1. 서 론
2. 단결정 초내열합금의 개발동향
2.1. 세대별 합금의 조성과 특징
2.2. 단결정 초내열합금의 세대별 합금원소 가격 비교
3. 국내 단결정 초내열합금 개발동향
4. 결 론
1. 서 론
니켈기 초내열합금(Ni-based superalloy)은 고온에서 우수한 강도, 내산화성, 내부식성을 동시에 지니고 있어, 가스터빈, 항공기 엔진, 발전용 터빈, 선박용 추진 시스템 등 고온 환경에서 작동하는 핵심 부품 소재로 널리 사용되고 있다.1,2) 특히 항공산업은 전 세계 초내열합금 수요의 대부분을 차지하며, 발전 및 해양 분야로의 적용도 점차 확대되고 있다. 터빈의 열효율은 연소가스의 온도에 직접적으로 비례하므로, 터빈 블레이드의 내열 한계를 높이는 것은 연료 효율 향상과 온실가스 배출 저감을 위해 필수적인 기술 과제이다.3,4)
초기의 가스터빈 엔진은 상대적으로 낮은 온도에서 운전되었으며, 주로 단조 합금(wrought alloy)이 사용되었다. 그러나 고온에서 장시간 운전할 경우 크리프(creep) 변형과 산화 및 부식이 발생하여 성능 저하를 유발하였다. 1950년대 이후 정밀 주조(precision casting) 기술의 발전으로 블레이드 내부에 냉각 유로(internal cooling passage)를 형성할 수 있게 되었으며, 이를 통해 냉각 효율과 작동 온도를 동시에 향상시킬 수 있었다. 또한 주조 기술의 발달은 기존 단조나 압연 공정에서의 성형성 제약을 완화하여, 보다 다양한 합금 조성과 미세조직 설계를 가능하게 하였다.5)
정밀 주조 초기의 초내열합금은 다결정(polycrystalline) 상태로 제조되어 다수의 결정립계(grain boundary)를 포함하고 있었다. 결정립계는 일반적으로 낮은 온도에서는 강화 효과를 가지지만, 고온에서는 결정립계 미끄럼(grain boundary sliding) 및 공공 확산(vacancy diffusion) 등의 변형 메커니즘이 활성화되어 고온 강도를 저하시켰다. 이를 극복하기 위해 1960~1970년대에 Bridgman 방식의 방향성 응고(directionally solidified, DS) 기술이 개발되었으며, 결정립계를 응력축 방향으로 정렬시켜 응력축에 수직한 결정립계를 제거함으로써 블레이드의 크리프 저항성을 크게 향상시켰다.6,7)
1970년대 후반에는 단결정(single crystal, SC) 주조 기술이 개발되어 초내열합금의 고온 성능 향상에 혁신적인 전환점을 가져왔다. 단결정 주조는 응고 과정에서 단일 결정립만 선택적으로 성장시켜 모든 결정립계를 제거하는 기술로, 결정립계에서 발생하는 확산과 슬라이딩 변형을 근본적으로 방지할 수 있어 온도 수용성(temperature capability, 137 MPa 조건에서 크리프 시험하였을 때 1,000 h 동안 파단이 일어나지 않는 온도)이 비약적으로 향상되었다(Fig. 1).1) 단결정 블레이드는 1980년대 초 Pratt와 Whitney의 JT9D-7R4 엔진에 최초로 적용되었으며, 이는 항공기용 고온부 소재 기술의 발전에서 중요한 이정표가 되었다.8)
Fig. 1.
Evolution of nickel-based superalloys and the corresponding change in temperature capability.1)
본 논문에서는 가스터빈용 단결정 초내열합금의 개발 동향과 그 발전 과정을 체계적으로 고찰하였다. 세대별 합금 조성과 이에 따른 고온 특성의 변화를 정리하고, 각 세대의 대표 합금에 대한 화학 조성을 기반으로 원소별 단가를 적용하여 합금의 세대별 합금원소 가격을 정량적으로 비교하였다. 이를 통해 고온 특성과 경제성 간의 상관관계를 분석하고, 실용화 관점에서의 한계와 합금 개발 방향성을 논의하였다. 또한, 국내 단결정 초내열합금의 개발 현황과 최근 개발된 Re-free 단결정 합금의 성능 및 경제성 평가 결과를 소개함으로써, 국내 가스터빈 소재 기술의 자립화 수준과 향후 연구 방향을 제시하고자 한다.
2. 단결정 초내열합금의 개발동향
단결정 초내열합금(single-crystal superalloy)은 고온 강도, 크리프 저항성, 내산화성 및 내식성이 우수하여 항공기용 엔진과 발전용 가스터빈 블레이드, 베인 소재로 사용되는 고온 부품 핵심 소재이다. 이 합금은 γ 기지(matrix)상과 γ′석출상으로 구성되어 있으며, 고온에서의 우수한 기계적 특성을 담당하는 γ′상의 분율이 60~70 %로 설계되었다. 단결정 합금의 성능은 주로 γ′상 안정화, 고온 확산을 효과적으로 막을 수 있는 고용 강화 원소의 조정, 그리고 고온에서의 미세조직 안정성 향상에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다.1,2)
1970년대 후반 단결정 블레이드가 처음 항공 엔진에 적용된 이후, 단결정합금의 고온 특성은 지속적으로 진화하였다. 특히 Re, Ru 희유원소의 첨가를 통해 합금의 온도수용성을 단계적으로 향상시킬 수 있었으며, 이에 따라 합금은 세대(generation)별로 구분되어 발전해왔다.1) 각 세대는 주로 Re과 Ru의 첨가량으로 구분되며, 세대에 따라 온도수용성은 증가하는 경향성을 나타낸다(Fig. 2). Table 1에 세대별 대표 합금의 조성을 소개하였다. 초기의 단결정 합금 개발은 γ′상의 석출 강화 효과를 극대화하고, Cr 및 Al의 비율을 조절하여 보호 산화막(Al2O3, Cr2O3)을 형성함으로써 내산화성을 높이는 방향으로 이루어졌다. 이후 세대가 발전하면서 Re 첨가에 의한 γ상의 고용 강화 효과가 더해졌고, Ru가 추가되면서 TCP 상 형성 억제와 미세조직 안정성 향상이 동시에 이루어졌다. 최근에는 고가 원소의 사용을 최소화하면서도 고온 성능을 유지할 수 있는 저(低) Re 합금 및 Re-free 합금의 개발이 세계적으로 활발히 진행되고 있다.
Table 1.
Chemical compositions of representative single-crystal superalloys by generation (wt%).
2.1. 세대별 합금의 조성과 특징
2.1.1. 1세대 단결정 합금
1세대 합금은 Re이 첨가되지 않은 최초의 단결정 초내열합금으로, 1980년대 초 상용화되었다. 대표적인 합금으로는 CMSX2, PWA1480 등이 있다. 이들 합금은 Ni 기지에 Al, Ti, Ta 등의 원소를 첨가하여γ′상(약 60~70 %)을 형성시키며, 고온 강도와 내산화성을 확보하였다.4) Cr은 약 8~10 wt% 수준으로 첨가되어 Al2O3 및 Cr2O3 보호막을 형성함으로써 산화 저항성을 부여하였다.
1세대 합금은 기존의 DS 합금 대비 약 50 °C 높은 온도수용성(약 1,000 °C)를 확보하였으나, 여전히 고온 장시간 운전 시 크리프 수명이 제한되었다.6,7,8)
2.1.2. 2세대 단결정 합금
2세대 합금은 Re을 약 3 wt% 첨가하여 고온 크리프 특성을 크게 향상시킨 것이 특징이다. 대표적인 합금으로는 CMSX-4, René N5, PWA1484 등이 있으며, Re의 첨가로 γ상 내 확산속도가 저하되어 온도수용성이 약 30 °C 향상되었다.9)
또한 Al과 Ta의 비율 조정을 통해 γ′상의 용해온도를 상승시켜 고온 안정성을 강화하였으며, Cr 함량을 다소 줄여 산화저항성을 유지하였다. 이 시기의 합금은 상용 항공 엔진(예: GE90, PW4000 등)에 폭넓게 적용되어 단결정 블레이드의 표준으로 자리잡았다.4,9)
2.1.3. 3세대 단결정 합금
3세대 합금은 Re 함량을 6 wt%까지 증가시켜 고온 크리프 수명을 극대화하였다. 대표 합금으로 CMSX-10, René N6, TMS-75 등이 있다. Re 함량 증가로 인해 γ상의 원자 확산이 더욱 억제되어 크리프 파손이 지연되었으며, 2세대 대비 고온 강도가 크게 향상되었다.10)
그러나 과도한 Re 첨가로 인해 미세조직 내에 TCP 상(σ, µ 상 등)이 형성되어 장시간 고온 노출 시 강도 저하 및 취화 현상이 나타났다.10) 이후 세대에서는 이러한 문제를 개선하기 위한 새로운 합금설계 전략이 요구되었다.
2.1.4. 4세대 단결정 합금
4세대 합금에서는 Ru이 처음으로 도입되었다. Ru은 TCP 상 형성을 억제하고, 미세조직의 안정성을 높이는 역할을 한다고 알려져 있다.11,12) 다만 특정 합금군에서는 오히려 TCP 형성을 촉진한다는 연구 결과들이 있어 세심한 합금 설계가 필요하다.13,14) 대표 합금으로 TMS-138A (NIMS, Japan), MC-NG (ONERA, France) 등이 있으며, Re 3~6 wt%와 Ru 2~3 wt%가 첨가되었다.
Ru의 도입으로 고온 산화저항성과 크리프 수명이 향상되었으며, TCP 상의 형성온도가 상승하여 미세조직 안정성이 확보되어 온도수용성은 약 1,100 °C까지 확대되었다. 그러나 Re와 Ru의 병용으로 인해 합금 가격이 급등하였고, 합금의 밀도 또한 9.2 g/cm3 이상으로 증가하였다.
2.1.5. 5세대 단결정 합금
5세대 합금은 Ru 첨가량을 4~6 wt%로 증가시키고, Re 함량도 6 wt% 수준으로 유지하여 고온 내구성과 산화저항성을 동시에 개선하였다. 대표적인 합금으로 TMS-162, TMS-173, TMS-196 등이 있으며, 이들 합금은 고온 장시간 노출 시에도 TCP 상이 거의 형성되지 않는다.15) 하지만 Cr 함량 감소로 인해 내산화성이 일부 저하되는 단점이 보고되었으며,16) 높은 합금 가격으로 실용화에 어려움이 있다는 평가를 받고 있다.
2.1.6. 저Re/Re-free 단결정 합금
5세대 이후의 단결정 초내열합금은 기존 고가 희유원소 Re, Ru에 대한 의존도를 줄이기 위해 설계된 저 Re (Low-Re) 또는 Re-free 합금으로 구분된다. Helbig 등17)은 Ni-기 초내열합금의 원소별 공급 리스크를 분석하면서, Re과 Ru의 공급 제약이 합금의 경제성과 지속가능성에 중대한 영향을 미친다고 지적하였다. 이에 따라 선진국에서는 Re 함량을 1~3 wt% 이하로 줄이거나 완전히 제거한 저 Re 및 Re-free 합금으로 전환하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 합금들은 Re의 고용 강화 효과를 대체하기 위해 W, Mo, Ta 등의 원소를 조정하여 γ상 내 확산속도를 제어하고, 동시에 TCP 상 형성을 억제하는 방향으로 설계된다. 대표적인 합금으로는 미국 GE의 René N515 (Re 1.5 wt%), Cannon-Muskegon의 CMSX-8 (Re 1.5 wt%), CMSX-7 (Re-free), 일본 NIMS의 TMS-1700 (Re-free), 그리고 유럽연합의 ERBO/15 (Re-free) 등이 보고되어 있다.18,19,20,21)
특히 TMS-1700은 Re을 전혀 첨가하지 않으면서도 고온에서 CMSX-4 수준의 크리프 수명과 우수한 산화 내성을 확보한 합금으로, Ni-Ta-Al-W-Cr 오원계의 합금 설계를 통해 γ′상 안정성을 극대화하여 Re-free 단결정 중 최고의 고온 특성을 갖는다고 알려져 있다.21) 유럽의 ERBO/15 합금20)은 Re 뿐만 아니라 Ta 또한 첨가하지 않아 밀도를 약 8.4 g/cm3까지 낮춘 저밀도 단결정 초내열합금이며, 이는 고가 원소 절감형 단결정 합금 설계의 대표적 성과로 평가된다.
이러한 저 Re 및 Re-free 합금들은 단결정 초내열합금 기술의 새로운 설계 패러다임을 제시하며, 성능･경제성･지속가능성의 균형 측면에서 차세대 가스터빈 소재로 주목받고 있다.
2.2. 단결정 초내열합금의 세대별 합금원소 가격 비교
단결정 초내열합금은 고온 강도와 내산화성을 확보하기 위해 다양한 고융점 원소가 첨가되는데, 이러한 원소들은 합금의 기계적 특성을 향상시키는 동시에 제조 단가 상승의 주요 원인이 된다. 특히 Re과 Ru은 합금 내 확산속도를 억제하여 고온 강도를 향상시키는 핵심 원소로 알려져 있으나, 지각 내 존재량이 극히 적어 공급 불안정성과 높은 가격이 문제로 지적되고 있다. 세대가 발전할수록 Re과 Ru의 첨가량이 증가함에 따라 단결정 초내열합금의 합금원소 가격은 급격히 상승하였다.17) 이러한 경향을 정량적으로 비교하기 위하여, 각 세대별 대표 합금(PWA1480, CMSX-4, CMSX-10, TMS-138A, TMS-196, TMS-1700)의 화학 조성을 기준으로 2025년 8월 시점의 고순도(≥ 99.9 %) 금속 시세를 적용하여 합금의 kg당 합금원소 가격을 산정하였다. 적용된 주요 금속의 평균 단가는 니켈(Ni) 19.5 USD/kg, 코발트(Co) 33.2 USD/kg, 크롬(Cr) 12.8 USD/kg, 알루미늄(Al) 2.6 USD/kg, 티타늄(Ti) 15.0 USD/kg, 탄탈럼(Ta) 260 USD/kg, 텅스텐(W) 42 USD/kg, 몰리브덴(Mo) 38 USD/kg, 레늄(Re) 3,500 USD/kg, 루테늄(Ru) 32,000 USD/kg, Hf 4,350 USD/kg으로 LME(London Metal Exchange), Fastmarkets, Roskill, Argus, Johnson Matthey 등 2025년 8월 기준 국제 시세 보고서를 근거로 하였다.22,23,24,25,26,27)
이러한 단가를 각 합금의 중량 조성비에 적용한 결과는 Table 2와 Fig. 3과 같다. 1세대 PWA1480은 Re 및 Ru이 첨가되지 않은 Re-free 합금으로, 주로 Ni, Al, Ta, W 등 비교적 저가 금속으로 구성되어 있어 약 48 USD/kg 수준의 가장 낮은 원가를 나타낸다. 2세대 합금 CMSX-4에서는 약 3 wt%의 Re이 첨가되어 원가가 145 USD/kg 수준으로 상승하였다. Re은 합금 내 확산 저항성을 크게 높여 크리프 수명을 향상시키지만, Re의 합금원소 가격이 전체 합금원소 가격의 약 72 % 차지하고 있으며, 단가가 Ni의 약 180배에 달하기 때문에 제조비 증가에 직접적인 영향을 미친다.
Table 2.
Comparison of alloying element price for single-crystal superalloys.
3세대 합금 CMSX-10은 Re 함량이 6 wt%로 증가함에 따라 원가가 약 249 USD/kg으로 상승하였다. Re은 전체 합금원소 가격의 84 %를 차지하며, 고온 강도 향상과 함께 밀도 증가 문제를 유발하였다.
4세대 합금 TMS-138A는 약 1,392 USD/kg으로 3세대 합금 CMSX-10에 비하여 5배 이상 높은 가격이다. 2025년 기준 고순도 Ru의 단가는 약 32,000 USD/kg으로 Re보다 약 9배 비싸며, 3 wt%만 첨가되어도 합금 전체 원가에 큰 영향을 미친다.
5세대 합금 TMS-196은 Ru 첨가량이 5 wt%로 증가하고 Re이 약 6.4 wt% 포함되어 있어, 합금원소 가격이 약 1,860 USD/kg까지 상승하였다. 이는 1세대 합금 대비 약 38배, 3세대 합금 대비 약 7배 높은 수준이다. 반면 Re과 Ru을 모두 배제한 Re-free 합금 TMS-1700은 48 USD/kg 수준으로, 1세대 합금과 유사한 낮은 제조 단가를 나타낸다.
이러한 결과는 세대가 높아질수록 고가 희유원소(Re, Ru)의 첨가량이 증가함에 따라 합금 가격이 비선형적으로 상승한다는 점을 명확히 보여준다. 반면 합금의 고온 특성은 합금 가격에 비하여 향상되지 못하기 때문에 경제성 개선의 필요성이 지속적으로 제기되고 있다.
이러한 이유로 최근 연구개발의 방향은 Re 함량을 줄이거나 완전히 제거한 저 Re 합금으로 전환되고 있다. 이러한 저 Re 합금은 원가 절감뿐만 아니라 자원 공급 안정성 측면에서도 유리하므로, 향후 산업용 및 항공용 가스터빈 소재 개발의 핵심 방향으로 부상하고 있다.
3. 국내 단결정 초내열합금 개발동향
국내 단결정 초내열합금 연구는 2000년대 후반까지는 해외 합금의 적용･평가가 주를 이루었으나, 2010년대 들어 가스터빈 및 항공엔진 핵심소재의 자립화 요구가 대두되면서 독자 합금설계 연구가 본격적으로 진행되었다.
특히 한국재료연구원(KIMS)에서는 단결정 초내열합금의 전 주기 기술(합금설계-모합금 잉곳/단결정 주조-열처리 공정 설계/수행-고온 특성 평가)을 확보하여 국내 단결정 합금 개발을 선도하였다. KIMS는 세계적인 수준의 합금 설계를 위해 열역학 계산(CALPHAD) 기반의 미세조직 인자 예측 기술과 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN)을 활용한 조성 최적화 기술을 확보하였다. 이를 통해 합금 조성과 미세조직 인자 간의 상관관계를 데이터 기반으로 체계화하여, 합금 설계의 예측 정밀도를 향상시켰다. 이러한 기술적 기반을 토대로 KIMS는 세대별 합금의 특성을 고려한 단결정 초내열합금을 단계적으로 개발하였다(Table 3).
Table 3.
Overview of KIMS-developed single crystal superalloys by generation.
(1)대표적인 2세대 합금 CMSX-4를 목표 조성으로 하여, 고온 크리프 특성이 향상된 KMX-2 및 KMX-3 합금을 개발하였다.28,29)
(2)1,100 °C 이상의 온도에서 사용할 수 있는 우수한 고온 기계적 특성과 독보적인 내산화 특성을 갖는 5세대 합금 KSC-06 합금을 개발하여 합금 조성 특허를 등록하였다.30)
(3)Re의 함량을 저감하는 세계적인 연구 흐름에 맞추어 Re 함량을 대폭 줄인 KMX-132 (Re 2 wt%) 및 KMX-220 (Re 1.5 wt%) 합금을 개발되었다.31,32) 두 합금은 CMSX-4 대비 Re 함량을 33~50 % 이하로 줄였음에도 불구하고, 고온 크리프 수명과 내산화성이 동등하거나 오히려 향상된 성능을 나타냈다. 이는 γ′상의 분율을 최적화하고, Re 효과를 대체할 수 있는 고용강화 원소 조성비의 정밀한 제어를 통해 합금 내 확산 저항성을 확보한 결과이다. 특히 KMX-220 합금은 우수한 고온 기계적 특성을 입증하여 2024년 9월 국내 방산기업과 전용실시 계약을 체결하였으며, 현재 실용화를 목표로 한 상용화 연구가 진행 중이다.
(4)최근에는 1,050 °C 이상의 고온에서 장시간 운전이 가능한 Re-free 단결정 초내열합금 KMX400의 개발이 진행되었다.33) KMX400은 기존 Re의 고온 강화 효과를 대체하기 위하여 γ/γ′ 계면 안정화 및 격자부정합(lattice misfit) 제어를 핵심 설계 인자로 설정하였다. 격자부정합은 γ상과 γ′상의 격자상수 차이를 나타내는 미세조직 인자로, 그 차이가 클수록 γ/γ′ 계면에서 응력장이 형성되어 고온 변형에 대한 저항성을 높인다. KMX400에서는 이 격자부정합을 적정 수준(약 -0.3 %)으로 조정하여, 고온 하중 조건에서 γ, γ′상이 layer 형태로 정렬되는 rafting 구조를 유도하였다. 이 구조는 고온에서 전위 이동을 억제하여 크리프 저항성을 강화하는 데 결정적인 역할을 한다. KMX400의 성능 평가를 위해 비교합금으로 CMSX-4 (2세대 상용합금) 및 TMS-1700 (일본 NIMS의 Re-free 합금)을 선정하였다. CMSX-4 모합금은 Cannon-Muskegon사로부터 확보하여 동일한 Bridgman 방식으로 단결정 주조하였으며, TMS-1700은 문헌 조성비를 기반으로 계량･용해하여 동일 조건에서 주조하였다.
각 합금의 크리프 특성은 982 °C/180 MPa, 1,050 °C/165 MPa, 1,100 °C/137 MPa의 세 가지 조건에서 평가하였으며, 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 시험 결과, KMX400은 CMSX-4 대비 약 1.5배 이상의 크리프 수명을 나타냈으며, Re-free 합금 중 세계 최고 수준으로 평가받는 TMS-1700보다도 우수한 변형 내구성을 보였다. 크리프 파단 수명을 기준으로 라슨-밀러 파라미터(Larson-Miller parameter, LMP)를 계산하여 비교한 결과, KMX400는 TMS-1700 및 CMSX-4 대비 고온･저응력 조건에서 현저히 높은 크리프 저항성을 보였다. 특히 KMX400의 온도수용성은 타 상용합금 대비 약 25 °C 높게 나타나, 고온 안정성이 우수함을 확인하였다[Fig. 5(a)].
가격 분석 결과, KMX400는 TMS-1700 대비 약 90 %의 원가 수준으로, CMSX-4 대비 약 30 % 수준에 불과하였다[Fig. 5(b)]. 이는 Re 및 Ru의 완전 제거와 더불어 격자부정합 제어를 활용한 최적 조성 설계를 통해 합금원소 가격을 대폭 절감한 결과이다.
따라서 KMX400은 기존 상용 합금 대비 고온 성능, 내구성, 경제성의 세 가지 요소를 모두 충족하는 차세대 단결정 초내열합금으로 평가된다. 이러한 성능은 향후 산업용 가스터빈 블레이드 및 항공용 엔진 고온부품에 적용 가능성을 높이며, 국내 단결정 초내열합금 기술의 자립화 가능성을 상징하는 성과라 할 수 있다.
4. 결 론
본 연구에서는 가스터빈용 단결정 초내열합금의 개발 흐름을 세대별 조성 변화, 미세조직 특성, 고온 성능지표와 연계하여 체계적으로 정리하였다. 특히 Re와 Ru와 같은 희유원소의 첨가가 합금의 고온 강도와 온도수용성 향상에 기여한 반면, 합금원소 가격 상승 및 공급 안정성 측면에서 점차 큰 부담으로 작용해 왔음을 정량적으로 제시하였다. 세대별 대표 합금의 금속 단가를 기반으로 합금원소 가격을 산정한 결과, 1세대에서 5세대로 발전함에 따라 원가가 약 38배 증가하는 등 고온 성능 향상과 경제성 간의 불균형이 명확히 드러났다. 이러한 분석은 세계적으로 저 Re 및 Re-free 합금 개발이 가속화되는 배경을 기술적･경제적 관점에서 설명해준다.
국내에서는 한국재료연구원을 중심으로 단결정 초내열합금의 설계･주조･열처리･평가 전 주기 기술이 구축되었으며, 이를 바탕으로 저 Re 합금(KMX-132, KMX-220), 내산화 특성 개선 합금(KSC-06), 그리고 최근의 Re-free 합금(KMX400) 등이 개발되었다. KMX400은 γ/γ′ 계면 격자부정합 제어를 통한 미세조직 안정화 전략을 적용하여 CMSX-4와 TMS-1700 대비 우수한 크리프 수명과 높은 온도수용성을 확보하였으며, 원가 역시 TMS-1700 대비 약 90 %, CMSX-4 대비 약 30 % 수준으로 경제성이 뛰어난 것으로 나타났다. 이는 국내 기술 기반으로 세계 최고 수준의 Re-free 단결정 합금을 개발했다는 점에서 중요한 성과이며, 가스터빈 핵심 부품 소재의 국산화뿐만 아니라 산업 경쟁력 강화에도 기여할 수 있는 결과이다.
종합적으로, 본 연구는 단결정 초내열합금의 세대별 변화와 그에 따른 성능 및 비용 차이를 정량적으로 비교하여, 고온 크리프 특성과 합금원소 가격 사이의 관계를 명확히 제시하였다. 또한 국내에서 개발한 Re-free 합금의 성능을 기존 상용 합금과 직접 비교하여 기술선진국 대비 우수한 경쟁력을 확인하였다. 이러한 결과는 국내 가스터빈용 초내열합금의 기술 자립과 산업 적용 가능성을 높이는 데 중요한 자료로 활용될 수 있다.
