희귀 금속 합금이 극한 환경에서 성능을 발휘하는 능력은 정교한 야금 공학의 결과입니다. 주요 메커니즘은 고용체 강화와 금속 미세 구조 내에 안정적인 강화 상의 형성입니다. 고온 응용 분야의 경우, 합금은 니켈 또는 코발트 초합금 매트릭스를 기반으로 합니다. 레늄과 루테늄과 같은 원소는 고온에서 합금 내 다른 원자의 확산 속도를 극적으로 감소시키기 때문에 추가됩니다. 이는 "레늄 효과"로 알려진 현상입니다. 이는 제트 엔진의 주요 고장 모드인 크리프(일정한 응력 하에서 점진적인 변형)와 같은 과정을 획기적으로 늦춥니다.
또한, 알루미늄 및 탄탈륨과 같은 원소는 감마 프라임(γ') 상으로 알려진 안정적이고 정렬된 석출물을 형성하기 위해 추가됩니다. 이러한 나노 크기 입자는 결정 구조를 효과적으로 고정하여 금속이 붉게 달아오르는 경우에도 놀라운 강도와 변형 저항성을 제공합니다. 부식 저항성을 위해 합금은 보호적인 수동 산화물 층을 형성하는 크롬과 염화물 환경에서 구멍 부식에 저항하는 몰리브덴으로 강화됩니다. 이러한 정밀한 화학 조성과 제어된 공정의 조합은 탄력성이 거의 타의 추종을 불허하는 재료를 만듭니다.