산업 소재 : 고성능 합금 소재의 지속가능

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. 고성능 합금이란 고온, 고압, 고부식 환경에서도 탁월한 물리적·기계적 성질을 유지할 수 있도록 설계된 특수 금속 재료를 말합니다.

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​대표적인 소재로는 니켈 기반 슈퍼알로이(Inconel, Hastelloy 등), 티타늄 합금(Ti-6Al-4V, Ti-15Mo 등), 코발트 기반 합금 및 스테인리스 계열 특수강 등이 있으며, 항공우주, 원자력, 석유화학, 발전, 의료 및 자동차 산업 등에서 핵심 부품소재로 사용되고 있습니다. 이러한 합금은 복잡하고 극한의 작동 환경에서 장기간 사용되기 때문에, 제품 신뢰성과 수명 확보가 중요합니다.

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Hastelloy Alloy C-276

 

​글로벌 고성능 합금 시장은 2024년 기준 약 120억130억 달러 규모로 평가되고 있으며, 향후 연평균 68% 수준의 꾸준한 성장이 예상됩니다. 특히 항공우주 산업의 확장, 원자력 및 수소에너지 인프라의 증가, 전기차(EV) 및 하이브리드차(HV)의 보급 확대가 시장 수요를 견인하고 있습니다. 또한 신흥국의 산업화와 더불어 고온·내식 내열 합금 수요가 증가하고 있어, 아시아·태평양 지역이 가장 빠른 성장세를 보이고 있습니다.

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​특히 수소 경제의 부상은 고성능 합금 시장에 새로운 동력을 제공하고 있습니다. 수소 연료전지, 고온가스냉각로, 수소저장탱크 및 수전해 장비에는 고내식·고강도 합금이 필수적이기 때문입니다. 이에 따라 Hastelloy, Inconel, Monel, Ti-alloy와 같은 특수 합금의 기술개발과 수요 확대가 병행되고 있습니다.

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​항공우주 산업은 여전히 고성능 합금의 최대 소비처입니다. 항공엔진, 터빈블레이드, 배기시스템에는 고온과 피로에 강한 슈퍼알로이가 사용되며, 특히 니켈 기반 합금의 비중이 큽니다. 글로벌 항공운항 회복과 함께 여객기 및 군용기 생산량이 늘어날 것으로 보이며, 차세대 항공기용 소재의 고기능화가 수요를 이끌고 있습니다.

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​에너지 산업에서도 고성능 합금의 활용이 활발합니다. 원자력 발전소의 핵심 구성품, 화력발전소의 보일러 튜브 및 수소 생산 설비에는 고내식 고내열 소재가 요구됩니다. 특히 탄소중립 목표에 따라 재생에너지 기반 발전소의 확대가 예상되면서, 내구성과 안정성을 겸비한 고성능 합금의 채택이 증가하고 있습니다.

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​자동차 산업에서는 내열성과 강도를 동시에 갖춘 합금이 엔진, 배기계, 터보차저 등 고부하 부품에 적용됩니다. 최근 전기차 전환 흐름 속에서도 고에너지 배터리 및 모터 부품용 고기능 합금 수요가 새롭게 부상하고 있으며, 특히 열관리 및 자속제어용 특수 금속이 주목받고 있습니다.

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​고성능 합금에 사용되는 원소들은 대부분 희소하거나 특정 국가에 편중되어 있는 전략금속입니다. 니켈, 코발트, 몰리브덴, 텅스텐, 티타늄, 팔라듐 등은 자원 채굴보다 재활용이 더욱 경제적이며 환경 친화적이라는 점에서 중요성이 부각되고 있습니다. 특히 유럽과 미국, 일본 등 선진국은 고기능 스크랩 회수 및 정제 기술 개발에 주력하며 공급 안정성과 자원 순환 체계를 강화하고 있습니다.

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에너지 산업

 

​​이는 순환경제 실현에도 기여합니다. 산업 현장에서 발생하는 사용 후 부품, 절단 잔재 등은 고순도의 금속 함량을 유지하고 있기 때문에 고성능 소재로의 재투입이 가능하며, 이는 전체 원가 절감과 동시에 탄소배출 저감 효과도 발생시킵니다.

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​고성능 합금의 수요는 기술 진보와 함께 더욱 정교화되고 있습니다. 기존 합금의 미세조직 안정화, 나노구조 제어, 내산화 코팅기술, 3D 프린팅용 분말 합금 개발 등 첨단 기술이 시장의 고도화와 함께 병행되고 있습니다.

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​예를 들어, 항공엔진 부품의 경우 기존 주조 합금에서 탈피하여 분말야금 방식의 고성능 합금 개발이 증가하고 있으며, 고순도, 고강도, 고균질성을 갖춘 신소재가 각광받고 있습니다. 앞으로는 AI 및 빅데이터 기반 소재 설계, 친환경 공정 도입, 리사이클링 효율 향상이 고성능 합금 산업의 핵심 경쟁력이 될 것입니다.

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​결론적으로, 고성능 합금은 단순한 산업 소재가 아니라, 미래 전략산업의 필수 소재로 부상하고 있습니다. 글로벌 공급망 불안, 에너지 전환, 친환경 정책 등 복합적인 이슈가 작용함에 따라, 안정적인 공급 확보와 지속가능한 활용 방안이 중요해지고 있습니다. 따라서 각국 정부와 기업은 기술 혁신, 자원 재활용, 글로벌 협력 강화를 통해 고성능 합금의 지속가능한 순환 생태계를 구축해 나가야 할 것입니다.

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동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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