초고강도 니켈기 소재 - Rene 95

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. Rene 95는 고온 고강도 특성을 극대화하기 위해 개발된 분말야금(PM) 기반 니켈계 초합금입니다. 이 합금은 GE를 비롯한 항공기 제조업체들이 터빈 디스크와 블레이드, 고온 부품의 수명 향상을 위해 채택한 고성능 소재입니다.

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Rene 95 Powder

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기존 니켈 합금보다 높은 항복강도와 크리프 저항성을 확보하면서도 우수한 피로 저항 특성을 발휘해, 고부하·고속 회전 환경에 적합합니다. 특히 650°C 이상에서도 안정된 기계적 성능을 유지할 수 있어 고온 부품에 폭넓게 적용됩니다.

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Rene 95는 니켈(Ni)을 주성분으로 하며, 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 강화 원소가 균형 있게 조합되어 있습니다. 이 중 감마 프라임 형성을 위한 Al과 Ti의 비율은 기계적 강도를 결정짓는 핵심 요인입니다. Ta 역시 고온 안정성 강화를 위한 전략적 첨가 원소로, 석출 강화에 기여합니다. 조성의 정밀한 제어는 고온 피로 수명과 인성 확보를 위한 핵심 기술입니다.

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또한 분말야금 기술로 제조되며, 동질의 초미세립 조직을 형성합니다. 열처리 과정을 통해 고온강도와 파손 저항성을 극대화하는 것이 특징입니다. 일반적으로 솔루션 처리 후 복수 단계의 시효열처리가 적용되어, 균일하고 치밀한 결정 구조가 확보됩니다. 이러한 조직 안정성은 장기 고온 노출 시에도 고강도 특성을 유지하는 데 기여합니다.

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특히 인장강도와 항복강도 모두 매우 우수하며, 650~870°C의 고온 환경에서도 탁월한 기계적 안정성을 나타냅니다. 고온 크리프 수명도 길고, 피로 균열 성장 저항성이 높아 항공 엔진 부품에 적합합니다. 특히, 회전 부품에 요구되는 높은 인성과 피로 수명 확보가 가능하다는 점에서 고속 압축기 디스크나 터빈 디스크 등 핵심 부품에 사용됩니다.

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Rene 95는 항공우주산업을 중심으로 터빈 디스크, 고압 압축기 디스크, 고온 볼트, 블레이드, 링 부품 등 고온·고하중 부위에 사용됩니다. 군용 및 민간 항공기 엔진뿐 아니라 가스터빈 발전기에도 채용되어 고신뢰성이 요구되는 부품에 적합합니다. 최근에는 우주 항공 추진 시스템, 고성능 로터 등에도 그 사용 범위가 확장되고 있습니다. 또한 방위산업에서도 고온 안정성과 기계적 신뢰성이 필수인 분야에서 주목받고 있습니다.

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이 합금은 고가의 희소금속을 다량 포함하고 있어, 스크랩의 회수 및 재활용 가치가 매우 높습니다. 스크랩은 전처리 및 진공용해 과정을 통해 새로운 분말 소재로 재활용되며, 일부는 티타늄·니켈 기반 합금의 첨가제로도 활용됩니다.

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특히 니켈, 코발트, 탄탈륨, 몰리브덴 등 전략 금속은 고순도 상태로 회수되어 순환자원으로 재투입됩니다. 이를 통해 원가 절감은 물론, 전략 금속의 안정적 공급망 확보에도 기여합니다.

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고속 비행체(High-Speed Aircraft)

 

​Rene 95는 같은 계열의 PM 초합금인 Rene 88DT, Udimet 720, Inconel 718보다 고온 강도와 피로 수명이 우수하다는 평가를 받습니다. 특히 Inconel 718보다 700°C 이상의 고온 내구성이 뛰어나며, Udimet 720과 비교해도 더 긴 크리프 수명을 제공합니다.

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다만 가공 난이도가 높은 편이며, 열처리 조건 제어가 정밀하게 이뤄져야 최적 성능을 얻을 수 있습니다. 이로 인해 정밀 공정 기술이 필수적입니다.

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Rene 95는 향후 차세대 항공엔진의 고온·고압 운전 조건에 대응하기 위해 계속 주목받을 합금입니다. 미래 고속 비행체 및 우주 추진체계에서도 경량성과 고내열 특성을 모두 갖춘 소재로 활용 가능성이 높습니다.

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동시에 고부가가치 스크랩의 회수 및 정제 기술 역시 지속적으로 고도화되어야 하며, 이를 위한 전자빔 재용해(EBM) 등 첨단 재활용 기술도 함께 발전하고 있습니다. 전략 금속 확보 차원에서도 Rene 95의 재활용은 중요한 과제가 되고 있습니다.

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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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