JPH06220607A - 高温耐腐食性複合被覆 - Google Patents
高温耐腐食性複合被覆Info
- Publication number
- JPH06220607A JPH06220607A JP22123593A JP22123593A JPH06220607A JP H06220607 A JPH06220607 A JP H06220607A JP 22123593 A JP22123593 A JP 22123593A JP 22123593 A JP22123593 A JP 22123593A JP H06220607 A JPH06220607 A JP H06220607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating
- platinum
- layer
- aluminide
- mcraly
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 189
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 173
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title abstract description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 118
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000005254 chromizing Methods 0.000 claims abstract description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 42
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 238000005269 aluminizing Methods 0.000 claims description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 9
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 8
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 102000005717 Myeloma Proteins Human genes 0.000 abstract 2
- 108010045503 Myeloma Proteins Proteins 0.000 abstract 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- -1 aluminum halide Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000907 nickel aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001235 nimonic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
- C23C28/022—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer with at least one MCrAlX layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
- C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
- C23C10/58—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in more than one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/028—Including graded layers in composition or in physical properties, e.g. density, porosity, grain size
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 白金および被覆のＭ成分のアルミナイドを含
有する表面層を有するＭが鉄、コバルト又はニッケルで
あるＭ系超合金基材用複合保護ＭＣｒＡｌＹ系被覆シス
テム。表面層は、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロムを
含むことができ、被覆の表面層中の総クロム含量は約４
０重量％以下である。ＭＣｒＡｌＹ被覆の堆積、場合に
よりそのクロマイジング、さらにアルミナイジングなら
びに適当量の白金および適当な熱処理によるプラチナイ
ジングにより製造する。被覆をアルミナイジングする直
前にプラチナイジングすることもできる。 【効果】 超合金ガスタービンにおける高温および５５
０〜７５０℃程度の低温での酸化、侵食抵抗性を高める
ことができる。
有する表面層を有するＭが鉄、コバルト又はニッケルで
あるＭ系超合金基材用複合保護ＭＣｒＡｌＹ系被覆シス
テム。表面層は、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロムを
含むことができ、被覆の表面層中の総クロム含量は約４
０重量％以下である。ＭＣｒＡｌＹ被覆の堆積、場合に
よりそのクロマイジング、さらにアルミナイジングなら
びに適当量の白金および適当な熱処理によるプラチナイ
ジングにより製造する。被覆をアルミナイジングする直
前にプラチナイジングすることもできる。 【効果】 超合金ガスタービンにおける高温および５５
０〜７５０℃程度の低温での酸化、侵食抵抗性を高める
ことができる。
Description
【０００１】この発明は、超合金ガスタービン成分の高
温における酸化および侵食抵抗性を高めるように改良さ
れた所謂「ＭＣｒＡｌＹ」オーバーレー（ｏｖｅｒｌａ
ｙ）被覆システムに関する。
温における酸化および侵食抵抗性を高めるように改良さ
れた所謂「ＭＣｒＡｌＹ」オーバーレー（ｏｖｅｒｌａ
ｙ）被覆システムに関する。
【０００２】「ＭＣｒＡｌＹ」という用語は、かなり多
量のクロムおよびアルミニウム、ならびに（通常）少量
のイットリウムまたは他の希土類元素とともに、一般
に、主要「Ｍ」成分として、ニッケル、コバルトおよび
鉄の一つ以上を含む周知の温度および酸化／腐食に抵抗
力がある合金システムを表わす簡略法である。重量百分
率に関しては、該合金は下記の組成を有するものと大ま
かに定義することができる。
量のクロムおよびアルミニウム、ならびに（通常）少量
のイットリウムまたは他の希土類元素とともに、一般
に、主要「Ｍ」成分として、ニッケル、コバルトおよび
鉄の一つ以上を含む周知の温度および酸化／腐食に抵抗
力がある合金システムを表わす簡略法である。重量百分
率に関しては、該合金は下記の組成を有するものと大ま
かに定義することができる。
【０００３】Ｃｒ − １０ないし５０％ Ａｌ − ４ないし３０％ Ｙ − ０ないし３％ Ｆｅ／Ｃｏ／Ｎｉ − 残余 たとえば、本研究の基礎として用いられる一つの周知の
合金は、下記の公称重量百分率組成を有している。
合金は、下記の公称重量百分率組成を有している。
【０００４】Ｃｒ − ２５％ Ａｌ − １２％ Ｙ − ０．５％ Ｃｏ − 残余 前述のように、これらの合金は、腐食環境において高温
に曝される超合金成分の保護被覆として用いられること
が多い。試験中に、我々はアルゴンシュラウドプラズマ
容射法によって適用されたオーバーレー被覆の形をなす
上記ＣｏＣｒＡｌＹ合金が、ＩＮ７３８のようなニッケ
ル系超合金に、満足すべき高温保護性および機械的性質
をもたらしたことを認めた。この超合金はＩｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｎｉｃｋｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ から
得られ、次の公称重量百分率組成を有している。
に曝される超合金成分の保護被覆として用いられること
が多い。試験中に、我々はアルゴンシュラウドプラズマ
容射法によって適用されたオーバーレー被覆の形をなす
上記ＣｏＣｒＡｌＹ合金が、ＩＮ７３８のようなニッケ
ル系超合金に、満足すべき高温保護性および機械的性質
をもたらしたことを認めた。この超合金はＩｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｎｉｃｋｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ から
得られ、次の公称重量百分率組成を有している。
【０００５】Ｃｒ−１６％、Ａｌ−３.４％ Ｔ1−３.
４％、Ｃｏ−８.５％、Ｗ−２.６％、Ｍｏ−１.７５
％、Ｔａ−１.７５％、Ｃｂ−０.９％、Ｆｅ−０.５
％、Ｓｉ−０.３％、Ｍｎ−０.２％、Ｃ−０.１７％、
Ｚｒ−０.1％、Ｂ−０.０１％、Ｎｉ−残余。
４％、Ｃｏ−８.５％、Ｗ−２.６％、Ｍｏ−１.７５
％、Ｔａ−１.７５％、Ｃｂ−０.９％、Ｆｅ−０.５
％、Ｓｉ−０.３％、Ｍｎ−０.２％、Ｃ−０.１７％、
Ｚｒ−０.1％、Ｂ−０.０１％、Ｎｉ−残余。
【０００６】この種の保護被覆すべてに関し、とりわけ
高腐食性の海洋環境における一つの問題は、使用中に、
ガスタービンエンジン中のタービンの高温の作動温度に
おける、被覆内および基材からの元素の連続移動による
緩慢な劣化である。ＩＮ７３８のような超合金中に存在
するＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｒのような元素は被
覆中に移行して、超合金の基本的な機械的性質を低下さ
せる。さらに、被覆表面のＡｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ等の元素が使用中に酸化および硫化によって消耗さ
れ、したがって継続保護を付与するためには絶えず補充
しなければならない。この補充は被覆のバルクから、そ
して最終的には超合金基材から表面に移行させることに
よって行われる。
高腐食性の海洋環境における一つの問題は、使用中に、
ガスタービンエンジン中のタービンの高温の作動温度に
おける、被覆内および基材からの元素の連続移動による
緩慢な劣化である。ＩＮ７３８のような超合金中に存在
するＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、ＴａおよびＣｒのような元素は被
覆中に移行して、超合金の基本的な機械的性質を低下さ
せる。さらに、被覆表面のＡｌ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ等の元素が使用中に酸化および硫化によって消耗さ
れ、したがって継続保護を付与するためには絶えず補充
しなければならない。この補充は被覆のバルクから、そ
して最終的には超合金基材から表面に移行させることに
よって行われる。
【０００７】ＭＣｒＡｌＹ保護被覆をアルミナイジング
して、該被覆の上にアルミナイド層を生成させることに
よって、該保護被覆の高温の酸化および腐食に耐える力
を工場させることはすでに公知である。この場合に、
「高温」とは約７５０℃を上回る温度を意味する。たと
えば、英国特許ＧＢ１４５７０３３は次のように被覆さ
れたニッケル系またはコバルト系超合金成分を開示して
いる。
して、該被覆の上にアルミナイド層を生成させることに
よって、該保護被覆の高温の酸化および腐食に耐える力
を工場させることはすでに公知である。この場合に、
「高温」とは約７５０℃を上回る温度を意味する。たと
えば、英国特許ＧＢ１４５７０３３は次のように被覆さ
れたニッケル系またはコバルト系超合金成分を開示して
いる。
【０００８】ａ）蒸着ＭＣｒＡｌＹ被覆； ｂ）ＭＣｒＡｌＹ被覆の上に、さらに蒸着させたアルミ
ニウム被覆； ｃ）アルミニウムとＭＣｒＡｌＹ被覆との相互拡散を生
じさせる二重被覆成分の熱処理。
ニウム被覆； ｃ）アルミニウムとＭＣｒＡｌＹ被覆との相互拡散を生
じさせる二重被覆成分の熱処理。
【０００９】該被覆は、外側のアルミニウム被覆中に白
金およびハフニウムのような、より耐熱性のある酸化／
腐食抵抗性金属元素を包含させ、さらに、得られた二重
被覆を拡散熱処理して、耐熱性元素含有アルミナイド層
を生成させることによって、引続きさらに改良されてい
る。たとえば、米国特許第４１２３５９４号は次のよう
に被覆される。Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉ系超合金成分を
開示している。
金およびハフニウムのような、より耐熱性のある酸化／
腐食抵抗性金属元素を包含させ、さらに、得られた二重
被覆を拡散熱処理して、耐熱性元素含有アルミナイド層
を生成させることによって、引続きさらに改良されてい
る。たとえば、米国特許第４１２３５９４号は次のよう
に被覆される。Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉ系超合金成分を
開示している。
【００１０】 ａ）蒸着されたＭＣｒＡｌ（Ｙ）系一次被覆； ｂ）アルミニウムならびに元素ＨｆおよびＰｔの少なく
とも一つを含むその上の被覆の適用ー具体的には、パッ
ク被覆法によるＡｌ−Ｈｆ被覆の適用、および一次被覆
の上にＰｔをスパッタリングし、続いてパック被覆法に
よってＡｌ−Ｈｆ被覆を適用する別のＡｌ−Ｈｆ−Ｐｔ
被覆の適用； ｃ）被覆の相互拡散を生じさせ、それによって外側部分
が１０−３０％Ａｌおよび２−５％Ｈｆ、さらに、Ｐｔ
含有被覆の場合には、２０−４０％Ｐｔより成る濃度勾
配被覆を生じさせる被覆成分の熱処理。
とも一つを含むその上の被覆の適用ー具体的には、パッ
ク被覆法によるＡｌ−Ｈｆ被覆の適用、および一次被覆
の上にＰｔをスパッタリングし、続いてパック被覆法に
よってＡｌ−Ｈｆ被覆を適用する別のＡｌ−Ｈｆ−Ｐｔ
被覆の適用； ｃ）被覆の相互拡散を生じさせ、それによって外側部分
が１０−３０％Ａｌおよび２−５％Ｈｆ、さらに、Ｐｔ
含有被覆の場合には、２０−４０％Ｐｔより成る濃度勾
配被覆を生じさせる被覆成分の熱処理。
【００１１】この特許は、また、白金およびハフニウム
に加えるべきもの、またはそれに代わるべきものとし
て、被覆の外側部分の考えられる構成成分としてレニウ
ムおよびパラジウムを挙げている。
に加えるべきもの、またはそれに代わるべきものとし
て、被覆の外側部分の考えられる構成成分としてレニウ
ムおよびパラジウムを挙げている。
【００１２】前記先行特許明細書の内容は参考資料とし
て本明細書に収録されており、さきに概略述べた組成お
よび方法のさらに、より完全な詳細についてはそれを調
べる必要がある。
て本明細書に収録されており、さきに概略述べた組成お
よび方法のさらに、より完全な詳細についてはそれを調
べる必要がある。
【００１３】少なくともある程度は、ＭＣｒＡｌＹ被覆
が基材と外側のアルミナイド被覆との間のバリヤーとし
て働いて、使用中、基材元素、とくにアルミニウムおよ
びクロムの移行を制限することに注意しなければならな
い。
が基材と外側のアルミナイド被覆との間のバリヤーとし
て働いて、使用中、基材元素、とくにアルミニウムおよ
びクロムの移行を制限することに注意しなければならな
い。
【００１４】我々は、米国、インディアナポリスのＵｎ
ｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに所有権のある前記アル
ゴンシュラウド（ｓｈｒｏｕｄｅｄ）プラズマ容射（ｓ
ｐｒａｙ）法によってＭＣｒＡｌＹ被覆を適用するのを
選ぶ。溶射後、被覆はアルミナイジングすることができ
るが、いうまでもなく熱処理して、基材と被覆を相互拡
散させなけらばならない。
ｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｅｒｖｉ
ｃｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに所有権のある前記アル
ゴンシュラウド（ｓｈｒｏｕｄｅｄ）プラズマ容射（ｓ
ｐｒａｙ）法によってＭＣｒＡｌＹ被覆を適用するのを
選ぶ。溶射後、被覆はアルミナイジングすることができ
るが、いうまでもなく熱処理して、基材と被覆を相互拡
散させなけらばならない。
【００１５】現行、ＭＣｒＡｌＹ被覆をアルミナイジン
グする結果として、得られた被覆の上層中に、ＭＣｒＡ
ｌＹ被覆の「Ｍ」成分の、ニッケルアルミナイドおよび
／またはコバルトアルミナイドのような安定なアルミナ
イドが生成して、高温における酸化／腐食抵抗性の向上
をもたらす。使用中に、アルミナイド中の若干のＡｌ成
分は漸次被覆表面に移行し、そこでアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）に転化して、耐腐食／耐酸化性バリヤーとなる。
それでもやはり、このバリヤーは漸次浸食され、下方の
アルミナイドから移行するアルミニウムがさらに酸化さ
れることによって補充される。
グする結果として、得られた被覆の上層中に、ＭＣｒＡ
ｌＹ被覆の「Ｍ」成分の、ニッケルアルミナイドおよび
／またはコバルトアルミナイドのような安定なアルミナ
イドが生成して、高温における酸化／腐食抵抗性の向上
をもたらす。使用中に、アルミナイド中の若干のＡｌ成
分は漸次被覆表面に移行し、そこでアルミナ（Ａｌ
2Ｏ3）に転化して、耐腐食／耐酸化性バリヤーとなる。
それでもやはり、このバリヤーは漸次浸食され、下方の
アルミナイドから移行するアルミニウムがさらに酸化さ
れることによって補充される。
【００１６】理想的には、被覆表面層中のアルミナイド
の濃度を維持するのに必要な過剰Ａｌは、被覆内部のＭ
ＣｒＡｌＹ部分から供給できるであろう。しかし、アル
ミニウムの濃度が前記範囲の下限近く（前記具体例中
で、およそ４ないし２０重量％、たとえば１２重量％）
であるＭＣｒＡｌＹ合金の場合には，移動機構が長期に
わたって欠乏表面層にＡｌを供給し続けることができる
ためにはＡｌ含量が不足する。こうしたことにもかかわ
らず、使用中、必要な拡散熱処理が行われた後に、Ａｌ
含量が多いと、被覆を脆くする傾向があるので、比較的
低Ａｌ含量のＭＣｒＡｌＹ被覆が好ましい。
の濃度を維持するのに必要な過剰Ａｌは、被覆内部のＭ
ＣｒＡｌＹ部分から供給できるであろう。しかし、アル
ミニウムの濃度が前記範囲の下限近く（前記具体例中
で、およそ４ないし２０重量％、たとえば１２重量％）
であるＭＣｒＡｌＹ合金の場合には，移動機構が長期に
わたって欠乏表面層にＡｌを供給し続けることができる
ためにはＡｌ含量が不足する。こうしたことにもかかわ
らず、使用中、必要な拡散熱処理が行われた後に、Ａｌ
含量が多いと、被覆を脆くする傾向があるので、比較的
低Ａｌ含量のＭＣｒＡｌＹ被覆が好ましい。
【００１７】したがって、被覆のＭＣｒＡｌＹ成分が適
用されたままの状態で４ないし２０重量％という比較的
低Ａｌ含量を有するアルミナイジングされたプラズマ溶
射ＭＣｒＡｌＹ被覆の高温における耐腐食および耐酸化
性能を改善することが望まれている。
用されたままの状態で４ないし２０重量％という比較的
低Ａｌ含量を有するアルミナイジングされたプラズマ溶
射ＭＣｒＡｌＹ被覆の高温における耐腐食および耐酸化
性能を改善することが望まれている。
【００１８】前記の高温における耐酸化／耐腐食性に加
えて、低温における酸化および腐食に抵抗するＭＣｒＡ
ｌＹの能力を向上させることも望ましく、ここでいう
「低温」とは約５５０ないし７５０℃を意味する。いう
までもなく、これは被覆によって付与される高温保護性
に悪影響を及ぼさずに達成されなければならない。
えて、低温における酸化および腐食に抵抗するＭＣｒＡ
ｌＹの能力を向上させることも望ましく、ここでいう
「低温」とは約５５０ないし７５０℃を意味する。いう
までもなく、これは被覆によって付与される高温保護性
に悪影響を及ぼさずに達成されなければならない。
【００１９】被覆システムの低温耐酸化／耐腐食性を改
善する一つの公知の手段は少なくとも被覆の表面層近傍
のクロムの濃度を増大させることである。一般的にいえ
ば、被覆中のＣｒ濃度レベルが約４０％まで増加するに
つれて低温における耐酸化／耐腐食性は向上するが、さ
らに４０％を超えて増大すると有害であることが認めら
れている。現行被覆のＣｒ含量を増加させる方法をクロ
マイジングといい、Ｃｈｒｏｍａｌｌｏｙ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎが市場に出しているような公知の蒸気クロ
マイジング法またはパッククロマイジング法によって通
常行われる。
善する一つの公知の手段は少なくとも被覆の表面層近傍
のクロムの濃度を増大させることである。一般的にいえ
ば、被覆中のＣｒ濃度レベルが約４０％まで増加するに
つれて低温における耐酸化／耐腐食性は向上するが、さ
らに４０％を超えて増大すると有害であることが認めら
れている。現行被覆のＣｒ含量を増加させる方法をクロ
マイジングといい、Ｃｈｒｏｍａｌｌｏｙ Ｃｏｒｐｏ
ｒａｔｉｏｎが市場に出しているような公知の蒸気クロ
マイジング法またはパッククロマイジング法によって通
常行われる。
【００２０】クロマイジングは、Ｃｒが酸化してクロミ
ア（Ｃｒ2Ｏ3）となり、これが被覆表面に保護酸化フィ
ルムを形成するので、被覆システムの低温における耐酸
化／耐腐食性を向上させる。残念なことに、クロマイジ
ングは被覆システムの高温における耐酸化／耐腐食性を
向上させるのには有効ではない。これは約７５０℃を上
回る温度では、Ｃｒ2Ｏ3が解離してＣｒとガス状のＣｒ
Ｏ3になるからである。
ア（Ｃｒ2Ｏ3）となり、これが被覆表面に保護酸化フィ
ルムを形成するので、被覆システムの低温における耐酸
化／耐腐食性を向上させる。残念なことに、クロマイジ
ングは被覆システムの高温における耐酸化／耐腐食性を
向上させるのには有効ではない。これは約７５０℃を上
回る温度では、Ｃｒ2Ｏ3が解離してＣｒとガス状のＣｒ
Ｏ3になるからである。
【００２１】したがって、この発明は、Ｍが鉄、コバル
トおよびニッケルの少なくとも一つであるＭ系超合金基
材に、表面およびその近傍にアルミナイドを含有する濃
度勾配複合保護被覆システム（ａ ｇｒａｄｅｄ ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎ
ｇ ｓｙｓｔｅｍ）を付与する方法であり、さらに該方
法は下記諸工程を含んでいる。
トおよびニッケルの少なくとも一つであるＭ系超合金基
材に、表面およびその近傍にアルミナイドを含有する濃
度勾配複合保護被覆システム（ａ ｇｒａｄｅｄ ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎ
ｇ ｓｙｓｔｅｍ）を付与する方法であり、さらに該方
法は下記諸工程を含んでいる。
【００２２】基材表面に、被覆材料のＡｌ含量が４ない
し２０重量％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系合金被覆材
料を適用する工程；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆を
クロマイジングして、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロ
ム（ｅｘｔｒａ ｃｈｒｏｍｉｕｍ）を有するクロマイ
ジングした上層（ａ ｃｈｒｏｍｉｓｅｄ ｔｏｐ ｌ
ａｙｅｒ）を有する被覆を生成させ、クロマイジング後
のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含量が好ま
しくは約４０％以下、もっとも好ましくは３５ないし４
０％である工程；前記に用いた処理工程で得られた被覆
をアルミナイジングして、被覆のＭ成分のアルミナイド
を含有する表面層を有する被覆を生成させる工程；アル
ミナイジングした被覆表面上に白金層を堆積させる（ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）工程；および得られた被覆を熱処
理して、白金層を下層のアルミナイド含有層中に拡散さ
せ、それによって白金変性アルミナイド表面層を有する
ＭＣｒＡｌＹ被覆を生成させる工程。
し２０重量％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系合金被覆材
料を適用する工程；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆を
クロマイジングして、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロ
ム（ｅｘｔｒａ ｃｈｒｏｍｉｕｍ）を有するクロマイ
ジングした上層（ａ ｃｈｒｏｍｉｓｅｄ ｔｏｐ ｌ
ａｙｅｒ）を有する被覆を生成させ、クロマイジング後
のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含量が好ま
しくは約４０％以下、もっとも好ましくは３５ないし４
０％である工程；前記に用いた処理工程で得られた被覆
をアルミナイジングして、被覆のＭ成分のアルミナイド
を含有する表面層を有する被覆を生成させる工程；アル
ミナイジングした被覆表面上に白金層を堆積させる（ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｎｇ）工程；および得られた被覆を熱処
理して、白金層を下層のアルミナイド含有層中に拡散さ
せ、それによって白金変性アルミナイド表面層を有する
ＭＣｒＡｌＹ被覆を生成させる工程。
【００２３】白金層は適用時に厚さが５ないし１５μｍ
であるが好ましく、アルミナイジング工程後の基材の性
質を回復するのに通常用いられる引き続く拡散熱処理が
都合が良い。合金ＩＮ７３８の場合には、これは１１２
０℃における１時間の拡散処理、ガスファン急冷、およ
び８４５℃における２４時間の時効である。
であるが好ましく、アルミナイジング工程後の基材の性
質を回復するのに通常用いられる引き続く拡散熱処理が
都合が良い。合金ＩＮ７３８の場合には、これは１１２
０℃における１時間の拡散処理、ガスファン急冷、およ
び８４５℃における２４時間の時効である。
【００２４】上記の熱処理時間が与えられたとすると、
堆積したまま（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）の白金層の
厚さは、前記被覆の最終構造にとって極めて重要であ
る。厚さが１０ないし１５μｍの堆積白金層を用いる
と、白金変性アルミナイドを含有する単一表面層を有す
るＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造が得られる。これは、熱
処理中に白金と下層のアルミナイドとが完全に相互拡散
する（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｆｆｕｓｅ）ことによってでき
る。
堆積したまま（ａｓ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ）の白金層の
厚さは、前記被覆の最終構造にとって極めて重要であ
る。厚さが１０ないし１５μｍの堆積白金層を用いる
と、白金変性アルミナイドを含有する単一表面層を有す
るＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造が得られる。これは、熱
処理中に白金と下層のアルミナイドとが完全に相互拡散
する（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｆｆｕｓｅ）ことによってでき
る。
【００２５】あるいはまた、白金変性アルミナイドを含
有する上層（ａ ｔｏｐ ｌａｙｅｒ）および実質的に
白金変性されていないアルミナイドを含有する表面下層
（ａｓｕｂ−ｓｕｒｆａｃｅ ｌａｙｅｒ）の形態をな
す二重表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造を得
るには、堆積白金層の厚さが５ないし１０μｍでなけれ
ばならない。これは、熱処理中に、白金と下層のアルミ
ナイドとが完全には相互拡散しないために生じることが
できる。
有する上層（ａ ｔｏｐ ｌａｙｅｒ）および実質的に
白金変性されていないアルミナイドを含有する表面下層
（ａｓｕｂ−ｓｕｒｆａｃｅ ｌａｙｅｒ）の形態をな
す二重表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造を得
るには、堆積白金層の厚さが５ないし１０μｍでなけれ
ばならない。これは、熱処理中に、白金と下層のアルミ
ナイドとが完全には相互拡散しないために生じることが
できる。
【００２６】この発明は、また、Ｍが鉄、コバルトおよ
びニッケルの少なくとも一つであるＭ系超合金基材に、
表面およびその近傍のアルミニウム含量が高められたア
ルミナイドを含有する濃度勾配複合保護被覆システムを
付与する別の方法であって、該方法は下記諸工程を含ん
でいる。
びニッケルの少なくとも一つであるＭ系超合金基材に、
表面およびその近傍のアルミニウム含量が高められたア
ルミナイドを含有する濃度勾配複合保護被覆システムを
付与する別の方法であって、該方法は下記諸工程を含ん
でいる。
【００２７】基材表面に、被覆材料のＡｌ含量が４ない
し２０重量％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系合金被覆材
料を適用する工程；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆を
クロマイジングして、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロ
ム（ｅｘｔｒａ ｃｈｒｏｍｉｕｍ）を有するクロマイ
ジングした上層をもつ被覆を生成させ、クロマイジング
後のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含量が好
ましくは約４０％以下、もっとも好ましくは３５ないし
４０％である工程；前記に用いた処理工程で得た被覆表
面に白金層を堆積させる工程；得られた被覆を熱処理し
て、白金層を下層のＭＣｒＡｌＹ被覆中に拡散させる工
程；および前記工程で得た被覆をアルミナイジングし、
さらに熱処理してアルミニウムをプラチナイジングした
被覆の表面中に拡散させ、それによって被覆のＭ成分の
白金変性アルミナイドを含有する表面層を有するＭＣｒ
ＡｌＹ被覆を生成させる工程。
し２０重量％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系合金被覆材
料を適用する工程；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆を
クロマイジングして、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロ
ム（ｅｘｔｒａ ｃｈｒｏｍｉｕｍ）を有するクロマイ
ジングした上層をもつ被覆を生成させ、クロマイジング
後のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含量が好
ましくは約４０％以下、もっとも好ましくは３５ないし
４０％である工程；前記に用いた処理工程で得た被覆表
面に白金層を堆積させる工程；得られた被覆を熱処理し
て、白金層を下層のＭＣｒＡｌＹ被覆中に拡散させる工
程；および前記工程で得た被覆をアルミナイジングし、
さらに熱処理してアルミニウムをプラチナイジングした
被覆の表面中に拡散させ、それによって被覆のＭ成分の
白金変性アルミナイドを含有する表面層を有するＭＣｒ
ＡｌＹ被覆を生成させる工程。
【００２８】白金層は、適用時に厚さが５ないし１０μ
ｍであるのが好ましい。
ｍであるのが好ましい。
【００２９】アルミナイジングの時間は前記被覆の最終
構造にとって極めて重要である。上記の厚さに堆積した
白金層を用いると、白金変性アルミナイド含有単一表面
層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造を得るには、プ
ラチナイジングした被覆を、アルミナイジング温度にお
いて、約４ないし６時間という比較的短時間しかアルミ
ナイジングを行ってはならない。これによってアルミニ
ウムは、白金がすでにほぼ拡散している範囲内にのみプ
ラチナイジングした被覆中に拡散することができる。あ
るいはまた、白金変性アルミナイドを含有する上層およ
び実質的に白金で変性されていないアルミナイドを含有
する表面下層の形態をなす二重表面層を有するＭＣｒＡ
ｌＹ被覆を含む構造を得るには、プラチナイジングした
被覆は、アルミナイジング温度において、約６ないし１
２時間という比較的長時間アルミナイジングしなければ
ならない。これによって、アルミニウムは、白金がすで
に拡散している以上に深く、プラチナイジングした被覆
中に拡散することができる。
構造にとって極めて重要である。上記の厚さに堆積した
白金層を用いると、白金変性アルミナイド含有単一表面
層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む構造を得るには、プ
ラチナイジングした被覆を、アルミナイジング温度にお
いて、約４ないし６時間という比較的短時間しかアルミ
ナイジングを行ってはならない。これによってアルミニ
ウムは、白金がすでにほぼ拡散している範囲内にのみプ
ラチナイジングした被覆中に拡散することができる。あ
るいはまた、白金変性アルミナイドを含有する上層およ
び実質的に白金で変性されていないアルミナイドを含有
する表面下層の形態をなす二重表面層を有するＭＣｒＡ
ｌＹ被覆を含む構造を得るには、プラチナイジングした
被覆は、アルミナイジング温度において、約６ないし１
２時間という比較的長時間アルミナイジングしなければ
ならない。これによって、アルミニウムは、白金がすで
に拡散している以上に深く、プラチナイジングした被覆
中に拡散することができる。
【００３０】上記の方法におけるクロマイジング工程
を、実施する場合には、実質的にＭＣｒＡｌＹ被覆の表
面またはその近傍にＣｒの大きな濃度勾配が得られるよ
うに実施する。このことは低温における耐硫化性を向上
させる。
を、実施する場合には、実質的にＭＣｒＡｌＹ被覆の表
面またはその近傍にＣｒの大きな濃度勾配が得られるよ
うに実施する。このことは低温における耐硫化性を向上
させる。
【００３１】種々の超合金被覆システムのクロム含量の
増加はその低温耐硫化性を向上させるが、ただしＣｒ含
量が多すぎると、過度の脆さを生じさせるので、約４０
重量％というＣｒ含量上限が通常守られている。この低
温耐硫化性は、被覆中のＣｒが酸化してクロミア（Ｃｒ
2Ｏ3）となり、それが約７５０℃を下回る温度では比較
的不活性のために達成される。しかし、７５０℃を超え
ると、クロミアは解離して、被覆表面からのＣｒＯ3ガ
スの発散、続いて酸化物表面スケールの崩壊を伴うの
で、下層を開放したままにして、さらに侵食させる。そ
れゆえ、Ｃｒを富有するＭＣｒＡｌＹ被覆は、約７５０
℃を上回る温度における耐硫化性を向上させるのには無
効であると通常考えられている。
増加はその低温耐硫化性を向上させるが、ただしＣｒ含
量が多すぎると、過度の脆さを生じさせるので、約４０
重量％というＣｒ含量上限が通常守られている。この低
温耐硫化性は、被覆中のＣｒが酸化してクロミア（Ｃｒ
2Ｏ3）となり、それが約７５０℃を下回る温度では比較
的不活性のために達成される。しかし、７５０℃を超え
ると、クロミアは解離して、被覆表面からのＣｒＯ3ガ
スの発散、続いて酸化物表面スケールの崩壊を伴うの
で、下層を開放したままにして、さらに侵食させる。そ
れゆえ、Ｃｒを富有するＭＣｒＡｌＹ被覆は、約７５０
℃を上回る温度における耐硫化性を向上させるのには無
効であると通常考えられている。
【００３２】しかし、我々の発明において、我々は、Ｍ
ＣｒＡｌＹ被覆のＣｒ含量を、クロマイジング工程を用
いて、好ましくは約４０重量％という最高の望ましい限
度まで高め、その後アルミナイジング、場合によりプラ
チナイジング（あるいはまた、そして好ましくは、この
任意のプラチナイジング工程はアルミナイジング工程の
前に行うことができ、そのことは得られる白金変性アル
ミナイド層中のＡｌの濃度を高める効果がある）、さら
に最終的に熱処理によって、ＭＣｒＡｌＹ被覆の表面層
中の高濃度のＣｒとともに高濃度のアルミナイドの存在
は、クロミアの解離が、約７５０℃を上回る温度におけ
る侵食に耐えるアルミナの生成をさらに助長するので、
該温度における被覆表面のクロミアの反応動力学を変え
るという相乗効果の得られることを知った。
ＣｒＡｌＹ被覆のＣｒ含量を、クロマイジング工程を用
いて、好ましくは約４０重量％という最高の望ましい限
度まで高め、その後アルミナイジング、場合によりプラ
チナイジング（あるいはまた、そして好ましくは、この
任意のプラチナイジング工程はアルミナイジング工程の
前に行うことができ、そのことは得られる白金変性アル
ミナイド層中のＡｌの濃度を高める効果がある）、さら
に最終的に熱処理によって、ＭＣｒＡｌＹ被覆の表面層
中の高濃度のＣｒとともに高濃度のアルミナイドの存在
は、クロミアの解離が、約７５０℃を上回る温度におけ
る侵食に耐えるアルミナの生成をさらに助長するので、
該温度における被覆表面のクロミアの反応動力学を変え
るという相乗効果の得られることを知った。
【００３３】さて、種々の先行技術の被覆および本発明
の被覆の例について添付図面を参照しながら説明する。
の被覆の例について添付図面を参照しながら説明する。
【００３４】前記ＣｏＣｒＡｌＹオーバーレー被覆シス
テムに対する種々の改良の有効性試験において、前述の
アルゴンシュラウドプラズマ溶射法によってＩＮ７３８
合金バーにまず、オーバーレー被覆を適用した。次に下
記のいろいろな方法を用いて被覆の外層中に特別の元素
を導入した。
テムに対する種々の改良の有効性試験において、前述の
アルゴンシュラウドプラズマ溶射法によってＩＮ７３８
合金バーにまず、オーバーレー被覆を適用した。次に下
記のいろいろな方法を用いて被覆の外層中に特別の元素
を導入した。
【００３５】（１） １０９０℃で６時間蒸気アルミナ
イジングし、次に基材の性質を回復させるために熱処理
する。すなわち１１２０℃で１ないし２時間の拡散処
理、ガスファン急冷、および８４５℃で２４時間エージ
ング。得られた構造の線図を図１に示す。
イジングし、次に基材の性質を回復させるために熱処理
する。すなわち１１２０℃で１ないし２時間の拡散処
理、ガスファン急冷、および８４５℃で２４時間エージ
ング。得られた構造の線図を図１に示す。
【００３６】（２） （１）のように蒸気アルミナイジ
ングし、強制送風法（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｌａｓ
ｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）によって清浄にし、次
に被覆に厚さ１５μｍに白金めっきをし、さらに（１）
と同様に熱処理して、ＭＣｒＡｌＹ被覆とＰｔ層とを相
互拡散させて、基材の性質を回復させる。得られた構造
を図２に線図で示す。
ングし、強制送風法（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｌａｓ
ｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）によって清浄にし、次
に被覆に厚さ１５μｍに白金めっきをし、さらに（１）
と同様に熱処理して、ＭＣｒＡｌＹ被覆とＰｔ層とを相
互拡散させて、基材の性質を回復させる。得られた構造
を図２に線図で示す。
【００３７】（３） （１）のように蒸気アルミナイジ
ングし、強制送風法によって清浄にし、次に被覆に厚さ
８μｍに白金めっきをし、さらに（１）と同様に熱処理
して、ＭＣｒＡｌＹ被覆とＰｔ層とを相互拡散させて、
基材の性質を回復させる。得られた構造を図３に線図で
示す。
ングし、強制送風法によって清浄にし、次に被覆に厚さ
８μｍに白金めっきをし、さらに（１）と同様に熱処理
して、ＭＣｒＡｌＹ被覆とＰｔ層とを相互拡散させて、
基材の性質を回復させる。得られた構造を図３に線図で
示す。
【００３８】（４） 密閉レトルト内で１１００℃で５
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（２）の様
に処理する。得られた構造は図２と同様であるが、ただ
しアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（２）の様
に処理する。得られた構造は図２と同様であるが、ただ
しアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
【００３９】（５） 密閉レトルト内で１１００℃で５
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（３）の様
に処理する。得られた構造は図３と同様であるが、ただ
しアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（３）の様
に処理する。得られた構造は図３と同様であるが、ただ
しアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
【００４０】（６） 密閉レトルト内で１１００℃で５
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（１）のよ
うに処理する。得られた構造は図１と同様であるが、た
だしアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
時間蒸気クロマイジングし、次いで、さらに（１）のよ
うに処理する。得られた構造は図１と同様であるが、た
だしアルミナイド層はＣｒに富んでいる。
【００４１】初めのＭＣｒＡｌＹ被覆の改良を含む上記
六つの方法に加えて、さらに二つの被覆システムを試験
した。
六つの方法に加えて、さらに二つの被覆システムを試験
した。
【００４２】（７） （５）のように処理するが、初め
のＭＣｒＡｌＹベースコートをもたない。
のＭＣｒＡｌＹベースコートをもたない。
【００４３】（８） ＭＣｒＡｌＹベースコートのみ。
【００４４】前記の主要被覆方法は次のような特徴があ
る。
る。
【００４５】蒸気アルミナイジング法は、アルゴンを満
たしたレトルト容器内で行い、アルミナイジングさせる
部品を、加熱するとアルミニウムハライドガスを遊離す
るアルミナイジング粉末の入れ物の上方直ぐ近くのとこ
ろに懸垂する。ガスから出るアルミニウムは部品に堆積
し、高温のため部品内部に拡散する。この方法の工業的
事例は英国、Ｄｅｒｂｙ ＤＥ５５ ４ＲＨのＢｒａｍ
ｂｌｅ Ｗａｙ， Ｃｌｏｖｅｒ Ｎｏｏｋ Ｉｎｄｕ
ｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅ， Ｓｏｍｅｒｃｏａｔｅ
ｓのＣｈｒｏｍａｌｌｏｙ Ｕ．Ｋ，Ｌｉｍｉｔｅｄま
たは親会社の米国、ＮＹ１０９６２， Ｏｒａｎｇｅｂ
ｕｒｇ， ＢｌａｉｓｄｅｌｌのＣｈｒｏｍａｌｌｏｙ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙか
ら得られるＲＴ６９（商品名）法である。
たしたレトルト容器内で行い、アルミナイジングさせる
部品を、加熱するとアルミニウムハライドガスを遊離す
るアルミナイジング粉末の入れ物の上方直ぐ近くのとこ
ろに懸垂する。ガスから出るアルミニウムは部品に堆積
し、高温のため部品内部に拡散する。この方法の工業的
事例は英国、Ｄｅｒｂｙ ＤＥ５５ ４ＲＨのＢｒａｍ
ｂｌｅ Ｗａｙ， Ｃｌｏｖｅｒ Ｎｏｏｋ Ｉｎｄｕ
ｓｔｒｉａｌ Ｅｓｔａｔｅ， Ｓｏｍｅｒｃｏａｔｅ
ｓのＣｈｒｏｍａｌｌｏｙ Ｕ．Ｋ，Ｌｉｍｉｔｅｄま
たは親会社の米国、ＮＹ１０９６２， Ｏｒａｎｇｅｂ
ｕｒｇ， ＢｌａｉｓｄｅｌｌのＣｈｒｏｍａｌｌｏｙ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙか
ら得られるＲＴ６９（商品名）法である。
【００４６】白金めっきは電気めっき法によって行った
が、これも前記所在地にあるＣｈｒｏｍａｌｌｏｙから
商品名ＲＴ２２として得られる。
が、これも前記所在地にあるＣｈｒｏｍａｌｌｏｙから
商品名ＲＴ２２として得られる。
【００４７】蒸気クロマイジングは蒸気アルミナイジン
グと同様の方法で行い、これもＣＮ７０という商品名で
Ｃｈｒｏｍａｌｌｏｙから得られる。
グと同様の方法で行い、これもＣＮ７０という商品名で
Ｃｈｒｏｍａｌｌｏｙから得られる。
【００４８】上記に概略述べたように処理した試料に擬
似等温硫化試験を行った。被覆試料片をＮｉｍｏｎｉｃ
ボートに入れて、Ｎａ2ＳｉＯ3とＭｏＳ2ペーストの５
０／５０混合物で覆った。次に試料をマッフル炉内で８
５０℃において最高３５５０時間の間試験を行った。時
々、各被覆システム種の試料を取り出して、入念に顕微
鏡観察試料片を作製した。各試料片ごとに侵入深さを記
録した。この試験結果は図４に示すが、図４は時間単位
の試験時間に対するミクロン単位の被覆中の侵入深さの
グラフである。
似等温硫化試験を行った。被覆試料片をＮｉｍｏｎｉｃ
ボートに入れて、Ｎａ2ＳｉＯ3とＭｏＳ2ペーストの５
０／５０混合物で覆った。次に試料をマッフル炉内で８
５０℃において最高３５５０時間の間試験を行った。時
々、各被覆システム種の試料を取り出して、入念に顕微
鏡観察試料片を作製した。各試料片ごとに侵入深さを記
録した。この試験結果は図４に示すが、図４は時間単位
の試験時間に対するミクロン単位の被覆中の侵入深さの
グラフである。
【００４９】以下はさきの１ないし８項に挙げた各種被
覆の供試試料の顕微鏡観察の簡単な記録である。
覆の供試試料の顕微鏡観察の簡単な記録である。
【００５０】（１） ＭＣｒＡｌＹ被覆の外側部分にＡ
ｌに富む外層が生じた。硫化腐食は主としてＡｌに富む
外層内に認められ、ＭＣｒＡｌＹ内部には腐食はなかっ
た。
ｌに富む外層が生じた。硫化腐食は主としてＡｌに富む
外層内に認められ、ＭＣｒＡｌＹ内部には腐食はなかっ
た。
【００５１】（２） ＭＣｒＡｌＹ被覆の外側部分に白
金変性アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じ
た。しかし、この層中のＡｌの重量％濃度は、（１）と
比較して硫化腐食に対する保護性が劣るほど低いことが
わかった。
金変性アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じ
た。しかし、この層中のＡｌの重量％濃度は、（１）と
比較して硫化腐食に対する保護性が劣るほど低いことが
わかった。
【００５２】（３） ＭＣｒＡｌＹ被覆の外側部分のコ
バルトアルミナイド層（ＣｏＡｌ）の上に白金変性アル
ミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じた。白金変
性アルミナイド層中のＡｌの濃度が高いので、（２）よ
りも良好な保護性を示した。
バルトアルミナイド層（ＣｏＡｌ）の上に白金変性アル
ミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じた。白金変
性アルミナイド層中のＡｌの濃度が高いので、（２）よ
りも良好な保護性を示した。
【００５３】（４） ＭＣｒＡｌＹ被覆の外側部分のク
ロム富有ＭＣｒＡｌＹ被覆層の上にクロム富有白金変性
アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じた。し
かし、白金変性アルミナイド層中のＡｌの重量％濃度
は、硫化腐食が（１）と比較してかろうじてまさる保護
性を示すにすぎないほど、低いことがわかった。
ロム富有ＭＣｒＡｌＹ被覆層の上にクロム富有白金変性
アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡｌ）が生じた。し
かし、白金変性アルミナイド層中のＡｌの重量％濃度
は、硫化腐食が（１）と比較してかろうじてまさる保護
性を示すにすぎないほど、低いことがわかった。
【００５４】（５） ＭＣｒＡｌＹ被覆の外側部分のク
ロム富有コバルトアルミナイド層（ＣｏＡｌ）の上にク
ロム富有白金変性アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡ
ｌ）が生じた。白金変性アルミナイド層中のＡｌの濃度
が高いので（４）よりもすぐれた保護性を示した。
ロム富有コバルトアルミナイド層（ＣｏＡｌ）の上にク
ロム富有白金変性アルミナイド層（ＰｔＡｌ2＋ＣｏＡ
ｌ）が生じた。白金変性アルミナイド層中のＡｌの濃度
が高いので（４）よりもすぐれた保護性を示した。
【００５５】（６） クロマイジングしたＭＣｒＡｌＹ
被覆の外側部分にクロム富有アルミナイド外層が生じ
た。Ａｌ濃度が十分には高くないので硫化腐食は（１）
の場合よりも大きかったが、至るところに余分のクロム
が存在しているので、低温における酸化保護性は向上す
ると思われる。
被覆の外側部分にクロム富有アルミナイド外層が生じ
た。Ａｌ濃度が十分には高くないので硫化腐食は（１）
の場合よりも大きかったが、至るところに余分のクロム
が存在しているので、低温における酸化保護性は向上す
ると思われる。
【００５６】（７） 超合金試料上にクロム富有アルミ
ナイド表面層が生じた。これは幾分かは、Ａｌ濃度が低
いために、硫化性に対する保護性は極めて劣ることを示
した。
ナイド表面層が生じた。これは幾分かは、Ａｌ濃度が低
いために、硫化性に対する保護性は極めて劣ることを示
した。
【００５７】（８） 素地のＭＣｒＡｌＹ被覆は、
（１）のアルミナイジングしたＭＣｒＡｌＹ層に比べて
保護性がはるかに劣ったが、（７）よりは良好であっ
た。
（１）のアルミナイジングしたＭＣｒＡｌＹ層に比べて
保護性がはるかに劣ったが、（７）よりは良好であっ
た。
【００５８】図４からわかるように、硫化試験における
全般的に最良の性能は、クロマイジングし、アルミナイ
ジングし、さらに８ミクロンの白金めっきとともにプラ
チナイジングして、拡散させた層であった被覆（５）に
よって得られた。
全般的に最良の性能は、クロマイジングし、アルミナイ
ジングし、さらに８ミクロンの白金めっきとともにプラ
チナイジングして、拡散させた層であった被覆（５）に
よって得られた。
【００５９】次に良好な性能を示したものは被覆
（４），（６），（３）および（２）であって、見掛け
の耐硫化性能が共に極めて近似していた。被覆（４）は
１６ミクロンという厚い白金めっきを適用した以外は被
覆（５）と同様に処理されていた。被覆（６）はクロマ
イジングおよびアルミナイジングしたが、プラチナイジ
ングしなかった。被覆（３）および（２）はアルミナイ
ジングおよびプラチナイジングしたがクロマイジングし
なかった。
（４），（６），（３）および（２）であって、見掛け
の耐硫化性能が共に極めて近似していた。被覆（４）は
１６ミクロンという厚い白金めっきを適用した以外は被
覆（５）と同様に処理されていた。被覆（６）はクロマ
イジングおよびアルミナイジングしたが、プラチナイジ
ングしなかった。被覆（３）および（２）はアルミナイ
ジングおよびプラチナイジングしたがクロマイジングし
なかった。
【００６０】ここに見られた傾向は耐硫化性能が、クロ
マイジング工程によって向上し、また、もしも白金変性
アルミナイド層中のアルミニウムの濃度をできるだけ高
く保つことができさえすれば、プラチナイジングによっ
てさらに一層向上するということである。この場合に低
濃度のアルミニウムは拡散させるための厚い白金めっき
の適用と結び付けられる。
マイジング工程によって向上し、また、もしも白金変性
アルミナイド層中のアルミニウムの濃度をできるだけ高
く保つことができさえすれば、プラチナイジングによっ
てさらに一層向上するということである。この場合に低
濃度のアルミニウムは拡散させるための厚い白金めっき
の適用と結び付けられる。
【００６１】図５に硫化試験前の被覆（５）の典型的な
２００倍の顕微鏡写真を示すが、種々の層が認められ
る。図６にこの被覆のＸ線マイクロアナリシスの結果を
示すが、被覆のミクロン単位の深さに対して被覆中の種
々の元素の重量パーセント濃度を図示してある。ここ
で、被覆のＣｒ含量はクロマイジングされた層中に最高
約４０重量％、白金アルミナイド層中に最高約２０重量
％であって、ＭＣｒＡｌＹ被覆の本体中に約２５重量％
保有されていることがわかる。他方、アルミニウムの最
高含量は僅か約２０重量％で、白金変性層中の被覆表面
近くではこれよりも少ない。プロットしたＸ線マイクロ
アナリシスの結果は実験誤差および小規模の顕微鏡組織
中の元素濃度の局部変在による変動を受けやすいことを
注意しなければならない。
２００倍の顕微鏡写真を示すが、種々の層が認められ
る。図６にこの被覆のＸ線マイクロアナリシスの結果を
示すが、被覆のミクロン単位の深さに対して被覆中の種
々の元素の重量パーセント濃度を図示してある。ここ
で、被覆のＣｒ含量はクロマイジングされた層中に最高
約４０重量％、白金アルミナイド層中に最高約２０重量
％であって、ＭＣｒＡｌＹ被覆の本体中に約２５重量％
保有されていることがわかる。他方、アルミニウムの最
高含量は僅か約２０重量％で、白金変性層中の被覆表面
近くではこれよりも少ない。プロットしたＸ線マイクロ
アナリシスの結果は実験誤差および小規模の顕微鏡組織
中の元素濃度の局部変在による変動を受けやすいことを
注意しなければならない。
【００６２】さきに詳しく述べた試験から、試料（４）
および（５）の場合に、外部領域中のＡｌ濃度は、アル
ミナイド被覆中で最高であると通常認められている濃度
よりも低いことが明らかであった。したがって、Ａｌ濃
度レベルを２５ないし３０％に高めるように、プロセス
の機能および操作順序を変えて、試験片についてさらに
試験を行った。変更は、実質的に、クロマイジングした
ＭＣｒＡｌＹオーバーレー被覆の上に直接白金めっきを
適用し、さらに、アルミナイジング工程の前に、１０５
０℃で２時間拡散熱処理させることによってプラチナイ
ジングすることであった。適用したままの白金めっきの
深さおよびプラチナイジングした被覆を次にアルミナイ
ジングした時間によって（白金変性層が厚いほどアルミ
ナイジング時間が長くかかる）、図５および図６に示さ
れる構造が再生できるであろうということが見出され
た。ただしアルミナイド層中のＡｌの濃度が２５ないし
３０％と高い場合のことである。このＡｌの高濃度は、
高温度の被覆の表面において、クロミアの解離の結果と
して生じる過剰のアルミナスケール生成という必要な相
乗効果の達成を可能にし、それによって高温耐硫化性を
向上させた。
および（５）の場合に、外部領域中のＡｌ濃度は、アル
ミナイド被覆中で最高であると通常認められている濃度
よりも低いことが明らかであった。したがって、Ａｌ濃
度レベルを２５ないし３０％に高めるように、プロセス
の機能および操作順序を変えて、試験片についてさらに
試験を行った。変更は、実質的に、クロマイジングした
ＭＣｒＡｌＹオーバーレー被覆の上に直接白金めっきを
適用し、さらに、アルミナイジング工程の前に、１０５
０℃で２時間拡散熱処理させることによってプラチナイ
ジングすることであった。適用したままの白金めっきの
深さおよびプラチナイジングした被覆を次にアルミナイ
ジングした時間によって（白金変性層が厚いほどアルミ
ナイジング時間が長くかかる）、図５および図６に示さ
れる構造が再生できるであろうということが見出され
た。ただしアルミナイド層中のＡｌの濃度が２５ないし
３０％と高い場合のことである。このＡｌの高濃度は、
高温度の被覆の表面において、クロミアの解離の結果と
して生じる過剰のアルミナスケール生成という必要な相
乗効果の達成を可能にし、それによって高温耐硫化性を
向上させた。
【００６３】最終被覆の白金変性アルミナイド層中のＡ
ｌ濃度を高くするためには、ＭＣｒＡｌＹ被覆をアルミ
ナイジングする前に該被覆をプラチナイジングする方法
は、クロマイジング工程と共に用いられるときに最大の
利益があるけれども、先行のクロマイジング工程なしに
用いる場合にも、明らかに有利であろう。
ｌ濃度を高くするためには、ＭＣｒＡｌＹ被覆をアルミ
ナイジングする前に該被覆をプラチナイジングする方法
は、クロマイジング工程と共に用いられるときに最大の
利益があるけれども、先行のクロマイジング工程なしに
用いる場合にも、明らかに有利であろう。
【００６４】前記説明は、ＩＮ７３８ミッケル系超合金
基質上にＣｏＣｒＡｌＹオーバーレー被覆を用いること
に集中しているけれども、この発明は、種々の超合金基
質上のＭＣｒＡｌＹ系被覆にも概ね適用可能であること
は明らかである。
基質上にＣｏＣｒＡｌＹオーバーレー被覆を用いること
に集中しているけれども、この発明は、種々の超合金基
質上のＭＣｒＡｌＹ系被覆にも概ね適用可能であること
は明らかである。
【図１】公知のアルミナイジングしたＭＣｒＡｌＹ被覆
の一般的特徴を示す顕微鏡的断面線図である。
の一般的特徴を示す顕微鏡的断面線図である。
【図２】本発明による二種類の被覆の一般的特徴を示す
顕微鏡的断面線図である。
顕微鏡的断面線図である。
【図３】本発明による二種類の被覆の一般的特徴を示す
顕微鏡的断面線図である。
顕微鏡的断面線図である。
【図４】種々の供試被覆の硫化腐食の結果を示すグラフ
である。
である。
【図５】本発明による好ましい被覆断面の顕微鏡写真で
ある。倍率２００倍。
ある。倍率２００倍。
【図６】図５に示した被覆に類似する被覆のマイクロプ
ローブ分析結果を図示したものである。
ローブ分析結果を図示したものである。
Claims (14)
- 【請求項１】 Ｍが鉄、コバルトおよびニッケルの少な
くとも一つであるＭ系超合金基材に、表面またはその近
傍にアルミナイドを含有する勾配複合保護被覆システム
を付与する方法において、該方法が、 基材表面に、被覆材料中のＡｌ含量が、４ないし２０重
量％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系の合金被覆材料を適
用し；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆をクロマイジン
グして、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロムを有するク
ロマイジングした上層をもつ被覆を生成させ、クロマイ
ジング後のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含
量が好ましくは約４０％以下、もっとも好ましくは３５
ないし４０％であるようにし；前に用いた処理工程で得
られた被覆をアルミナイジングして、被覆のＭ成分のア
ルミナイドを含む表面層を有する被覆を生成させ；アル
ミナイジングした被覆表面に白金層を堆積させ；さらに
得られた被覆を熱処理して、白金層を下層のアルミナイ
ド含有層中に拡散させることにより被覆をプラチナイジ
ングし、それによって白金変性アルミナイド表面層を有
するＭＣｒＡｌＹ被覆を生成させる工程を含む方法。 - 【請求項２】 適用したときの白金層の厚さが５ないし
１５μｍである請求項１または請求項２に記載の方法。 - 【請求項３】 適用したままの白金の厚さおよびその後
の熱処理が、熱処理中に白金と下層のアルミナイドとが
完全に相互拡散して、白金変性アルミナイドを含有する
単一表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む被覆構造を
生じるようなものである請求項１または請求項２に記載
の方法。 - 【請求項４】 適用したままの白金の厚さおよびその後
の熱処理が、熱処理中に、白金と下層のアルミナイドと
が完全に相互拡散せず、それによって、白金変性アルミ
ナイドを含有する上層および実質的に白金変性が行われ
ないアルミナイドを含有する表面下層の形態をなす二重
表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む被覆構造を生じ
るようなものである請求項１または請求項２に記載の方
法。 - 【請求項５】 白金拡散熱処理が、アルミナイジング工
程後の基材の性質を回復させるために通常用いられる処
理である請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 Ｍが鉄、コバルトおよびニッケルの少な
くとも一つであるＭ系超合金基材に、表面および近傍に
アルミニウム含量の多いアルミナイドを含有する勾配複
合保護被覆システムを付与する方法において、該方法
が、 基材表面に、被覆材料中のＡｌ含量が４ないし２０重量
％の範囲内にあるＭＣｒＡｌＹ系の合金被覆材料を適用
し；場合により、ＭＣｒＡｌＹ系被覆をクロマイジング
して、被覆のＭ成分中固溶体の過剰クロムを有するクロ
マイジングした上層をもつ被覆を生成させ、クロマイジ
ング後のＭＣｒＡｌＹ系被覆の表面層中の総クロム含量
が、好ましくは約４０％以下もっとも好ましくは３５な
いし４０％であるようにし；前に用いた処理工程で得ら
れた被覆表面に白金層を堆積させ；得られた被覆を熱処
理して、白金層を下層のＭＣｒＡｌＹ被覆中に拡散させ
ることによって被覆をプラチナイジングし；かつ前記工
程で得られた被覆をアルミナイジングし、さらに熱処理
して、アルミニウムをプラチナイジングした被覆表面中
に拡散させ、それによって被覆のＭ成分の白金変性アル
ミナイドを含む表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を生成
させる工程を含む方法。 - 【請求項７】 適用時の白金層の厚さが５ないし１５μ
ｍである請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 適用したままの白金の厚さ、プラチナイ
ジング熱処理および続くアルミナイジング工程が、アル
ミナイジング中に、アルミニウムは、白金がすでに拡散
していると同じくらいだけプラチナイジングした被覆中
に拡散し、それによって白金変性アルミナイドを含有す
る単一表面層を有するＭＣｒＡｌＹ被覆を含む被覆構造
を生じるようなものである請求項６または請求項７のい
ずれか一つの項に記載の方法。 - 【請求項９】 適用したままの白金の厚さ、プラチナイ
ジング熱処理および続くアルミナイジング工程が、アル
ミナイジング中に、アルミニウムはプラチナイジングし
た被覆中に、白金がすでに拡散している以上に拡散し、
それによって白金変性アルミナイドを含有する上層およ
び実質的に白金変性の行われないアルミナイドを含有す
る表面下層の形態をなす二重表面層を有するＭＣｒＡｌ
Ｙ被覆を含む被覆構造を生じるようなものである請求項
６または請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 Ｍが鉄、コバルトおよびニッケルの少
なくとも一つであるＭ系超合金基材用複合保護ＭＣｒＡ
ｌＹ被覆システムであって、該被覆が白金および被覆の
Ｍ成分のアルミナイドを含む表面層を有するものである
被覆システム。 - 【請求項１１】 白金変性アルミナイドを含む単一表面
層がある請求項１０記載の被覆システム。 - 【請求項１２】 白金変性アルミナイドを含む上層およ
び実質的に白金変性が行われないアルミナイドを含む表
面下層の形態をなす二重表面層がある請求項１０記載の
被覆システム。 - 【請求項１３】 表面層が被覆のＭ成分中固溶体の過剰
クロムを有し、かつ被覆の表面層中の総クロム含量が約
４０％以下である請求項１０ないし請求項１２のいずれ
か一つの項に記載の被覆システム。 - 【請求項１４】 被覆の表面層中の総クロム含量が３５
ないし４０％の範囲内にある請求項１３記載の被覆シス
テム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9218858:0 | 1992-09-05 | ||
| GB929218858A GB9218858D0 (en) | 1992-09-05 | 1992-09-05 | High temperature corrosion resistant composite coatings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220607A true JPH06220607A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=10721488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22123593A Withdrawn JPH06220607A (ja) | 1992-09-05 | 1993-09-06 | 高温耐腐食性複合被覆 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0587341B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06220607A (ja) |
| DE (1) | DE69301883T2 (ja) |
| GB (1) | GB9218858D0 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073841A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-12 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
| JP2012528249A (ja) * | 2009-05-26 | 2012-11-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ＭＣｒＡｌＸ層およびクロムリッチ層を含む層状コーティングシステムならびにその製造方法 |
| JP2014214381A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 鉄を含む鋳造ニッケル基超合金 |
| CN109154035A (zh) * | 2016-06-02 | 2019-01-04 | 通用电气公司 | 具有改进的涂层系统的翼型件及其形成方法 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9302978D0 (en) * | 1993-02-15 | 1993-03-31 | Secr Defence | Diffusion barrier layers |
| GB9426257D0 (en) * | 1994-12-24 | 1995-03-01 | Rolls Royce Plc | Thermal barrier coating for a superalloy article and method of application |
| RU2168558C2 (ru) * | 1995-07-25 | 2001-06-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Изделие с металлическим основным телом и способ его изготовления |
| US6066405A (en) * | 1995-12-22 | 2000-05-23 | General Electric Company | Nickel-base superalloy having an optimized platinum-aluminide coating |
| FR2745590B1 (fr) * | 1996-02-29 | 1998-05-15 | Snecma | Revetement de barriere thermique a sous-couche amelioree et pieces revetues par une telle barriere thermique |
| IL121313A (en) * | 1996-07-23 | 2001-03-19 | Rolls Royce Plc | Method of platinum aluminizing single crystal superalloys |
| EP0846788A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Siemens Aktiengesellschaft | An article having a superalloy substrate and an enrichment layer placed thereon, and methods of its manufacturing |
| FR2757181B1 (fr) * | 1996-12-12 | 1999-02-12 | Snecma | Procede de realisation d'un revetement protecteur a haute efficacite contre la corrosion a haute temperature pour superalliages, revetement protecteur obtenu par ce procede et pieces protegees par ce revetement |
| GB2322382A (en) * | 1997-02-22 | 1998-08-26 | Rolls Royce Plc | A coated superalloy article |
| DE19807636C1 (de) * | 1998-02-23 | 1999-11-18 | Mtu Muenchen Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer korrosions- und oxidationsbeständigen Schlickerschicht |
| EP1094131B1 (en) | 1999-10-23 | 2004-05-06 | ROLLS-ROYCE plc | A corrosion protective coating for a metallic article and a method of applying a corrosion protective coating to a metallic article |
| SG98436A1 (en) * | 1999-12-21 | 2003-09-19 | United Technologies Corp | Method of forming an active-element containing aluminide as stand alone coating and as bond coat and coated article |
| US6472018B1 (en) | 2000-02-23 | 2002-10-29 | Howmet Research Corporation | Thermal barrier coating method |
| US6465040B2 (en) * | 2001-02-06 | 2002-10-15 | General Electric Company | Method for refurbishing a coating including a thermally grown oxide |
| US7229701B2 (en) | 2004-08-26 | 2007-06-12 | Honeywell International, Inc. | Chromium and active elements modified platinum aluminide coatings |
| GB2421032A (en) * | 2004-12-11 | 2006-06-14 | Siemens Ind Turbomachinery Ltd | A method of protecting a component against hot corrosion |
| US20070116875A1 (en) | 2005-11-22 | 2007-05-24 | United Technologies Corporation | Strip process for superalloys |
| DE102005060243A1 (de) * | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Man Turbo Ag | Verfahren zum Beschichten einer Schaufel und Schaufel einer Gasturbine |
| US20070138019A1 (en) * | 2005-12-21 | 2007-06-21 | United Technologies Corporation | Platinum modified NiCoCrAlY bondcoat for thermal barrier coating |
| GB2452515B (en) | 2007-09-06 | 2009-08-05 | Siemens Ag | Seal coating between rotor blade and rotor disk slot in gas turbine engine |
| US8968528B2 (en) | 2008-04-14 | 2015-03-03 | United Technologies Corporation | Platinum-modified cathodic arc coating |
| EP2537959B1 (de) | 2011-06-22 | 2013-12-25 | MTU Aero Engines GmbH | Mehrfache Verschleißschutzbeschichtung und Verfahren zu Ihrer Herstellung |
| DE102012015586A1 (de) | 2012-08-08 | 2014-05-15 | MTU Aero Engines AG | Duplex Phasen CrAl-Beschichtung für verbesserten Korrosions-/Oxidations-Schutz |
| DE102013207457B4 (de) | 2013-04-24 | 2017-05-18 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperaturschutzbeschichtung |
| US10364490B2 (en) | 2013-12-10 | 2019-07-30 | United Technologies Corporation | Chromizing over cathodic arc coating |
| US20180297156A1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | General Electric Company | Repaired Airfoil with Improved Coating System and Methods of Forming the Same |
| DE102021127344A1 (de) | 2021-10-21 | 2023-04-27 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zum Beschichten eines Bauteils eines Flugtriebwerks mit einer Verschleißschutzschicht und Bauteil für ein Flugtriebwerk mit wenigstens einer Verschleißschutzschicht |
| CN117004912B (zh) * | 2023-08-21 | 2025-08-15 | 北航成都航空动力创新研究院有限公司 | 一种Pt改性梯度NiCoCrFeAl高熵涂层及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4123594A (en) * | 1977-09-22 | 1978-10-31 | General Electric Company | Metallic coated article of improved environmental resistance |
| US4447503A (en) * | 1980-05-01 | 1984-05-08 | Howmet Turbine Components Corporation | Superalloy coating composition with high temperature oxidation resistance |
| US4477538A (en) * | 1981-02-17 | 1984-10-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Platinum underlayers and overlayers for coatings |
| DE3918380A1 (de) * | 1989-06-06 | 1990-12-20 | Starck Hermann C Fa | Hochtemperatur-verbund-werkstoff, verfahren zu seiner herstellung sowie dessen verwendung |
-
1992
- 1992-09-05 GB GB929218858A patent/GB9218858D0/en active Pending
-
1993
- 1993-08-24 DE DE1993601883 patent/DE69301883T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-24 EP EP93306699A patent/EP0587341B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-06 JP JP22123593A patent/JPH06220607A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073841A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-12 | Kyocera Corp | 配線基板およびその製造方法 |
| JP2012528249A (ja) * | 2009-05-26 | 2012-11-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ＭＣｒＡｌＸ層およびクロムリッチ層を含む層状コーティングシステムならびにその製造方法 |
| US9222163B2 (en) | 2009-05-26 | 2015-12-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Layered coating system with a MCrAlX layer and a chromium rich layer and a method to produce it |
| JP2014214381A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 鉄を含む鋳造ニッケル基超合金 |
| US10266926B2 (en) | 2013-04-23 | 2019-04-23 | General Electric Company | Cast nickel-base alloys including iron |
| US11001913B2 (en) | 2013-04-23 | 2021-05-11 | General Electric Company | Cast nickel-base superalloy including iron |
| CN109154035A (zh) * | 2016-06-02 | 2019-01-04 | 通用电气公司 | 具有改进的涂层系统的翼型件及其形成方法 |
| JP2019519684A (ja) * | 2016-06-02 | 2019-07-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 改善されたコーティングシステムを備える翼形部およびその形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9218858D0 (en) | 1992-10-21 |
| DE69301883T2 (de) | 1996-08-08 |
| EP0587341A1 (en) | 1994-03-16 |
| DE69301883D1 (de) | 1996-04-25 |
| EP0587341B1 (en) | 1996-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06220607A (ja) | 高温耐腐食性複合被覆 | |
| US5500252A (en) | High temperature corrosion resistant composite coatings | |
| US5645893A (en) | Thermal barrier coating for a superalloy article and method of application | |
| Nicholls | Designing oxidation-resistant coatings | |
| JP3862774B2 (ja) | 超合金物品への断熱被膜の被覆方法及び断熱被膜 | |
| JP3996978B2 (ja) | プラチナ・アルミナイジングされた単一結晶超合金 | |
| US6344282B1 (en) | Graded reactive element containing aluminide coatings for improved high temperature performance and method for producing | |
| JP3431474B2 (ja) | 超合金の高温腐食に対して高い効果をもつ保護コーティングの製造方法、前記方法により得られる保護コーティング及び前記コーティングにより保護された部品 | |
| US5547770A (en) | Multiplex aluminide-silicide coating | |
| US5334263A (en) | Substrate stabilization of diffusion aluminide coated nickel-based superalloys | |
| US20110197999A1 (en) | Methods for making high-temperature coatings having pt metal modified gamma-ni +gamma'-ni3al alloy compositions and a reactive element | |
| EP1013786B1 (en) | Method for repairing a superalloy turbine component | |
| JPS6048590B2 (ja) | 被覆金属物品 | |
| JPH0336899B2 (ja) | ||
| US5837385A (en) | Environmental coating for nickel aluminide components and a method therefor | |
| US20060141283A1 (en) | Low cost inovative diffused MCrAIY coatings | |
| US8084094B2 (en) | Process of applying a coating system | |
| JP3844607B2 (ja) | 超合金部品の耐酸化腐食性の改良方法及び該方法により得られる超合金部品 | |
| EP2432912B1 (en) | Forming reactive element modified aluminide coatings with low reactive element content using vapor phase diffusion techniques | |
| Ajdari et al. | The effect of the MCrAlY composition and aluminizing cycle upon the microstructure and hot corrosion resistance of the over‐aluminized MCrAlY coating on IN738LC alloy substrate | |
| US20020031683A1 (en) | Vapor phase co-deposition coating for superalloy applications | |
| EP1123987A1 (en) | Repairable diffusion aluminide coatings | |
| JP4907072B2 (ja) | 選択的領域気相アルミナイズ方法 | |
| Khajavi et al. | Aluminide coatings for nickel based superalloys | |
| EP1099775A1 (en) | Platinum aluminide coating for cobalt-based superalloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010605 |