JPH0348264B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0348264B2 JPH0348264B2 JP11058282A JP11058282A JPH0348264B2 JP H0348264 B2 JPH0348264 B2 JP H0348264B2 JP 11058282 A JP11058282 A JP 11058282A JP 11058282 A JP11058282 A JP 11058282A JP H0348264 B2 JPH0348264 B2 JP H0348264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance
- alloy
- corrosion resistance
- oxidation
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 22
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 5
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 19
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 19
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910018138 Al-Y Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は耐酸化性、耐高温腐食性の金属被覆形
成に適する溶射用合金に関するものである。 近年、科学技術の発展に伴ない高温での酸化及
び腐食雰囲気にさらされる装置もしくは部品は増
加している。更に、エネルギー消費量の削減の要
求から、発電用ガスタービン、蒸気タービン用ボ
イラ等のガス・タービン類は作動温度の高温化と
使用燃料の低品質化が著しい。従つて、このよう
な環境で使用される装置等においては、良好な耐
酸化性、耐高温腐食性をもつた材料が切望されて
いる。 しかし、このような材料は得られがたく解決法
として従来このような要求のために、アルミナ、
ジルコニア、シリカ等のセラミツク溶射や、Fe
−Cr、Ni−Cr、Co−Cr系等の合金または、これ
にAl、Si、Ｙ等を添加した合金等の溶射による
表面処理が施されている。しかし、セラミツク等
の溶射皮膜は、母材との熱膨張率の差や付着力の
不足セラミツクそのものの脆さのために熱的、機
械的衝撃により剥離を生じる。一方、上記合金等
の溶射皮膜は耐酸化性、特に耐高温腐食性におい
ては充分ではなく、使用温度は800℃〜900℃の温
度が限界であつた。 本発明は、これまでの溶射用合金と比較してよ
り高温まで耐酸化性、耐腐食性に優れ、更に母材
との密着性も良好な溶射用合金を提供するもので
ある。 即ち、本発明はNi−Cr合金にAl、Ｙ及びZrを
所定量添加して容易に粉末状に加工できると共
に、母材と溶射皮膜との密着性が良好で、特に高
温での耐酸化性、耐腐食性の優れた溶射用合金粉
末を提供するものである。更にまた、本発明は前
記合金にさらにSiを所定量添加することにより、
高温での耐酸化性をより改善することを目的とし
ている。 本発明において特に用いる溶射粉末の合金組成
の限定理由について説明する。 一般にNi−Cr合金は高温での耐酸化性、耐腐
食性の良好な材料として知られているが、Crが
15％以下では充分な高温での耐酸化性、耐腐食性
は得られず、40％を越えると溶射した際に皮膜が
脆くなり、剥離しやすくなるために、この範囲に
選ばれる。 Alを５〜20％の範囲に限定したのは、AlはCr
と同様に高温での耐酸化、耐腐食性を与える元素
であるが、５％未満では効果が不充分であり、20
％以上では溶射した際に皮膜が脆くなり剥離しや
すくなると共に、耐食性、特に硫化腐食性が悪く
なるためである。 Ｙは溶射皮膜の耐酸化性に対して非常に有効な
元素であり、特に、酸化により生成された各種酸
化物の剥離を防止し、0.1％未満では効果が十分
でなく、一方、３％を越えても効果の増大は見込
めず、又、経済的でないからである。またＹと化
学的性質が類似している希土類元素を使用しても
同様の効果が得られる。 本発明に於いて最も重要な元素はZrである。
Zrを所定量添加することにより、前記Ni−Cr−
Al−Ｙ合金の高温での耐酸化性、特にバナジウ
ムアタツクに対する耐食性は著しく改善され、こ
の効果は0.05％未満では十分ではなく3.0％以上
では溶射した際に、皮膜が脆くなり、耐剥離性に
劣るようになる。又、上記Ni−Cr−Al−Ｙ合金
を粉末として使用する場合の機械的粉砕性はZr
の所定量の添加により著しく向上する。 更にSiを添加することにより高温における耐酸
化性、耐腐食性を改善することが可能となる。 Si添加量は0.1％未満では効果不充分であり、
５％以上では溶射した際の皮膜の耐剥離性が著し
く悪くなる。 この合金を粉末として用いる場合その粒度は
44μ（350メツシユ）以下が望ましく、これより粒
度が粗くなると溶射した際の皮膜の耐酸化性、耐
腐食性は同組成の合金においてもおとるようにな
る。 次に、本発明を実施例および比較例をあげて更
に説明する。 本発明の合金組成の44〜5μの粉末をSUS304母
材上に0.3mmの厚さにプラズマ溶射した際の溶射
皮膜の特性について測定した結果を表１に示す。
溶射条件はアークガスにAr（供給量38／min）、
He（供給量12／min）を用い、電流800A、電圧
32Vで実施した。表１においては使用した粉末の
組成、耐剥離性及び耐食性について示した。 耐剥離性は溶射被覆した材料を大気中1000℃で
35分間加熱し、15℃の水中に投入する操作を５回
繰返し、耐熱衝撃性を検討比較した結果である。 耐食性については前記溶射した板の表面に15％
NO2SO4−85％V2O5の混合塩を塗布し、大気中
900℃で３時間加熱保持して腐食処理を行ない、
その後18％NaOH＋３％KMmO4溶液中で１時間
煮沸後更に10％クエン酸アンモニウム溶液中で１
時間煮沸を施すことにより腐食により生じたスケ
ールを除去して腐食減量を測定し比較検討した結
果である。
成に適する溶射用合金に関するものである。 近年、科学技術の発展に伴ない高温での酸化及
び腐食雰囲気にさらされる装置もしくは部品は増
加している。更に、エネルギー消費量の削減の要
求から、発電用ガスタービン、蒸気タービン用ボ
イラ等のガス・タービン類は作動温度の高温化と
使用燃料の低品質化が著しい。従つて、このよう
な環境で使用される装置等においては、良好な耐
酸化性、耐高温腐食性をもつた材料が切望されて
いる。 しかし、このような材料は得られがたく解決法
として従来このような要求のために、アルミナ、
ジルコニア、シリカ等のセラミツク溶射や、Fe
−Cr、Ni−Cr、Co−Cr系等の合金または、これ
にAl、Si、Ｙ等を添加した合金等の溶射による
表面処理が施されている。しかし、セラミツク等
の溶射皮膜は、母材との熱膨張率の差や付着力の
不足セラミツクそのものの脆さのために熱的、機
械的衝撃により剥離を生じる。一方、上記合金等
の溶射皮膜は耐酸化性、特に耐高温腐食性におい
ては充分ではなく、使用温度は800℃〜900℃の温
度が限界であつた。 本発明は、これまでの溶射用合金と比較してよ
り高温まで耐酸化性、耐腐食性に優れ、更に母材
との密着性も良好な溶射用合金を提供するもので
ある。 即ち、本発明はNi−Cr合金にAl、Ｙ及びZrを
所定量添加して容易に粉末状に加工できると共
に、母材と溶射皮膜との密着性が良好で、特に高
温での耐酸化性、耐腐食性の優れた溶射用合金粉
末を提供するものである。更にまた、本発明は前
記合金にさらにSiを所定量添加することにより、
高温での耐酸化性をより改善することを目的とし
ている。 本発明において特に用いる溶射粉末の合金組成
の限定理由について説明する。 一般にNi−Cr合金は高温での耐酸化性、耐腐
食性の良好な材料として知られているが、Crが
15％以下では充分な高温での耐酸化性、耐腐食性
は得られず、40％を越えると溶射した際に皮膜が
脆くなり、剥離しやすくなるために、この範囲に
選ばれる。 Alを５〜20％の範囲に限定したのは、AlはCr
と同様に高温での耐酸化、耐腐食性を与える元素
であるが、５％未満では効果が不充分であり、20
％以上では溶射した際に皮膜が脆くなり剥離しや
すくなると共に、耐食性、特に硫化腐食性が悪く
なるためである。 Ｙは溶射皮膜の耐酸化性に対して非常に有効な
元素であり、特に、酸化により生成された各種酸
化物の剥離を防止し、0.1％未満では効果が十分
でなく、一方、３％を越えても効果の増大は見込
めず、又、経済的でないからである。またＹと化
学的性質が類似している希土類元素を使用しても
同様の効果が得られる。 本発明に於いて最も重要な元素はZrである。
Zrを所定量添加することにより、前記Ni−Cr−
Al−Ｙ合金の高温での耐酸化性、特にバナジウ
ムアタツクに対する耐食性は著しく改善され、こ
の効果は0.05％未満では十分ではなく3.0％以上
では溶射した際に、皮膜が脆くなり、耐剥離性に
劣るようになる。又、上記Ni−Cr−Al−Ｙ合金
を粉末として使用する場合の機械的粉砕性はZr
の所定量の添加により著しく向上する。 更にSiを添加することにより高温における耐酸
化性、耐腐食性を改善することが可能となる。 Si添加量は0.1％未満では効果不充分であり、
５％以上では溶射した際の皮膜の耐剥離性が著し
く悪くなる。 この合金を粉末として用いる場合その粒度は
44μ（350メツシユ）以下が望ましく、これより粒
度が粗くなると溶射した際の皮膜の耐酸化性、耐
腐食性は同組成の合金においてもおとるようにな
る。 次に、本発明を実施例および比較例をあげて更
に説明する。 本発明の合金組成の44〜5μの粉末をSUS304母
材上に0.3mmの厚さにプラズマ溶射した際の溶射
皮膜の特性について測定した結果を表１に示す。
溶射条件はアークガスにAr（供給量38／min）、
He（供給量12／min）を用い、電流800A、電圧
32Vで実施した。表１においては使用した粉末の
組成、耐剥離性及び耐食性について示した。 耐剥離性は溶射被覆した材料を大気中1000℃で
35分間加熱し、15℃の水中に投入する操作を５回
繰返し、耐熱衝撃性を検討比較した結果である。 耐食性については前記溶射した板の表面に15％
NO2SO4−85％V2O5の混合塩を塗布し、大気中
900℃で３時間加熱保持して腐食処理を行ない、
その後18％NaOH＋３％KMmO4溶液中で１時間
煮沸後更に10％クエン酸アンモニウム溶液中で１
時間煮沸を施すことにより腐食により生じたスケ
ールを除去して腐食減量を測定し比較検討した結
果である。
【表】
【表】
◎ きわめて良好 ○ 良好 △ やや不良
× 不良
表１の結果から明らかなように、本発明合金を
粉末にして溶射して得られた皮膜は優れた耐剥離
性と耐食性を示す。 第１図には表１の資料番号１、２、３、５、
６、11の合金組成粉末（44μ〜5μ）を使用して
SUS304板上の全面に0.3mmの溶射皮膜をプラズマ
溶射にて形成したときの耐酸化性について示し
た。耐酸化性については、この板を1050℃に加熱
したときの加熱時間ごとの酸化増量を測定したも
のである。比較のために60Ni−40Cr合金粉末を
前記板上に溶射した場合の例も示してある。 第１図からも明らかなように本発明の溶射用合
金を使用して得られた皮膜は、Zr、Siが添加され
ない合金を使用した場合にくらべ優れた耐酸化性
を示す。
× 不良
表１の結果から明らかなように、本発明合金を
粉末にして溶射して得られた皮膜は優れた耐剥離
性と耐食性を示す。 第１図には表１の資料番号１、２、３、５、
６、11の合金組成粉末（44μ〜5μ）を使用して
SUS304板上の全面に0.3mmの溶射皮膜をプラズマ
溶射にて形成したときの耐酸化性について示し
た。耐酸化性については、この板を1050℃に加熱
したときの加熱時間ごとの酸化増量を測定したも
のである。比較のために60Ni−40Cr合金粉末を
前記板上に溶射した場合の例も示してある。 第１図からも明らかなように本発明の溶射用合
金を使用して得られた皮膜は、Zr、Siが添加され
ない合金を使用した場合にくらべ優れた耐酸化性
を示す。
第１図は溶射皮膜の高温における耐酸化性を比
較した図である。
較した図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量百分率にて、Cr15〜40％、Al5〜20％、
Zr0.05〜3.0％、Ｙまたは希土類金属のうち１種
または２種以上を0.1〜3.0％、残部がNiより成る
ことを特徴とする溶射用合金。 ２ 重量百分率にて、Cr15〜40％、Al5〜20％、
Zr0.05〜3.0％、Si0.1〜5.0％、Ｙまたは希土類金
属のうち１種または２種以上を0.1〜3.0％、残部
がNiより成ることを特徴とする溶射用合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058282A JPS591654A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 溶射用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058282A JPS591654A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 溶射用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS591654A JPS591654A (ja) | 1984-01-07 |
| JPH0348264B2 true JPH0348264B2 (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=14539489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11058282A Granted JPS591654A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 溶射用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS591654A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4742265A (en) * | 1986-11-12 | 1988-05-03 | Ford Motor Company | Spark plug center electrode of alloy material including aluminum and chromium |
| JP2700834B2 (ja) * | 1990-05-07 | 1998-01-21 | 株式会社片岡機械製作所 | 金属板巻取装置の耳切れ防止装置 |
| JP2003147464A (ja) | 2001-11-02 | 2003-05-21 | Tocalo Co Ltd | 高温強度部材 |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11058282A patent/JPS591654A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS591654A (ja) | 1984-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4095003A (en) | Duplex coating for thermal and corrosion protection | |
| US4034142A (en) | Superalloy base having a coating containing silicon for corrosion/oxidation protection | |
| US4419416A (en) | Overlay coatings for superalloys | |
| JPH01279781A (ja) | セラミック被覆耐熱部材 | |
| US6440499B1 (en) | Method for producing a slip layer which is resistant to corrosion and oxidation | |
| JPS6039173A (ja) | 高温保護層材料 | |
| JPH09296702A (ja) | 断熱被覆製品並びに被覆法 | |
| JP2574287B2 (ja) | 高温保護被覆 | |
| JP3219594B2 (ja) | 高温酸化防止用遮熱コーティング方法 | |
| US4503122A (en) | High-temperature protection layer | |
| JPH0348264B2 (ja) | ||
| JPH0372706B2 (ja) | ||
| JP2934599B2 (ja) | 高温耐食性複合表面処理方法 | |
| EP0048083A1 (en) | Surface treatment method of heat-resistant alloy | |
| CN100497739C (zh) | 一种高温合金防护方法 | |
| JPS60100657A (ja) | 金属の表面処理法 | |
| JP3876176B2 (ja) | 熱遮蔽コーティング膜用セラミック組成物 | |
| JPH04323357A (ja) | 耐熱構造体 | |
| JPS61106763A (ja) | 溶射合金粉末 | |
| JPS6028903B2 (ja) | 金属材料の表面処理方法 | |
| JPH04231451A (ja) | 溶射被覆用材料及び溶射被覆耐熱部材 | |
| JPH0353056A (ja) | 耐食性溶射材料 | |
| JPS6267160A (ja) | 耐熱構造体 | |
| JPS5887267A (ja) | 高温保護層 | |
| JPS5895678A (ja) | 耐熱性セラミツクコ−テイング方法 |