세아슈퍼알로이트크놀로지 템플공장 생산 임박
‘IN 625’ 등 니켈·코발트 기반 초합금 6종 선보여
후공정 진출 없이 소재 공급 집중 예정
세아베스틸지주가 특수합금 사업을 본격화하며 니켈 및 코발트 기반 초합금 제품군을 대거 선보였다.
세아베스틸지주의 미국 특수합금 자회사 세아슈퍼알로이테크놀로지스(SeAH Superalloy Technologies, 이하 SST)는 템플 공장의 생산 개시가 가까워짐에 따라 최신 초합금 제품인 주조 주괴를 공개했다.
지난 6월 3D프린팅용 금속분말을 공개했던 SST는 최근 니켈계·코발트계 초내열합금 주조 잉곳(Cast Ingot)을 제품군에 추가했다. 미국 텍사스주 템플 공장 가동 시점에 맞춰 잉곳 생산에 들어갈 계획이다.
주조 잉곳은 녹인 금속을 주형에 부어 굳힌 반제품이다. 이후 단조나 정밀주조 같은 가공을 거쳐 최종 부품이 만들어진다. 완제품이 아니라 부품 제조사에 공급하는 소재다.
SST는 다양한 합금 조성과 직경, 길이로 공급할 계획이다. 적용 분야로는 항공우주와 발전, 정밀주조, 산업용 제조를 제시했다. 니켈·코발트계 초내열합금은 고온·고압에서도 강도와 내식성을 유지해 항공기 엔진 터빈 블레이드와 발전용 가스터빈, 우주 발사체, 방산 부품에 쓰인다.
주요 제품군을 살펴보면 우선 ‘IN 718’은 감마 프라임 및 감마 더블 프라임 상에 의해 석출 강화되어 우수한 크리프 저항성과 중간 온도에서의 강도를 제공한다. 원래 단조 디스크 및 구조 조립품용으로 개발된 주조 ‘IN 718’은 가공 및 폐기물을 줄이고, 더욱 복잡한 설계 특징을 구현할 수 있으며, 용접 수리가 가능하다. AMS 5383 및 다양한 OEM 사양을 충족하는 이 소재는 항공우주, 방위 및 산업 분야에 널리 사용된다.
‘IN 625’는 고용체 강화 합금으로, 탁월한 내식성과 고온 안정성을 자랑한다. 높은 크롬 및 몰리브덴 함량 덕분에 강도와 내식성이 결합된 ‘IN 625’는 가스 터빈 엔진과 같은 고온 부식 환경은 물론 화학 공정 및 해양 분야에 특히 적합하다. AMS 5401 및 다양한 OEM 규격을 충족하는 ‘IN 625’는 광범위한 구조 및 케이싱 부품에 사용된다.
탄소 함량을 낮춘 ‘IN 738C’의 정제 버전인 ‘IN 738 LC’는 향상된 용접성과 일관된 기계적 특성을 제공하여 등축정 및 방향성 응고 터빈 블레이드 주조에 모두 적합하다. 균형 잡힌 크롬 및 내화 원소 함량으로 우수한 크리프 파괴 수명과 함께 1종 및 2종 고온 부식에 대한 저항성을 제공한다. AMS 5410 인증을 획득하고 MSRR 7173의 지원을 받는 ‘IN 738 LC’는 산업용 및 항공기용 가스 터빈의 주요 블레이드 합금이다.
‘MAR M 247’은 감마 프라임 함량이 높은(~62%) 합금으로, 내화성 원소 함량이 높아 산화 저항성과 안정성이 우수하며, 얇은 벽 두께와 복잡한 형상으로 주조할 수 있다. PWA 1447, PWA 1489, EMS 55447 및 DMD 9013-32 규격에 따라 인증되었으며, 항공우주 및 산업용 가스터빈 분야에서 높은 고온 성능이 요구되는 터빈 블레이드 및 베인에 사용된다.
‘Rene N515’는 레늄 함량을 1.5%로 낮춘 단결정 니켈계 초합금으로, 레늄이 전혀 없는 합금과 2세대 완전 단결정 합금의 중간 위치에 있다. 레늄은 감마 매트릭스의 고용체 강화를 통해 크리프 저항성을 향상시키며, 낮은 함량은 레늄 함량이 3%인 합금에 비해 원자재 비용을 절감하는 효과를 가져온다. C50TF130 규격에 따라 인증된 ‘Rene N515’는 첨단 항공우주 및 산업용 가스터빈 엔진의 고압 터빈 블레이드와 1단 노즐 가이드 베인에 적합하다.
‘Rene N5’는 레늄을 함유하여 고용체 감마 매트릭스 강화를 통해 1세대 단결정 합금 대비 1,000°C 이상의 고온에서 크리프 파괴 저항성을 크게 향상시켰다. GE에서 개발한 이 합금은 GE의 H급 및 FB급 산업용 가스터빈의 고압 터빈 블레이드와 1단 노즐 가이드 베인뿐만 아니라 첨단 군용 및 상업용 항공 엔진에도 사용된다. C50TF87 인증을 획득한 ‘Rene N5’는 가장 널리 사용되는 2세대 단결정 합금 중 하나이다.
‘PWA 1484’는 레늄을 첨가하여 감마 매트릭스를 고용체 강화함으로써 1세대 합금에 비해 1,000°C 이상의 고온에서 크리프 파괴 수명을 크게 향상시켰다. 또한 높은 탄탈륨 및 하프늄 함량은 장기간 사용 시 산화 저항성과 상 안정성을 제공한다. PWA 1484 규격에 따라 인증된 이 합금은 최고 온도 성능이 주요 설계 요소인 첨단 군용 및 상업용 항공 엔진의 고압 터빈 블레이드에 사용된다.
SST 존 럼프(John Lumpp) 영업 및 마케팅 담당 부사장은 “당사는 주조 잉곳 생산을 시작함으로써 고객을 지원할 수 있는 방식을 확대하게 되었다. 단순히 새로운 제품을 추가하는 것이 아니라, 고객의 요구가 변화함에 따라 이를 지원할 수 있는 역량과 기술 자원을 갖춘 신뢰할 수 있고 협력적인 소재 파트너가 되기 위한 우리의 노력을 더욱 강화하는 것”이라고 강조했다.
한편 미국 초내열합금 시장은 대형 업체가 소재 생산부터 후공정까지 아우르는 수직계열화 구조가 일반적이다. 반면 SST는 선발주자인 미국 대형 업체들과 달리 후공정에 진출하지 않고 소재 공급에 집중해 고객사와 불필요한 경쟁 관계에 놓이지 않고, 이들과의 협력을 통해 성장동력 확보에 주력한다는 계획이다.