JPH0688197A - 動・静翼表面層 - Google Patents
動・静翼表面層Info
- Publication number
- JPH0688197A JPH0688197A JP4125240A JP12524092A JPH0688197A JP H0688197 A JPH0688197 A JP H0688197A JP 4125240 A JP4125240 A JP 4125240A JP 12524092 A JP12524092 A JP 12524092A JP H0688197 A JPH0688197 A JP H0688197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- dynamic
- static vanes
- coated
- surface layer
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
な動・静翼表面層に関する。 【構成】 NiCrAlY又はCoNiCrAlY合金
を低圧プラズマ溶射してコーティングした第1層、Zr
O2 −Y2 O3 を大気プラズマ溶射してコーティングし
た第2層及び化学的蒸着又は低圧プラズマ溶射してコー
ティングした緻密なセラミック層よりなる第3層からな
る動・静翼表面層。
Description
高効率化に対応可能な動・静翼表面層に関する。
れる高効率化された最近の産業用ガスタービンのタービ
ン入口ガス温度の上昇は著しく1300℃以上となって
いる。このような高温ガスに曝露される動・静翼に使用
される耐熱合金は精力的に研究開発が行なわれ、その許
容使用温度も年々上昇しているが、実用合金では850
〜900℃程度である。このため、実機ガスタービンで
は薄肉化した内部空気冷却翼が用いられている。
や重油におよび最近では石炭を液化又はガス化して利用
することも研究されており、空気冷却翼の高温酸化や高
温腐食防止を目的として低圧プラズマ溶射法(以下、V
PSという)によりNiCrAlY又はCoNiCrA
lYなどの耐食合金のコーティングを施した後、ZrO
2 −Y2 O3 を大気プラズマ溶射法(以下、APSとい
う)でコーティングし、この遮熱効果を利用して基材合
金の温度を低下させ、その結果としてガス温度の高温化
に対処している。
ビンにおいて、直接燃焼ガスと接触する動・静翼はガス
温度の上昇にともなって酸化速度が増加し、前記のよう
な遮熱コーティングを行った場合でも燃料や燃焼空気よ
り高温腐食成分がもち込まれると、これらが最表層のZ
rO2 −Y2 O3 層を透過して中間層のNiCrAlY
又はCoNiCrAlYまで到達し、これを腐食又は高
温酸化させる。このため中間層と最表層の境界部に腐食
又は酸化生成物ができ、これらは体積膨張を伴なうた
め、ZrO2−Y2 O3 層が剥離することがしばしば見
受けられる。このため、より高温耐食、耐酸化性にすぐ
れたコーティングをもつ動・静翼の開発がまたれてい
る。
じ、耐熱性、耐酸化性及び耐食性にすぐれた動・静翼の
表面層を提供しようとするものである。
又はCoNiCrAlY合金を低圧プラズマ溶射にてコ
ーティングした第1層、ZrO2 −Y2 O3 を大気プラ
ズマ溶射してコーティングした第2層及び化学的蒸着又
は低圧プラズマ溶射にてコーティングした緻密なセラミ
ック層よりなる第3層からなる動・静翼表面層である。
るNiCrAlYまたはCoNiCrAlYとZrO2
−Y2 O3 セラミック層をコーティングした構成は同一
であるが、本発明はさらに第3層として酸素透過量が少
なくなるようなセラミックよりなる材質(成分)、例え
ばAl2 O3 ,Cr2 O3 ,MgO,CaO,SiO 2
などを選択し、これらを緻密にコーティングする手法、
例えば化学的蒸着法(CVDという)またはVPSを採
用して付加したことに特徴があり、本発明の動・静翼表
面層はこれら3層をコーティングした後、熱処理するこ
とによって得られる。
0〜25wt%Cr,6〜8wt%Al,0.5〜1w
t%Y,残部:Niよりなる合金が、CoNiCrAl
Yは20〜25wt%Cr,6〜8wt%Al,0.5
〜1wt%Y,残部:Co,NiよりなりCo/Ni比
が任意な合金が一般的に使用され、そのコーティングは
VPSで行われ、層厚は20〜50μmである。
セラミック層としては8〜20wt%Y2 O3 ,残部Z
rO2 よりなる安定化ジルコニアが一般的に用いられ、
そのコーティングはAPSで行われ、その層厚は一般的
に100〜500μmである。
としては上述したものが使用されるが、第2層のZrO
2 −Y2 O3 層の熱膨張率に近いものを選択して、熱膨
張率の差によって剥離、割れが生じ難くすることが好ま
しい。ZrO2 −Y2 O3 の熱膨張率は10×10-6/
Kであるので、これに比較的に熱膨張率が近いAl2O
3 (8.1×10-6/K)、Cr2 O3 (8.7×10
-6/K)などが好ましく、また、これらのコーティング
方法は酸素及び腐食性成分の透過を抑える目的で緻密な
膜とする必要からCVD,VPSを採用すべきである。
また、その層厚は一般的には10〜50μmである。
コーティングの作用は、最表面層の緻密セラミックコー
ティングが酸素又は腐食性成分を母材から隔離し、母材
の酸化、腐食を防止する。すなわち、ZrO2 −Y2 O
3 は遮熱効果は有するが酸素透過性能が大きいため簡単
に酸素を母材まで移動させ、その結果、母材を酸化、腐
食させるが、本発明の第3層のコーティングにより外界
からの酸素、腐食性成分を遮断させることを可能とする
ほか、それ自身も遮熱効果を有するので表面層の耐熱性
も向上させる。
原理を図2に示す。図2において、TBCとは熱遮蔽コ
ーティング( Thermal Barrer Coating ) を意味する。
1はガスタービン動・静翼材に用いられる耐熱合金EC
Y768(Coベース)、IN738LC(Niベー
ス)の合金基材1に、先ずVPSにてNiCrAlY
(20〜25wt%Cr,6〜8wt%Al,0.5〜
1wt%Y,残部Ni)又はCoNiCrAlY(20
〜25wt%Cr,6〜8wt%Al,0.5〜1wt
%Y,残部Co,Ni、Co/Ni比は任意)よりなる
20〜50μm厚の第1層2を形成し、その上にAPS
にてZrO2 −Y2 O3 (Y2 O3 :8〜20%、Zr
O2 :残部)よりなる100〜500μm厚の第2層3
を形成し、さらにその上にCVD又はVPSにてセラミ
ック層よりなる10〜50μm厚の第3層4を形成させ
た後、熱処理して動・静翼表面層を得た。
CoNiCrAlY:50μm、第2層がZrO2 −Y
2 O3 :200μmよりなるコーティング層の従来例
9、第1層がNiCrAlY:30μm、第2層がZr
O2 −Y2 O3 :250μmよりなるコーティング層の
従来例10を、900℃(15分間)と室温(15分
間)の間のヒートサイクル試験によるコーティング層の
密着性確認試験結果を、まとめて図3に示す。図3よ
り、従来例9,10では450〜500サイクルでZr
O2 −Y2 O3 層が剥離したのに対し、本発明の具体例
では最低でも850サイクル(具体例8)の耐久性を示
し、具体例3,6などでは1000サイクル以上の耐久
性を示した。
熱による高温酸化条件における高温酸化試験の結果を図
4に示す。この結果、従来例9,10はCoNiCrA
lY又はNiCrAlYとZrO2 −Y2 O3 の界面に
11〜15μm厚さの酸化皮膜が生成したのに対し、本
発明ではその酸化皮膜は約2μm以下であって、酸素透
過防止効果が優れていることが確認された。
しているので、耐熱性、耐酸化性及び耐食性に優れてい
るものが得られる。
図
の結果を示す図表
を示す図表
Claims (1)
- 【請求項1】 NiCrAlY又はCoNiCrAlY
合金を低圧プラズマ溶射にてコーティングした第1層、
ZrO2 −Y2 O3 を大気プラズマ溶射してコーティン
グした第2層及び化学的蒸着又は低圧プラズマ溶射にて
コーティングした緻密なセラミック層よりなる第3層か
らなる動・静翼表面層。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125240A JP2977369B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 動・静翼表面層 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125240A JP2977369B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 動・静翼表面層 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688197A true JPH0688197A (ja) | 1994-03-29 |
| JP2977369B2 JP2977369B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=14905263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125240A Expired - Lifetime JP2977369B2 (ja) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | 動・静翼表面層 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2977369B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505299A (ja) * | 1995-06-26 | 1998-05-26 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 多重被膜を有する被保護断熱被膜複合物 |
| EP1260602A1 (de) * | 2001-05-23 | 2002-11-27 | Sulzer Metco AG | Verfahren zum Erzeugen eines wärmedämmenden Schichtsystems auf einem metallischen Substrat |
| WO2002103075A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for repairing ni base alloy component |
| KR100668947B1 (ko) * | 2005-06-16 | 2007-01-12 | 한국전력공사 | 니켈계 초합금의 내산화 표면처리 방법 및 이를 채용한가스터빈 부품 |
| JP2008248393A (ja) * | 2000-04-27 | 2008-10-16 | Standard Aero Ltd | 多層断熱皮膜 |
| JP2011012287A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Hitachi Ltd | 耐熱部材およびガスタービン用高温部品 |
| CN104057657A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-09-24 | 上海君山表面技术工程股份有限公司 | 复合结构辊 |
| CN107385379A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-24 | 西安文理学院 | 一种高炉能量回收透平叶片表面耐蚀耐磨涂层的制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262447A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐酸化膜及びその形成方法、遮熱コーティング、耐熱部材、及びガスタービン |
| US8617637B2 (en) | 2008-06-25 | 2013-12-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Plasma spray coating method |
-
1992
- 1992-05-19 JP JP4125240A patent/JP2977369B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10505299A (ja) * | 1995-06-26 | 1998-05-26 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 多重被膜を有する被保護断熱被膜複合物 |
| JP2008248393A (ja) * | 2000-04-27 | 2008-10-16 | Standard Aero Ltd | 多層断熱皮膜 |
| EP1260602A1 (de) * | 2001-05-23 | 2002-11-27 | Sulzer Metco AG | Verfahren zum Erzeugen eines wärmedämmenden Schichtsystems auf einem metallischen Substrat |
| US8168261B2 (en) | 2001-05-23 | 2012-05-01 | Sulzer Metco A.G. | Process for applying a heat shielding coating system on a metallic substrate |
| WO2002103075A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for repairing ni base alloy component |
| US7172787B2 (en) | 2001-06-13 | 2007-02-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of repairing a Ni-base alloy part |
| KR100668947B1 (ko) * | 2005-06-16 | 2007-01-12 | 한국전력공사 | 니켈계 초합금의 내산화 표면처리 방법 및 이를 채용한가스터빈 부품 |
| JP2011012287A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Hitachi Ltd | 耐熱部材およびガスタービン用高温部品 |
| CN104057657A (zh) * | 2014-06-21 | 2014-09-24 | 上海君山表面技术工程股份有限公司 | 复合结构辊 |
| CN107385379A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-24 | 西安文理学院 | 一种高炉能量回收透平叶片表面耐蚀耐磨涂层的制备方法 |
| CN107385379B (zh) * | 2017-07-05 | 2019-05-21 | 西安文理学院 | 一种高炉能量回收透平叶片表面耐蚀耐磨涂层的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2977369B2 (ja) | 1999-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6924040B2 (en) | Thermal barrier coating systems and materials | |
| US5683761A (en) | Alpha alumina protective coatings for bond-coated substrates and their preparation | |
| JP2601964B2 (ja) | ガスタービン用耐食性マグネシウムチタネートコーティング | |
| US20110151132A1 (en) | Methods for Coating Articles Exposed to Hot and Harsh Environments | |
| JP3434504B2 (ja) | 金属基体の断熱方法 | |
| JP6980022B2 (ja) | オーバーレイとの適合性を有する遮熱コーティングシステム | |
| JP2002522646A (ja) | 多層断熱被膜システム | |
| US11852078B2 (en) | Reflective coating and coating process therefor | |
| JP2003129210A (ja) | 遮熱コーティング材及びガスタービン部材並びにガスタービン | |
| CN101331246A (zh) | 用于涂覆叶片的方法和燃气透平的叶片 | |
| JP2008064089A (ja) | タービンエンジンの構成部品及びその製造方法 | |
| JPH0688197A (ja) | 動・静翼表面層 | |
| US20250123000A1 (en) | Thermally stable thin-film reflective coating and coating process | |
| KR101125329B1 (ko) | 가스터빈의 운전 중 열차폐 코팅층 형성방법 | |
| JPH07292453A (ja) | 高温酸化防止用遮熱コーティング方法 | |
| JP2006117975A (ja) | 遮熱コーティング構造および遮熱コーティング製造方法 | |
| KR20230065725A (ko) | 가스터빈 고온부품에 적용되는 열차폐 코팅의 접합강도 향상을 위한 코팅 방법 | |
| JPS61174385A (ja) | セラミツク被覆耐熱部材及びその製造方法 | |
| JPH09228021A (ja) | 高温耐食性複合表面処理方法 | |
| JPS62211387A (ja) | セラミツク被覆耐熱部材の製造方法 | |
| JPS5811796A (ja) | 熱保護耐熱合金構造体 | |
| US20180355477A1 (en) | Thermal coating system with aluminide | |
| JP2006328499A (ja) | 遮熱コーティング、ガスタービン高温部品及びガスタービン | |
| JPS62211390A (ja) | セラミツク被覆耐熱部材およびその製造方法 | |
| JPS62211389A (ja) | セラミツク被覆タ−ボチヤ−ジヤ−及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990817 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080910 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090910 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100910 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110910 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110910 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120910 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120910 Year of fee payment: 13 |