글쓴이 : 지누짱

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초내열합금의 개발동향
등록일자 2012-02-17
초록 ○ 초내열합금은 발전용 가스터빈 및 항공기 엔진의 블레이드 등의 추진기관에 주로 사용되고 있는 합금으로 내열 합금을 사용함으로서 열효율을 높일 수 있고 사용 수명을 높일 수 있어 보다 높은 내열성을 요구하게 된다.

○ 종래에는 내열합금 제조에 일반 제강에서 여러 내열원소를 합금하여 잉곳을 만들고 이를 단조하여 내열 재료를 만들었으나 이러한 제조방법은 잉곳 제조 시 합금의 편석으로 단조작업이 어렵고 합금에 한계가 있어 새로운 방법을 연구 개발하게 되었다.

○ 합금의 편석과 이물질 혼입을 방지하기 위한 방법으로 분말 야금법을 고안하게 되었고 제강에서 삼중 용해법을 고안 하게 되었으나 결정입계 제어(DS, SC화)와 탄화물 석출 강화형, γ'(gamma prime) 석출 강화형 등이 개발하게 되었다.

○ Ni기 초내열합금이 가장 보편적으로 많이 사용되는 합금이며 고온에서 기계적 강도와 내열 내산화성이 우수하다. 이 제품에는 Inconel, Incoloy, Nimonic, Mar-M 등을 들 수 있다. 이는 γ상(Ni고용체) 중에 γ‘상(Ni3Al규칙상)을 석출시키는 석출강화형 합금으로 고온에서 우수한 고온강도를 갖는다.

○ 우리나라에서는 한국기계연구소의 특수합금연구 구릅에서 미국항공우주재료규격(SAE, AMS)에서 요구하는 우수한 특성을 갖는 Ni기 초내열합금(Alloy 718)을 국산화 하는 데 성공하였다. 국산화를 통해 전량 수입에 의존하던 초내열합금 빌렛과 성형 가공품을 국내에서 국산화하게 되어 외화절감을 기대하게 되었다.

○ 그러나 고온 터빈기술은 제조사별로 기밀에 속하는 기술이어서 공개되지 않은 부문이 많고, 특히 용접분야에서는 용접부의 응고균열과 액화균열을 예방해야 하는 문제점 등이 있어 앞으로 많은 연구와 실용화기술이 필요한 분야라고 생각한다.

출처 RESEAT모니터링 보고서



천지산업, 가스터빈용 초내열합금으로 성장동력 확보
 엄재성 기자 승인 2019.11.14 18:35 댓글 0
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발전설비, 항공 및 방위산업 분야 수입대체 효과 기대
국내 정밀주조업계의 대표주자인 천지산업(대표이사 한민오)가 그동안 전량 수입에 의존하던 가스터빈용 초내열합금 기술 개발을 추진한다.

천지산업은 정부 출연금 132억7,800만원이 투입된 ‘고효율 화력발전을 위한 1600℃급 가스터빈용 초내열합금, 단결정 주조, 저열전도성 내열코팅 기술 개발’ 사업의 주관기관으로 선정되어 기술 개발을 주도하고 있다.

해당 사업에는 세원하드페이싱, 재료연구소, 한국세라믹기술원, 국민대학교, 창원대학교, 한국서부발전 등이 참여하고 있다.

천지산업 관계자는 “해당 기술 개발이 완료될 경우 가스터빈 신규부품 시장의 30%, 보수/유지 시장의 20%에 달하는 수입 대체 효과와 함께 현재 전량 수입에 의존하고 있는 단결정 초내열합금의 수입 대체가 가능하다. 또한 진공주조, 우주발사체 등의 분야에서 직간접적 사업화 누적 매출이 170억원에 달할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

또한 ▲고온핵심부품인 핫 파트(Hot Part) 기술 확보로 가스터빈 제작 자립화 ▲단결정 초내열합금 소재 개발을 통한 수입품 대체 및 해외시장 개척 ▲극한 환경에 사용되는 니켈계 내열합금 소재 개발 등에 활용 ▲항공기 엔진 부품의 국산화와 수명 향상, 효율 증대 등에도 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

한편 1974년 국내 최초의 정밀주조업체로 출범한 천지산업은 업계의 리딩 컴퍼니로 정밀주조 시장 개척에 주도적 역할을 해오고 있다. 또한 1980년대부터는 해외시장을 개척하여 미국, 캐나다, 독일, 일본, 싱가포르 등에 생산량의 65% 이상을 수출하고 있다.

산업용 기계부품과 자동차부품, 원자력 발전용 부품, 방위산업 및 항공산업용 부품, 우주발사체 부품 및 가스터빈 부품, 인공관절용 주조품 등을 생산하고 있는 천지산업은 지난 2015년 중소벤처기업부로부터 뿌리기술 전문기업 인증을 받은 뿌리업계의 선도기업이다.

일반적인 강재 외에 알루미늄, 슈퍼 듀플렉스, 탄소합금, STS, 니켈합금, 구조용 공구강, 듀플렉스, 내열강, 코발트합금, 타이타늄 등 다양한 고부가가치 소재를 활용하여 1만4천종에 달하는 정밀주조품을 양산해 온 천지산업은 국제적 경쟁력을 인정받은 강소기업으로 자리매김해 왔다.


2012년글에서 한계로 지적된 부분을 2019년에 국책사업으로 추진했네요.  한국이 소부장분야에서 아직 열세지만 1) 울나라 대학에서 관련학과에 최고급인재들이 성장하고 있고 2) 정부지원이 확실하며 3) 프론티어 기업들 수준이 높고 4) 글로벌시대에는 시장이 넓으며 5) 다양한 연관시장이 있다는 점에서 일천한 이력을 가진 한국도 급속히 발전할 거라 믿습니다.