RU2437962C2 - Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине - Google Patents
Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2437962C2 RU2437962C2 RU2009140588/03A RU2009140588A RU2437962C2 RU 2437962 C2 RU2437962 C2 RU 2437962C2 RU 2009140588/03 A RU2009140588/03 A RU 2009140588/03A RU 2009140588 A RU2009140588 A RU 2009140588A RU 2437962 C2 RU2437962 C2 RU 2437962C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thickness
- aluminum
- coating
- aluminium
- yttrium
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 10
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к защитным покрытиям термонагруженных деталей газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Технический результат изобретения заключается в повышении коррозионной стойкости. Многослойное жаростойкое покрытие выполнено с градиентом алюминия по толщине. Покрытие состоит из чередующихся слоев толщиной от 0,1 до 3 мкм, каждый из которых содержит никель, хром, алюминий, иттрий, при этом число слоев составляет от 10 до 100. Каждый последующий слой, начиная с поверхности образца, имеет концентрацию алюминия выше чем в предыдущем слое. Первый от поверхности образца слой покрытия содержит алюминий - 4%, никель - 70,7%, хром - 25%, иттрий - 0,3%, а последний от поверхности образца слой покрытия содержит алюминий - 12%, никель - 66,7%, хром - 21%, иттрий - 0,3%. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к материалам, служащим в качестве защитных покрытий термонагруженных деталей газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания.
Известны жаростойкие покрытия на основе металла (металл: кобальт, железо, никель или их сплавы), содержащие хром, алюминий, иттрий, получаемые вакуумно-плазменными методами (Hunt С.d'A. Пат. 3798055 (США). Vapor deposition process. - Опубл. 19.03.74). Недостатком этих покрытий является низкая стабильность и долговечность при высоких температурах.
Наиболее близким, принятым за прототип, является многослойное теплозащитное (жаростойкое) покрытие с градиентом алюминия по толщине, выполненное на основе никеля, хрома, алюминия и иттрия, причем покрытие выполнено из чередующихся слоев толщиной 0,8 мкм, каждый из которых содержит никель, хром, алюминий и иттрий, при этом число слоев составляет 76 (SU 1512173 A1, кл. C23C 14/00, 27.09.1996). Основным недостатком этого покрытия является снижение его защитных свойств в процессе эксплуатации. Покрытие состоит из сплава NiCrAlY. Основным элементом, обеспечивающим защиту от коррозии, в покрытии служит алюминий, образующий пассивирующий слой Al2O3. Максимальное содержание алюминия в этом сплаве может составлять 12%, при его дальнейшем увеличение будет происходить охрупчивание материала покрытия. В процессе эксплуатации под действием высоких температур (700-1200°С) происходит диффузия алюминия из покрытия (изначальное содержание алюминия - 12%) в материал образца (изначальное содержанием алюминия - 4%), концентрация алюминия в покрытии снижается, а следовательно, снижается коррозионная стойкость, уменьшается ресурс работы покрытия.
Предложено многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине, отличающееся тем, что оно состоит из чередующихся слоев толщиной от 0,1 до 3 мкм, число слоев в покрытии составляет от 10 до 100, содержание алюминия в слоях меняется по толщине покрытия от 4% у подложки, до 12% на поверхности. Первый от поверхности образца слой покрытия содержит: алюминий - 4%, никель - 70,7%, хром - 25%, иттрий - 0,3%. Последний от поверхности образца слой покрытия содержит: алюминий - 12%, никель - 66,7%, хром - 21%, иттрий - 0,3%.
Предлагаемое покрытие обладает длительной коррозионной стойкостью, которая достигается тем, что концентрация алюминия меняется плавно по толщине покрытия, в этом случае процессы диффузии алюминия из покрытия в образец замедляются и сохраняется максимальная концентрация алюминия на поверхности покрытия в течение многих часов работы образца при высоких температурах (700-1200°С). Испытания показали, что ресурс работы лопаток турбин с использованием многослойного жаростойкого покрытия с градиентом алюминия по толщине в 3 раза выше чем у лопаток с покрытием-прототипом.
Предлагаемое покрытие наносится в вакууме методом катодного распыления с двух магнетронов. Мишень одного магнетрона состоит из сплава NiCrY, мишень второго магнетрона - из алюминия. Концентрация алюминия в каждом слое регулируется физическими параметрами разряда.
Claims (2)
1. Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине отличающееся тем, что каждый последующий слой, начиная с поверхности образца, имеет концентрацию алюминия выше предыдущего: первый от поверхности образца слой покрытия содержит алюминий - 4%, никель - 70,7%, хром - 25%, иттрий - 0,3%, а последний от поверхности образца слой покрытия содержит алюминий - 12%, никель - 66,7%, хром - 21%, иттрий - 0,3%.
2. Жаростойкое покрытие по п.1, отличающееся тем, что оно состоит из чередующихся слоев толщиной от 0,1 до 3 мкм, каждый из которых содержит никель, хром, алюминий, иттрий, при этом число слоев составляет от 10 до 100.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140588/03A RU2437962C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140588/03A RU2437962C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009140588A RU2009140588A (ru) | 2011-05-10 |
| RU2437962C2 true RU2437962C2 (ru) | 2011-12-27 |
Family
ID=44732288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140588/03A RU2437962C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2437962C2 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118007063B (zh) * | 2024-02-26 | 2026-01-06 | 电子科技大学 | 一种镍基合金上的铝成分梯度变化的镍铬铝钇过渡层 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3754903A (en) * | 1970-09-15 | 1973-08-28 | United Aircraft Corp | High temperature oxidation resistant coating alloy |
| SU1512173A1 (ru) * | 1987-04-27 | 1996-09-27 | Б.А. Мовчан | Способ получения теплозащитного покрытия |
| EP1001055A1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Abb Research Ltd. | Gas turbine component |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009140588/03A patent/RU2437962C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3754903A (en) * | 1970-09-15 | 1973-08-28 | United Aircraft Corp | High temperature oxidation resistant coating alloy |
| SU1512173A1 (ru) * | 1987-04-27 | 1996-09-27 | Б.А. Мовчан | Способ получения теплозащитного покрытия |
| EP1001055A1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Abb Research Ltd. | Gas turbine component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009140588A (ru) | 2011-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1811060B1 (en) | CMAS resistant thermal barrier coating | |
| CN101220426B (zh) | 金属合金组合物及包含该组合物的物品 | |
| CN101878317A (zh) | 耐高温腐蚀合金材料、隔热涂层材料、涡轮部件及燃气轮机 | |
| JP2009519398A (ja) | ブレードを被覆するための方法およびガスタービンのブレード | |
| US9689069B2 (en) | Coating system including diffusion barrier layer including iridium and oxide layer | |
| Tsai et al. | Thermal cyclic oxidation performance of plasma sprayed zirconia thermal barrier coatings with modified high velocity oxygen fuel sprayed bond coatings | |
| EP3527688B1 (en) | Coated substrate | |
| CN102325924A (zh) | 阻热涂层 | |
| CA2990731C (en) | Contour-following protective layer for compressor components of gas turbines | |
| US10844478B2 (en) | Chromizing over cathodic arc coating | |
| CA2964118C (en) | System and methods of forming a multilayer thermal barrier coating system | |
| Li et al. | Thermal shock behavior of EB-PVD thermal barrier coatings | |
| US11492692B2 (en) | Thermal barrier coating with high corrosion resistance | |
| Pedrizzetti et al. | Influence of microstructural parameters on thermal cycling behavior of DVC-TBC systems | |
| RU2437962C2 (ru) | Многослойное жаростойкое покрытие с градиентом алюминия по толщине | |
| RU2759941C2 (ru) | Турбинная деталь из жаропрочного сплава и соответствующий способ изготовления | |
| JP5914334B2 (ja) | 高靭性被膜及び摺動部材 | |
| RU2272089C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного жаростойкого покрытия на лопатки турбин | |
| RU2402639C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного теплозащитного покрытия на детали из жаропрочных сплавов | |
| RU2349679C1 (ru) | Способ нанесения комбинированного теплозащитного покрытия на лопатки турбин гтд | |
| RU2434076C2 (ru) | Жаростойкое покрытие с градиентом хрома по профилю пера лопатки для защиты лопаток газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания | |
| Baiamonte et al. | Thermal spray coatings for corrosion and wear protection of naval Diesel engines components | |
| CN111247312A (zh) | 由包含铼的超合金制成的涡轮部件以及相关制造方法 | |
| Chellaganesh et al. | High temperature oxidation behavior of thermally sprayed alumina—titania coatings on nickel based superalloys | |
| CN115044875A (zh) | 一种多层梯度复合阻氢涂层及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121106 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141010 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151106 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171107 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201106 |