JPS5837146A - 被覆組成物 - Google Patents
被覆組成物Info
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- JPS5837146A JPS5837146A JP57137165A JP13716582A JPS5837146A JP S5837146 A JPS5837146 A JP S5837146A JP 57137165 A JP57137165 A JP 57137165A JP 13716582 A JP13716582 A JP 13716582A JP S5837146 A JPS5837146 A JP S5837146A
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Classifications
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/52—Alloys
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被覆がハフニウムを含有しない超合金基質に
対し着装される場合に特に有用である改良されたＮ１Ｃ
ｒＡＩＹ又はＮｉ Ｃｏ Ｏｒ Ａｔ Ｙ被覆に係る。
対し着装される場合に特に有用である改良されたＮ１Ｃ
ｒＡＩＹ又はＮｉ Ｃｏ Ｏｒ Ａｔ Ｙ被覆に係る。
本発明の本質は被覆内のイツトリウムの含有量を従来よ
り使用されている含有量以上のレベルに増大することで
ある。
り使用されている含有量以上のレベルに増大することで
ある。
Ｎｉ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆及びＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ
Ｙ被覆の基質保護能力は、それらの外面上に薄いアル
ミナの層を形成（及び繰返し形成）することができるこ
とより引出される。酸化及び高温腐食に抵抗するのはか
かるアルミナ層である。アルミナの密着性を向上させ且
その剥離傾向を低減すべく、被覆に対しイツトリウムの
如き酸素活性元素が添加される。またアルミナの密着性
を改善すべくハフニウムも添加されてよい。
Ｙ被覆の基質保護能力は、それらの外面上に薄いアル
ミナの層を形成（及び繰返し形成）することができるこ
とより引出される。酸化及び高温腐食に抵抗するのはか
かるアルミナ層である。アルミナの密着性を向上させ且
その剥離傾向を低減すべく、被覆に対しイツトリウムの
如き酸素活性元素が添加される。またアルミナの密着性
を改善すべくハフニウムも添加されてよい。
本発明は、超合金及び被覆の技術分野に於ける一連の開
発動向からすれば、従来技術より容易に考えられ得るも
のではない。開発の初期段階に於ては、超合金はいわゆ
る等軸品にて使用され、また被覆されずに又はアルミナ
イド被覆の如き簡単な被覆が施された状態で使用されて
いた。超合金に対する性能の条件が厳しくなるにつれて
、超合金及び被覆の技術分野に於ても改善が行なわれ、
超合金の技術分野に於ては、超合金が結晶組織学的に一
方向に配向された細長い結晶粒として凝固せしめられる
いわゆる一方向凝固法の開発によって著しい改善がなさ
れた。このことが本願出願人と同一の譲受人に譲渡され
た米国特許第３．２６０．５０５号に記載されている。
発動向からすれば、従来技術より容易に考えられ得るも
のではない。開発の初期段階に於ては、超合金はいわゆ
る等軸品にて使用され、また被覆されずに又はアルミナ
イド被覆の如き簡単な被覆が施された状態で使用されて
いた。超合金に対する性能の条件が厳しくなるにつれて
、超合金及び被覆の技術分野に於ても改善が行なわれ、
超合金の技術分野に於ては、超合金が結晶組織学的に一
方向に配向された細長い結晶粒として凝固せしめられる
いわゆる一方向凝固法の開発によって著しい改善がなさ
れた。このことが本願出願人と同一の譲受人に譲渡され
た米国特許第３．２６０．５０５号に記載されている。
また被覆の技術分野に於ては、はぼこれと同時にＭＣｒ
ＡＩＹ型のオーバーレイ被覆が開発された。かかる被覆
は従来より使用されていたアルミナイド被覆よりも保護
性能に優れたものである。米国特許第３，５４２．５３
０号、同第３．６７６．０８５号、同第３．７５４．９
０３号、同第３．９２８．０２６号はＭＣｒＡＩＹオー
バーレイ被覆に関するものである。
ＡＩＹ型のオーバーレイ被覆が開発された。かかる被覆
は従来より使用されていたアルミナイド被覆よりも保護
性能に優れたものである。米国特許第３，５４２．５３
０号、同第３．６７６．０８５号、同第３．７５４．９
０３号、同第３．９２８．０２６号はＭＣｒＡＩＹオー
バーレイ被覆に関するものである。
一方向凝固法は有望なものではあるが、横方向の延性に
関して重大な問題が発生した。一方向に配向された細長
い結晶粒を分離する粒界は結晶粒の配向軸線に垂直な方
向に於て極めて弱いことが発見された。この問題は同じ
く本願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第３
．７１１．３３７号に記載されている如く、合金に対し
少量（０，５〜２％）のハフニウムを添加することによ
って解決された。
関して重大な問題が発生した。一方向に配向された細長
い結晶粒を分離する粒界は結晶粒の配向軸線に垂直な方
向に於て極めて弱いことが発見された。この問題は同じ
く本願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第３
．７１１．３３７号に記載されている如く、合金に対し
少量（０，５〜２％）のハフニウムを添加することによ
って解決された。
ハフニウムを添加することによって修正された一方向凝
固された物品の開発とＭＣｒＡＩＹオーバーレイ被覆の
開発とが同一の実験室に於てほぼ同時に行なわれたので
、当然これらが組合せて使用された。また要求の厳しい
用途、特に第一段のタービンブレードに於ては当然の如
く、ハフニウムを添加することにより修正され一方向凝
固され７た基質とＭＣｒ ＡＩ Ｙオーバーレイ被覆と
が使用されている。
固された物品の開発とＭＣｒＡＩＹオーバーレイ被覆の
開発とが同一の実験室に於てほぼ同時に行なわれたので
、当然これらが組合せて使用された。また要求の厳しい
用途、特に第一段のタービンブレードに於ては当然の如
く、ハフニウムを添加することにより修正され一方向凝
固され７た基質とＭＣｒ ＡＩ Ｙオーバーレイ被覆と
が使用されている。
一方向凝固されたハフニウムを含有する柱状晶基質に着
装されるＭＣｒＡＩＹ被覆は組成に関し最適化された。
装されるＭＣｒＡＩＹ被覆は組成に関し最適化された。
重量で約０．５％又は０．７％以上のレベルのイツトリ
ウムは、被覆−基質界面に好ましからざる低融点の相（
イツトリウムとハフニウムとに基く相である）を発生す
ることが解った。
ウムは、被覆−基質界面に好ましからざる低融点の相（
イツトリウムとハフニウムとに基く相である）を発生す
ることが解った。
柱状晶物品を越える進歩は米国特許第３，４９４．７０
９号に記載されている如く、上述の一方向凝固法と同様
であるがそれよりも進歩した凝固法を使用して単結晶物
品を製造することである。
９号に記載されている如く、上述の一方向凝固法と同様
であるがそれよりも進歩した凝固法を使用して単結晶物
品を製造することである。
かかる単結晶物品はその内部に結晶粒界を含んでおらず
、従って柱状□晶物品の場合に発生する横方向の延性の
問題のないものである。従って延性の問題を改善すべく
合金にハフニウムを添加する必要がなく、事実単結晶超
合金物品の熱処理性を改善するためにはハフニウムを排
除することが望ましいことが解っている。このことが本
願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４．１
１６゜７２３号に記載されている。
、従って柱状□晶物品の場合に発生する横方向の延性の
問題のないものである。従って延性の問題を改善すべく
合金にハフニウムを添加する必要がなく、事実単結晶超
合金物品の熱処理性を改善するためにはハフニウムを排
除することが望ましいことが解っている。このことが本
願出願人と同一の譲受人に譲渡された米国特許第４．１
１６゜７２３号に記載されている。
本発明は基質材料中のハフニウムが被覆の性能を向上さ
せる点及び横方向延性の問題を改善する点に於て重要な
役割を演じ、また既に開発されていたＮ１ＣｒＡＩＹ被
覆及びＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆が大きく改善さ
れるという事実の認識より生み出されたものである。
せる点及び横方向延性の問題を改善する点に於て重要な
役割を演じ、また既に開発されていたＮ１ＣｒＡＩＹ被
覆及びＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆が大きく改善さ
れるという事実の認識より生み出されたものである。
本発明の被覆組成物は１０〜３５％Ｃｒ、８〜２０％Ａ
１．０〜３０％Ｇｏ、１．１〜３．０％Ｙ１残部はぼＮ
ｉなる広い組成範囲を有するものである。かかる種類の
被覆に従来より使用されているレベル以上のイツトリウ
ムを使用することにより、耐酸化性が改善される。本発
明による被覆はハフニウムを故意には添加されていない
基質に対し使用されるに特に適したものである。
１．０〜３０％Ｇｏ、１．１〜３．０％Ｙ１残部はぼＮ
ｉなる広い組成範囲を有するものである。かかる種類の
被覆に従来より使用されているレベル以上のイツトリウ
ムを使用することにより、耐酸化性が改善される。本発
明による被覆はハフニウムを故意には添加されていない
基質に対し使用されるに特に適したものである。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
本発明は、ある環境の下ではＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩＹ
被覆内のイツトリウムの量を従来技術により示されてい
る置部上に増大することが有効であるという発見に基く
ものである。イツトリウム含有量のａいＮｉ Ｃｏ Ｃ
ｒ Ａｔ Ｙ被覆が特に有効である場合とは、その被覆
がハフニウムを含有しない基質に対し着装される場合で
ある。下記の表１は本発明による被覆の組成範囲を示し
ている。
被覆内のイツトリウムの量を従来技術により示されてい
る置部上に増大することが有効であるという発見に基く
ものである。イツトリウム含有量のａいＮｉ Ｃｏ Ｃ
ｒ Ａｔ Ｙ被覆が特に有効である場合とは、その被覆
がハフニウムを含有しない基質に対し着装される場合で
ある。下記の表１は本発明による被覆の組成範囲を示し
ている。
表 １
広範囲組成 好ましい組成
（重量％） （重量％）
ニッケル 残部 残部コバルト
Ｏ〜３０ １５〜２５クロム １０〜
３５ １５〜２５アルミニウム ８〜２０
１０〜２０イツトリウム １．１〜３．０ １
．１〜３．０これら、の組成によれば被覆の耐酸化性が
向上され、またこれら組成はイツトリウムの含有量が高
いことを除き米国特許第３．９２８，０２６号に記載さ
れたＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆組成と同様である
。本発明による被覆組成物はニッケル基超合金を保護す
るのに好適なものである。当技術分野に於ては、ある状
況の下ではＮｉ Ｃｏ Ｃｒ Ａｔ Ｙ被覆に他の元素
を添加することが有効であることが知られている。例え
ば米国特許第４．０３４゜１４２号には、ＭＣｒＡＩＹ
被覆にケイ素を添加することが提案されており、また米
国特許第３゜９１８．１３９号には、Ｎｉ Ｇｏ Ｃｒ
ＡＩ Ｙ被覆にプラチナ及びこれと同様の負金属を添
加することが提案されている。本発明は上述の如き米国
特許に記載された修正されたＮｉ ＣＯＣｒ ＡＩ Ｙ
被覆に適用され得るものである。また本発明による被覆
に於てイツトリウムの含有量が高いことにより与えられ
る有益な効果に対し大きい悪影響を与えることなくその
特性を改善すべく、タンタル（０〜１０％）がイツトリ
ウム含有量の高いＮｉＣｏ Ｃｒ Ａｌ ’Ｖｌ！Ｉ！
覆に添加されてよいことが解っている。
Ｏ〜３０ １５〜２５クロム １０〜
３５ １５〜２５アルミニウム ８〜２０
１０〜２０イツトリウム １．１〜３．０ １
．１〜３．０これら、の組成によれば被覆の耐酸化性が
向上され、またこれら組成はイツトリウムの含有量が高
いことを除き米国特許第３．９２８，０２６号に記載さ
れたＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆組成と同様である
。本発明による被覆組成物はニッケル基超合金を保護す
るのに好適なものである。当技術分野に於ては、ある状
況の下ではＮｉ Ｃｏ Ｃｒ Ａｔ Ｙ被覆に他の元素
を添加することが有効であることが知られている。例え
ば米国特許第４．０３４゜１４２号には、ＭＣｒＡＩＹ
被覆にケイ素を添加することが提案されており、また米
国特許第３゜９１８．１３９号には、Ｎｉ Ｇｏ Ｃｒ
ＡＩ Ｙ被覆にプラチナ及びこれと同様の負金属を添
加することが提案されている。本発明は上述の如き米国
特許に記載された修正されたＮｉ ＣＯＣｒ ＡＩ Ｙ
被覆に適用され得るものである。また本発明による被覆
に於てイツトリウムの含有量が高いことにより与えられ
る有益な効果に対し大きい悪影響を与えることなくその
特性を改善すべく、タンタル（０〜１０％）がイツトリ
ウム含有量の高いＮｉＣｏ Ｃｒ Ａｌ ’Ｖｌ！Ｉ！
覆に添加されてよいことが解っている。
上述の被覆組成物は種々の着装法を使用して種々の基質
に着装されてよいものである。種々の点に対し考慮を払
うことにより基質及び被覆方法が選定され、それぞれ異
なった効果が生じる。最大のや果は本発明によるイツト
リウム含有量の高いＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆が
ハフニウムが故意に添加されてはいない基質に対し＠装
される場合に得られる。かかる基質は通常の鋳造多結晶
組織又は一方向凝固された柱状晶組織、又は一方向凝固
された単結晶組織を有している。柱状晶組織は好ましく
ない。何故ならば、柱状晶組織を有づ−る物品に於ける
結晶粒界を横切る方向の延性を充分な値とするためには
ハフニウムが必要であることが解っているからである。
に着装されてよいものである。種々の点に対し考慮を払
うことにより基質及び被覆方法が選定され、それぞれ異
なった効果が生じる。最大のや果は本発明によるイツト
リウム含有量の高いＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆が
ハフニウムが故意に添加されてはいない基質に対し＠装
される場合に得られる。かかる基質は通常の鋳造多結晶
組織又は一方向凝固された柱状晶組織、又は一方向凝固
された単結晶組織を有している。柱状晶組織は好ましく
ない。何故ならば、柱状晶組織を有づ−る物品に於ける
結晶粒界を横切る方向の延性を充分な値とするためには
ハフニウムが必要であることが解っているからである。
最もハフニウムを含有しない柱状晶組織を有する物品に
ついては、本発明による被覆によれば、高度の保護が与
えられる。本発明によるイツトリウム含有量の高いＩｃ
０ｃ「ＡＩＹ被覆によれば、被覆の着装方法に拘らず、
ハフニウムを含有しない基質が保護される。
ついては、本発明による被覆によれば、高度の保護が与
えられる。本発明によるイツトリウム含有量の高いＩｃ
０ｃ「ＡＩＹ被覆によれば、被覆の着装方法に拘らず、
ハフニウムを含有しない基質が保護される。
添付の図面は、Ｎｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆材料及
びケイ素を添加することにより修正されたＮｉＣ０Ｃｒ
ＡＩ Ｙ被覆材料の酸化寿命に対するイツトリウム含
有量の影響を示している。Ｎｉ ＣＯＱｒＡＩＹ被覆材
料の公称組成は重量で２２％Ｃ０１１８％Ｃｒ、１２．
５％ＡＩ、梗々の量のＹ１残部Ｎｉであり、ケイ素を含
有するＮ１ＣｏＣｒＡＩＹ被覆の公称組成は重量で２２
％Ｃ０１１８％Ｏｒ、１２．５％ＡＩ １１．５％Ｓｉ
、種々ノ鑞のＹ１残部Ｎｉであった。全ての試験は重量
で１０％Ｏｒ、５％Ｃ０，４％Ｗ、１．４％Ｔｉ１１２
％Ｔａ 、５％ＡＩ、残部はぼＮ：なる公称組成を有す
る単結晶基質について行なわれた。
びケイ素を添加することにより修正されたＮｉＣ０Ｃｒ
ＡＩ Ｙ被覆材料の酸化寿命に対するイツトリウム含
有量の影響を示している。Ｎｉ ＣＯＱｒＡＩＹ被覆材
料の公称組成は重量で２２％Ｃ０１１８％Ｃｒ、１２．
５％ＡＩ、梗々の量のＹ１残部Ｎｉであり、ケイ素を含
有するＮ１ＣｏＣｒＡＩＹ被覆の公称組成は重量で２２
％Ｃ０１１８％Ｏｒ、１２．５％ＡＩ １１．５％Ｓｉ
、種々ノ鑞のＹ１残部Ｎｉであった。全ての試験は重量
で１０％Ｏｒ、５％Ｃ０，４％Ｗ、１．４％Ｔｉ１１２
％Ｔａ 、５％ＡＩ、残部はぼＮ：なる公称組成を有す
る単結晶基質について行なわれた。
被覆は電子ビーム蒸着法により着装された。試験は１１
４９℃の最高温度にて運転された繰返しバーナ装置内に
て行なわれた。尚液種寿命の測定結果は被覆の厚さの相
違を反映するよう補正された。
４９℃の最高温度にて運転された繰返しバーナ装置内に
て行なわれた。尚液種寿命の測定結果は被覆の厚さの相
違を反映するよう補正された。
添付の図面より、イツトリウムの含有量を増大させれば
被覆の寿命が大幅に増大することが解る。
被覆の寿命が大幅に増大することが解る。
例えばＮｉ Ｃｏ Ｃｒ ＡＩ Ｙ被覆については、イ
ツトリウムの含有量を１％より２％に増大することによ
り、被覆の寿命が約８２５時間より約１２９０時間にま
で５０％以上増大することが解る。
ツトリウムの含有量を１％より２％に増大することによ
り、被覆の寿命が約８２５時間より約１２９０時間にま
で５０％以上増大することが解る。
本発明による被覆が着装されてよい他の種類の基質はハ
フニウムを含有する基質である。本発明による被覆がハ
フニウムを含有する基質に着装されれば、基質と被覆と
の界面に融点の低い相が形成されるという問題が生じる
。かかる問題は本発明による被覆がプラズマスプレー法
により着装されれば最小限に抑えられる。プラズマスプ
レー法により着装された被覆は、被覆−基質界面の近傍
に於ける基質中のハフニウムを酸化するに充分な−の酸
素を不可避的に含有する。ハフニウムは一旦酸化される
と安定化し、有害な融点の低い相を形成することはない
。かくしてハフニウムを含有する基質に対しプラズマス
プレー法により本発明による被覆を着装すれば、融点の
低い相が発生づるという問題は生じない。
フニウムを含有する基質である。本発明による被覆がハ
フニウムを含有する基質に着装されれば、基質と被覆と
の界面に融点の低い相が形成されるという問題が生じる
。かかる問題は本発明による被覆がプラズマスプレー法
により着装されれば最小限に抑えられる。プラズマスプ
レー法により着装された被覆は、被覆−基質界面の近傍
に於ける基質中のハフニウムを酸化するに充分な−の酸
素を不可避的に含有する。ハフニウムは一旦酸化される
と安定化し、有害な融点の低い相を形成することはない
。かくしてハフニウムを含有する基質に対しプラズマス
プレー法により本発明による被覆を着装すれば、融点の
低い相が発生づるという問題は生じない。
ＭＣｒ Ａｔ Ｙ＊−がハフニウムを含有する基質に対
し蒸着により着装される場合には、ハフニウムが基質内
より被覆内へ拡散し、その性能を改善する。しかしＭＣ
ｒＡＩＹ被覆がハフニウムを含有する基質に対しプラズ
マスプレー法により着装される場合には、被覆中に酸化
イツトリウム及び酸化アルミニウムとして存在する酸素
により、ハフニウムが被覆の性能を改善し得る程充分に
被覆の表面へ拡散することが阻止される。また拡散した
ハフニウムにより他の酸化物（酸化アルミニウム及び酸
化イツトリウム）が低減され、安定な酸化ハフニウムが
形成され、その結果被覆の改善はなされない。
し蒸着により着装される場合には、ハフニウムが基質内
より被覆内へ拡散し、その性能を改善する。しかしＭＣ
ｒＡＩＹ被覆がハフニウムを含有する基質に対しプラズ
マスプレー法により着装される場合には、被覆中に酸化
イツトリウム及び酸化アルミニウムとして存在する酸素
により、ハフニウムが被覆の性能を改善し得る程充分に
被覆の表面へ拡散することが阻止される。また拡散した
ハフニウムにより他の酸化物（酸化アルミニウム及び酸
化イツトリウム）が低減され、安定な酸化ハフニウムが
形成され、その結果被覆の改善はなされない。
本発明によるイツトリウム含有量の高いＮｉＣｏ Ｃｒ
ＡＩ Ｙ被覆を使用することにより、基質内のハフニ
ウムがプラズマスプレーされた被覆に対し与える効果の
減少を補償することが可能である。
ＡＩ Ｙ被覆を使用することにより、基質内のハフニ
ウムがプラズマスプレーされた被覆に対し与える効果の
減少を補償することが可能である。
即ち増大されたイツトリウムによって、被覆の保護アル
ミナスケールの密着性を向上させる際に於けるハフニウ
ムの減少が補償される。かくしてプラズマスプレーによ
り被覆がハフニウムを含有する基質に対し着装された場
合にも、被覆の耐久性が向上される。
ミナスケールの密着性を向上させる際に於けるハフニウ
ムの減少が補償される。かくしてプラズマスプレーによ
り被覆がハフニウムを含有する基質に対し着装された場
合にも、被覆の耐久性が向上される。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
′く、本発明の範囲内にて種々の、実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
′く、本発明の範囲内にて種々の、実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
添付の図面は二つの異なる被覆についてイツトリウム含
有量の関数として被覆の寿命を示すグラフである。 特許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション
有量の関数として被覆の寿命を示すグラフである。 特許出願人 ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション
Claims (1)
- 超合金基質に対し優れた保護を与えることのできる被覆
組成物にして、実質的に１０〜３５％Ｃ「、８〜２０％
ＡＩ 、１．１〜３．０％Ｙ、０〜３０％ＣＯ１残部Ｎ
ｉよりなっていることを特徴とする被覆組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US28995381A | 1981-08-05 | 1981-08-05 | |
| US289953 | 1981-08-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5837146A true JPS5837146A (ja) | 1983-03-04 |
| JPH0372706B2 JPH0372706B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=23113894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57137165A Granted JPS5837146A (ja) | 1981-08-05 | 1982-08-05 | 被覆組成物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837146A (ja) |
| CA (1) | CA1209827A (ja) |
| DE (1) | DE3229285A1 (ja) |
| FR (1) | FR2511043B1 (ja) |
| GB (1) | GB2103656B (ja) |
| IL (1) | IL66443A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818321B2 (en) | 2001-11-02 | 2004-11-16 | Tocalo Co., Ltd. | High-temperature strength member |
| JP2007169786A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | General Electric Co <Ge> | 歪み耐性防食コーティングを有する物品 |
| WO2010070982A1 (ja) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 旭硝子株式会社 | フロートガラス製造設備用皮膜付き金属部材およびフロートガラス製造方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4743514A (en) * | 1983-06-29 | 1988-05-10 | Allied-Signal Inc. | Oxidation resistant protective coating system for gas turbine components, and process for preparation of coated components |
| US4677035A (en) * | 1984-12-06 | 1987-06-30 | Avco Corp. | High strength nickel base single crystal alloys |
| DE3612568A1 (de) * | 1986-04-15 | 1987-10-29 | Bbc Brown Boveri & Cie | Hochtemperatur-schutzschicht |
| EP0486489B1 (de) * | 1989-08-10 | 1994-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Hochtemperaturfeste korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere für gasturbinenbauteile |
| US5582635A (en) * | 1990-08-10 | 1996-12-10 | Siemens Aktiengesellschaft | High temperature-resistant corrosion protection coating for a component in particular a gas turbine component |
| US5401307A (en) * | 1990-08-10 | 1995-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | High temperature-resistant corrosion protection coating on a component, in particular a gas turbine component |
| DE102005053531A1 (de) * | 2005-11-08 | 2007-05-10 | Man Turbo Ag | Wärmedämmende Schutzschicht für ein Bauteil innerhalb des Heißgasbereiches einer Gasturbine |
| GB2443283A (en) * | 2006-10-26 | 2008-04-30 | Gen Electric | Rub coating for gas turbine engine compressors |
| US7879459B2 (en) * | 2007-06-27 | 2011-02-01 | United Technologies Corporation | Metallic alloy composition and protective coating |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029436A (ja) * | 1973-04-02 | 1975-03-25 | ||
| JPS5231911A (en) * | 1975-08-22 | 1977-03-10 | Gen Electric | Porous sealing material for use against high temperatures |
| JPS55161041A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-15 | Howmet Turbine Components | Covering material |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL136758C (ja) * | 1963-10-21 | 1900-01-01 | ||
| US3494709A (en) * | 1965-05-27 | 1970-02-10 | United Aircraft Corp | Single crystal metallic part |
| US3542530A (en) * | 1968-05-23 | 1970-11-24 | United Aircraft Corp | Nickel or cobalt base with a coating containing iron chromium and aluminum |
| US3711337A (en) * | 1970-12-16 | 1973-01-16 | United Aircraft Corp | Columnar-grained nickel-base superalloy castings |
| US3676085A (en) * | 1971-02-18 | 1972-07-11 | United Aircraft Corp | Cobalt base coating for the superalloys |
| US3928026A (en) * | 1974-05-13 | 1975-12-23 | United Technologies Corp | High temperature nicocraly coatings |
| US3918139A (en) * | 1974-07-10 | 1975-11-11 | United Technologies Corp | MCrAlY type coating alloy |
| FR2315387A1 (fr) * | 1975-06-23 | 1977-01-21 | Cabot Corp | Revetements protecteurs a base de nickel |
| DE2528241A1 (de) * | 1975-06-25 | 1977-01-13 | Cabot Corp | Ueberzogener gegenstand aus einer nickel- oder kobalt-legierung |
| US4029477A (en) * | 1975-10-29 | 1977-06-14 | General Electric Company | Coated Ni-Cr base dispersion-modified alloy article |
| US4034142A (en) * | 1975-12-31 | 1977-07-05 | United Technologies Corporation | Superalloy base having a coating containing silicon for corrosion/oxidation protection |
| US4116723A (en) * | 1976-11-17 | 1978-09-26 | United Technologies Corporation | Heat treated superalloy single crystal article and process |
| US4101713A (en) * | 1977-01-14 | 1978-07-18 | General Electric Company | Flame spray oxidation and corrosion resistant superalloys |
-
1982
- 1982-07-23 CA CA000407900A patent/CA1209827A/en not_active Expired
- 1982-08-02 IL IL66443A patent/IL66443A/xx not_active IP Right Cessation
- 1982-08-02 FR FR8213454A patent/FR2511043B1/fr not_active Expired
- 1982-08-02 GB GB08222226A patent/GB2103656B/en not_active Expired
- 1982-08-05 DE DE19823229285 patent/DE3229285A1/de active Granted
- 1982-08-05 JP JP57137165A patent/JPS5837146A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5029436A (ja) * | 1973-04-02 | 1975-03-25 | ||
| JPS5231911A (en) * | 1975-08-22 | 1977-03-10 | Gen Electric | Porous sealing material for use against high temperatures |
| JPS55161041A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-15 | Howmet Turbine Components | Covering material |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6818321B2 (en) | 2001-11-02 | 2004-11-16 | Tocalo Co., Ltd. | High-temperature strength member |
| JP2007169786A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | General Electric Co <Ge> | 歪み耐性防食コーティングを有する物品 |
| WO2010070982A1 (ja) | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 旭硝子株式会社 | フロートガラス製造設備用皮膜付き金属部材およびフロートガラス製造方法 |
| KR20110111378A (ko) | 2008-12-16 | 2011-10-11 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 플로트 유리 제조 설비용 피막을 갖는 금속 부재 및 플로트 유리 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL66443A (en) | 1985-11-29 |
| DE3229285A1 (de) | 1983-03-24 |
| DE3229285C2 (ja) | 1988-11-24 |
| JPH0372706B2 (ja) | 1991-11-19 |
| CA1209827A (en) | 1986-08-19 |
| GB2103656B (en) | 1985-06-26 |
| FR2511043B1 (fr) | 1987-05-22 |
| IL66443A0 (en) | 1982-12-31 |
| GB2103656A (en) | 1983-02-23 |
| FR2511043A1 (fr) | 1983-02-11 |
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