 니켈합금
📌 실례:
도심 교량이나 철탑은 유지보수가 가능한 구조로 설계되고,
고산지대·도서지역에는 자체 내식성이 높은 재료가 선호됨.
마무리
철강과 비철금속은 서로 대체 가능한 경쟁재료가 아니라, 용도와 환경에 따라 구분하여 사용되는 보완적 자원입니다.
현장에서의 선택 기준은 단순한 재료 물성이 아니라, 현장 조건, 유지관리, 수명주기, 가공성, 예산 등
다양한 요소를 반영한 실용적인 판단에 기반합니다.
재료 선택의 핵심은 “가장 좋은 금속이 아닌, 가장 적합한 금속”을 고르는 데 있다는 점을 잊지 말아야 합니다.
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