CN1180108C - 耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机 - Google Patents

耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机 Download PDF

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Abstract

一种耐高温腐蚀合金组合物，除了Ni外，包含0.1-12%(重量，下同)Co，10-30%Cr，4-15%Al，0.1-5%Y和0.5-10%Re。该耐高温腐蚀合金组合物具有优良的抗氧化性和延展性，适合用在热障涂层材料的结合层中。

Description

耐高温腐蚀合金、热障涂层材料、涡轮机构件及燃气涡轮机
技术领域
本发明涉及一种耐高温腐蚀合金，一种热障涂层材料，一种涡轮机构件，以及一种使用该耐高温腐蚀合金的燃气涡轮机。特别地，本发明涉及一种具有优良的抗氧化性和延展性的耐高温腐蚀的合金的组合物，它适用于用在热障涂层材料的金属结合层中。
背景技术
最近，作为节能措施之一，人们已经研究了提高热力发电的热效率。为了提高用于发电的燃气涡轮机的发电效率，增加涡轮机的气体入口温度是很有效的，入口温度常常被增加到1500℃。为了使发电设施达到如此高的温度，对于燃气涡轮机的静叶片和转子叶片或燃烧室的壁来说，使用一种耐热材料是很有必要的。然而，即使涡轮机的叶片使用耐热金属，自身也不可能承受如此高的温度。因此，如图7所示，通常进行下列过程：在基材101(由耐热金属组成)上形成金属结合层102，由氧化物陶瓷构成的陶瓷层通过使用成膜法(例如，热喷涂法)，被层压在金属结合层102上，从而形成热障涂层(TBC)以便耐高温。McrAlY合金作为金属结合层102，是大家所知的(此处M指Co、Ni，或二者的混合物)，而ZrO2类材料，特别是氧化钇稳定化的二氧化锆(YSZ)(是一种被Y2O3部分或完全稳定化的ZrO2)，作为陶瓷层103，由于它具有较低的热导性和较高的热膨胀率而常常被应用。
使用上述的热障涂层来改善基材的抗热性是可能的。然而，由于当今燃气涡轮机中使用高温，所以人们希望依靠一种燃气涡轮机，使涡轮机的入口温度超过1500℃。最近开发的超高温燃气涡轮机(作为一项环境对策所开发)的入口温度可以达到1700℃。另外，据认为，涡轮机叶片的热障涂层的表面温度大约是1300℃。因此，高温部件(如涡轮机叶片)的线性膨胀系数差所引起的热应力，因与涡轮机的驱动相关的热循环的温差变大而变大。因为这个原因，在涡轮机操作过程中，会在金属结合层102产生裂缝，还存有该裂缝到达基材101或陶瓷层103从结合层102上分离的危险。
因此，为了防止在金属结合层上产生裂缝，就要求改善金属结合层102的延展性。由于可以预见涡轮机的叶片等部件的腐蚀或氧化，会因为燃料中的腐蚀性组分或气流中盐分的作用，随着气体温度的升高而显著地升高，所以还要求改善金属结合层102的抗腐蚀性和抗氧化性。
发明内容
本发明考虑到上述的情况，一个目的是提供一种具有优良的抗氧化、抗腐蚀性和延展性的耐高温腐蚀性合金。
本发明的另一个目的是提供一种具有优良的抗脱落的热障涂层材料，包括用上述的合金所形成的金属结合层。
此外，本发明还有一个目的是提供涡轮机构件(该构件用上述的热障涂层涂覆)，和含有此涡轮机构件的燃气涡轮机。
本发明的发明者为了实现上面的目的，对形成金属结合层的McrAlY合金组分进行了勤奋地研究，已经发现：可以通过使用具有下列组分的耐高温腐蚀性合金来形成具有优良的延展性和抗氧化性的金属结合层，从而完成了本发明。
即，根究本发明的实施例，耐高温腐蚀合金含有：0.1-12％(重量，下同)Co，10-30％Cr，4-15％Al，0.1-5％Y和0.5-10％Re，其余基本上由Ni组成。
热障涂层材料(包括具有优良的延展性和抗氧化性的金属结合层)可以通过使用含有上述组分的耐高温腐蚀性合金，在基材上形成金属结合层以及在金属结合层上层压陶瓷层来制得。即，作用于层压在金属结合层上的陶瓷层上的应力由于金属结合层具有优良的延展性而降低，因此，有可能防止陶瓷层从金属结合层上分离。另外，由于金属结合层具有优良的抗氧化性，所以有可能防止基材在高温条件下发生氧化和腐蚀，从而得到使用寿命长的热热障涂层材料。而且，该金属结合层使用具有上述组分的耐高温腐蚀性合金形成，与稳定化氧化锆(常用于陶瓷层)有优良的亲和力，因此，陶瓷层被紧密地结合以至于很难与金属结合层分离。
下文中，根据本发明实施例，耐高温腐蚀性合金含有的每一种元素的功能和适宜的重量范围，将会作以解释。
Co(0.1-12％重量，下同)：
加入Co的量越大，耐高温腐蚀性合金的延展性就越好。如果Co含量小于0.1％，就不能获得充分的效果。如果Co的量超过12％，得到的效果将不会改变。
Cr(10-30％)：
加入Cr的量越大，耐高温腐蚀性合金的抗氧化性就越强。如果Cr含量小于10％，就不能获得充分的抗氧化性。然而，如果Cr的量超过30％，合成的合金的硬度也增加，其延展性降低。除此之外，形成致密的Al2O3受到抑止。因此，从抗氧化和延展性之间平衡性的观点出发，更优先于将Cr的加入量控制在在15-25％之间。
Al(4-15％)：
当耐高温腐蚀性合金应用于热障涂层的金属结合层时，Al会在其表面上有形成致密的Al2O3以提高金属结合层的抗氧化性，和改善热障涂层的抗氧化性的效果。如果Al的量小于4％，会由于产生(Ni，Co)(Cr，Al)2O4尖晶石复合氧化物而不能形成致密的Al2O3，因而不能得到改善抗氧化性的效果。还有，如果Al的量超过15％，会产生Al跟Ni和Co作用形成的金属间化合物(Ni，Co-Al)相(包含在耐高温腐蚀合金中)，从而增加合金的硬度和降低合金的延展性，因而这不是优先选择的。更优先地，因为能够生产具有较好的延展性的耐高温腐蚀性合金，所以加入Al的量应在4-8％范围内。
Y(0.1-5％)：
加入Y可防止Al2O3层从金属结合层的表面分离。然而，如果加入Y的量太大，会使耐高温腐蚀合金变脆，降低了抗热震性。因此，加入的上限被限制在5％。另外，如果Y的量小于0.1％，就不能获得充分的效果。更优先地，加入Y的量在0.1-1％范围内。
Re(0.5-6％)：
Re具有增加上述Al2O3层(在使用耐高温腐蚀合金制成的金属结合层表面形成)密度的作用，以改善耐高温腐蚀合金的抗腐蚀性。Re还具有在氧化变性层(在Al2O3层下直接形成)中形成CrRe化合物的作用，以防止氧化变性层的脆性和防止Al2O3层的增长以便可以延长热障涂层膜的寿命。
上述的氧化变性层伴随金属结合层表面附近的Al的浓度的降低以及Cr和Ni的浓度的相对增加一起形成的。在这种Cr和Ni富含的状态下，具有低浓度和易脆性的化合物，如NiCr2O4和Cr2O3，容易在氧化变性层中形成。然而，如果按照本发明的实施例，金属结合层使用耐高温腐蚀合金来形成，那么，因为上述的氧化物的变性层的Cr的浓度降低，从而有可能防止上述低浓度化合物的生成。因此，也有可能防止金属结合层的抗热震性下降。
如果Re的量小于0.5％，由于几乎不形成上述的CrRe化合物，所以不能得到上述的效果。还有，如果Re的量超过10％，则合成产品变硬，其延展性降低。
根据本发明实施例，在耐高温腐蚀合金中，Re的含量特别优先于在0.5-6％范围内，更优先地在0.5-4％范围内。如果Re的含量控制在上述范围内，就可能获得具有优良延展性的使用寿命长的金属结合层，在层中，Al2O3层的增长很慢，不容易从金属结合层的表面上分离。
按照本发明的实施例，耐高温腐蚀合金还包括0.01-0.7％的Hf和/或0.01-1.5％的Si。
Hf(0.01-0.7％)：
类似于上述的Y，Hf具有防止Al2O3层从金属结合层表面分离的作用。以这种方式，Hf防止陶瓷层的分离，这些陶瓷层被层压在金属结合层上，从而延长热障涂层材料的寿命。然而，如果加入Hf的量太大，就会使耐高温腐蚀合金变脆。因此，优先的，选择Hf的上限为0.7％。
Si(0.01-1.5％)：
Si可阻止金属结合层表面上的Al2O3层的增长，具有延长金属结合层寿命的作用。如果加入Si的量小于0.01％，就不会获得上面的效果。另外，如果加入Si的量超过1.5％，耐高温腐蚀合金会变硬，其延展性趋向降低。
按照本发明实施例的热障涂层材料包括耐热合金基材；配置在耐热合金基材上的金属结合层，该金属结合层由任何一种上述耐高温腐蚀合金组合物形成，和配置在金属结合层上的陶瓷层。
按照本发明实施例的热障涂层材料，因为它包括金属结合层(该结合层通过使用任何一种上述耐高温腐蚀合金组合物形成)，所以具有优良的抗氧化性、抗腐蚀性和延展性。因此，如果应用于高温部件，就可能有效地防止因高温引起部件的氧化和腐蚀，以及通过防止在与热循环相联系的金属结合层上产生裂缝来提高部件的耐用性。另外，由于按照本发明实施例的耐高温腐蚀合金组合物形成的金属结合层，不仅与形成基材的耐热合金，而且与形成陶瓷层的陶瓷材料(如稳定化的氧化锆)具有很好的亲和力，所以有可能更紧密地固定陶瓷层(是热障层)，在这一点上，可以获得不易发生陶瓷分离的热障涂层材料。
依照本发明的另一个方面，在上述的热障涂层材料中，在金属结合层和陶瓷层间的边界的金属结合层上形成氧化皮层(包括作为主要组分的Al2O3)，在氧化皮层下面的某一位置的金属结合层上形成氧化变性层。氧化变性层的Al的含量由于氧化皮层的形成而降低，氧化变性层含有包括CrRe化合物作为主要组分的沉淀物。
即，为了防止低密度易脆的化合物的形成，如NiCr2O4和Cr2O3，从而实现具有优良的抗氧化和抗腐蚀的热障涂层材料，按照本发明的实施例，热障涂层材料的金属结合层是由耐高温腐蚀合金组合物形成的，以便在金属结合层的表面上形成致密的Al2O3皮，在由形成Al2O3皮层而产生的氧化变性层中产生含有CrRe化合物的沉淀。另外，由于上述CrRe化合物的形成而抑止Al2O3皮的增长，从而有可能长时间的维持适当的Al2O3皮的厚度。因此，有可能用上述方式提供一种按照本发明的实施例的使用寿命长的热障涂层材料。
本发明的再一个方面，是在上面的热障涂层材料中，金属结合层可以被制成一层膜。其方法包括热喷涂任何一种上述耐高温腐蚀合金组合物粉末，和通过一种包括使用电子束物理沉积法沉积任何一种上述的耐高温腐蚀合金组合物的步骤的方法。
本发明还提供包含任何一种热障涂层材料的涡轮机构件。即，可以通过使用上述的热障涂层材料来提供具有优良抗氧化性和抗腐蚀性的长寿命涡轮机构件(其陶瓷层不容易发生分离)。
本发明还提供了包括上述涡轮机构件的燃气涡轮机。该燃气涡轮机是通过使用按照本发明的实施例的具有优良的抗氧化和抗腐蚀的涡轮机构件来形成，即使燃气在高温条件下使用时，也可以长时间高效地稳定操作。
附图说明
已经对本发明的一些特征和优势作了描述，其它将会从随后的详细说明和附图中予以明确，其中：
图1是显示本发明实施例的热障涂层材料的结构断面的示意图；
图2是显示三点弯曲试验所使用的弯曲试验装置结构的示意图；
图3是显示使用图二所示的弯曲试验装置进行弯曲试验后的样品侧视图；
图4是显示一个转子叶片的透视结构图，这是一个按照本发明实施例的涡轮机构件的实例；
图5是显示一个静叶片的透视结构图，是按照本发明的实施例的涡轮机构件的实例；
图6是显示一个按照本发明实施例的燃气涡轮机的部分断面示意图；
图7是显示传统的热障涂层材料结构的断面示意图。
具体实施方式
上面所概述并由所列举的权利要求所明确的本发明，通过参考下面的详细说明，能够较好地了解，这应当结合附图来阅读。一些特别优选实施例的详细说明列在下面，其目的是让读者来建立和使用本发明的特别实施方案，不是为了限制所列举的权利要求，而是作为它的特例。
图1是热障涂层膜的结构断面示意图，本发明实施例的热障涂层材料被应用于此膜。热障涂层膜包括结合涂层(金属结合层)22，该结合层被层压在高温耐热合金基材21上，如转子叶片，和陶瓷层23，其被层压在结合层22上。使用按照本发明实施例的具有优良的抗腐蚀和抗氧化性的耐高温腐蚀合金，将结合层22做成膜。另外，陶瓷层23通过使用陶瓷材料如ZrO2(部分由Y2O3稳定化)来形成(被氧化钇部分稳定化的锆，YSZ)。
结合涂层22降低基材21和陶瓷23之间的热扩散系数差值来缓解了热应力，并防止陶瓷层23从结合层22上分离。结合涂层22还防止基材21的氧化和腐蚀。
结合涂层22可以使用下列方法来形成，例如低压等离子热喷涂法，高速火焰喷涂法，和电子束物理气相沉积法。
用于图1所示的热障涂层膜的结合涂层22，具有如下特征：它是使用本发明实施例的耐高温腐蚀合金和任何一种上述喷涂和沉积方法形成的。即，具有优良的抗氧化、抗腐蚀和延展性的结合涂层，通过使用耐高温腐蚀合金来获得，该合金包含：0.1-12％(重量，下同)Co，10-30％Cr，4-15％Al，0.1-5％Y和0.5-10％Re，其余基本上由Ni组成。
上述的结合涂层22可以通过使用耐高温腐蚀合金粉末(其组成在上述的范围内)，和在基材21上热喷涂或沉积该粉末来制成薄膜。特别地，如果使用低压等离子热喷涂法来制作薄膜，就可能形成更致密的结合涂层。因此，可以生产具有优良抗氧化和抗腐蚀的热障涂层膜。
另外，除上述的组分外，加入0.01-0.7％Hf，和/或0.01-1.5％的Si到形成结合涂层22的耐高温腐蚀合金材料中也是可能的。用这种方式，就可以获得不易分离的使用寿命长的结合涂层22。
陶瓷层23可以使用不同于上述的YSZ，而是被Er2O3，Yb2O3，Sc2O3等部分或完全稳定化的ZrO2来形成。另外，不同于ZrO2的陶瓷材料实例包括Al2O3和LaZr2O7。因为具有上述结构的结合涂层22和任何陶瓷材料都有优良的亲和力，所以结合涂层22和陶瓷层23结合紧密并具有优良的抗热震性。
例如，当由Yb2O3稳定化的ZrO2被用做形成陶瓷层23的材料时，陶瓷层23可以使用ZrO2-Yb2O3粉或坯料，通过常压等离子热喷涂法或电子束物理气相沉积法来制作成薄膜。在常压等离子热喷涂中使用的ZrO2-Yb2O3粉可以由下列过程来制备。
首先，制备ZrO2粉和预定量的Yb2O3粉，然后将它们与适当的粘结剂、分散剂等一起在球磨内混合，形成浆液。然后，使用喷雾干燥器将浆液造粒、干燥后，颗粒剂经过扩射热处理形成固溶体，从而获得ZrO2-Yb2O3复合粉。
将获得的复合粉热喷涂到结合涂层22上，可形成包含由Yb2O3稳定化的ZrO2的陶瓷层23。另外，如果使用电子束物理沉积法而不是热喷涂法作为陶瓷层的薄膜制作法，那么可使用坯料来实现此目的，坯料可以通过烧结或电熔化和固化具有预定组分的原材料来得到。
具有上述结构的热障涂层材料适用于工业涡轮机的转子叶片和静叶片，或燃烧器的内筒和尾筒。另外，上述热障涂层材料的应用并不限于工业燃气涡轮机，还可以应用于汽车发动机或喷气式飞机的高温部件(例如，温度可能很高的部件)。通过将本发明的热障涂层膜应用于上述的部件，就有可能建造出具有优良热循环耐久性的燃气涡轮机构件或高温部件。
图4和图5分别显示一个涡轮机叶片(涡轮机构件)的结构实例的透视图，该叶片使用了上述本发明实施例的热障涂层膜。
图4所示的燃气涡轮机转子叶片包含一个固定在圆盘边的接头尾部41、平台42和叶片部件43。另外，图5所示的燃气涡轮机静叶片5包含一个内屏板51、外屏板52和叶片部件53。叶片部件53包含封闭翘片冷却孔54和狭缝55等等。
图4和图5所示的燃气涡轮机叶片4和5分别被应用到燃气涡轮机上，下一步参照图6对该燃气涡轮机进行解释。图6是表明一个本发明实施例的燃气涡轮机的部分断面示意图。
燃气涡轮机6包括压缩机61和直接连在压缩机61上的涡轮机62。例如，压缩机61可以构造成轴流式压缩机，增加常压空气或预定气体的压力，这些气体作为工作流体经过其入口被吸入。燃烧器63连接在压缩机61的出口上，从压缩机中释放出的工作流体被燃烧器63加热到预定的涡轮机入口温度。温度升到预定温度的工作流体被供给涡轮机62。如图6所示，上述的多数气体涡轮机的静叶片5配置在涡轮机62的汽缸内。另外，上述燃气涡轮机转子叶片4连接在主轴64上以便与对应的静叶片5形成一对。主轴64一端连接在压缩机61的旋转轴65上，另一端连接在发电机(图中没标出)的旋转轴上。
依照上述结构，当高温、高压工作流体从燃烧器63中被供给到涡轮机的汽缸内侧时，主轴64由于汽缸内工作流体的膨胀而带动与燃气涡轮机6相连的发电机(图中没标出)。即，由每一个固定在汽缸上的静叶片5通过降低压力产生动能，经每一个附属在主轴65上的转子叶片4将动能转化成旋转矩。以这种方式产生的旋转矩被传递到主轴64，从而带动发电机。
通常，应用在燃气涡轮机的转子叶片上的材料是耐热合金(例如，商业可用合金材料CM247L，Canon maskegon公司产品)，应用于燃气涡轮机静叶片的材料也是耐热合金(例如，商业可应用合金材料IN939，Inco公司的产品)。即，作为基材可用于本发明实施例的热障涂层材料的耐热合金，一般是可使用的。因此，如果将本发明实施例的热障涂层膜应用到上述涡轮机叶片上，就可以获得具有优良的热障效果和抗分离的涡轮机叶片。相应地，就可能获得使用寿命长的涡轮机叶片，该叶片具有优良的耐久性，可以在较高温度下使用。另外，涡轮机叶片可以应用到高温环境的事实，意味着可以增加工作流体的温度，从而提高燃气涡轮机的效率。
根据本发明的上述实施例，因为陶瓷层和基材间的金属结合层通过使用本发明实施例的具有耐高温腐蚀合金组合物来形成，所以有可能获得具有优良耐久性的结合层，该结合层不容易从陶瓷层上分离，即使应用在高温环境下也很难引起氧化和腐蚀。因此，可以获得具有优良耐久性的热障涂层材料，与传统的材料相比，可以应用在较高的温度环境中。
另外，通过对燃气轮机部件涂覆按照本发明实施例的热障涂层膜，可以获得即使在比一般环境更高的温度环境下，仍具有优良的耐久性的燃气涡轮机构件或燃气涡轮机。
下文中，通过实施例来详细地解释本发明及其作用。
制备以重量计含有22％Ni，9％Mo，8％Co，1.0％Al的5毫米宽的合金基材，以及具有下面表1所示组成的合金粉，每个样品都是通过在合金基材上用上述合金粉由低压等离子热喷涂法形成0.1毫米厚的合金层来获得的。另外，除了表1中表示为“作为涂层”的样品膜外，表1中表示为“热处理”的热处理材料可以在膜形成后将其在850℃条件下进行24小时的热辐射处理来制备。
然后，将用上述方式获得每个样品切成8mm×10mm的切片，随后进行的三点弯曲试验，来评估样品的合金层32的延展性。
在这里，参照图2和图3对三点弯曲试验进行解释。图2是表明用于三点弯曲试验的弯曲试验装置的结构示意图。图3是弯曲试验后样品的侧视图。
图2所示的弯曲装置包含两个支撑销35和冲头36。两支撑销35在水平方向上互相平行调节，以便相互间分开70mm。冲头36安装在两支撑点35的连线中心上方的中心轴上。包括在基材31上合金层32的样品被放在两支撑销35上，使合金层32正对两支撑销35。另外，多个(图2中有7个)用来测量合金层32的弯曲应变的应变仪38，被附属在样品(这些样品被安装在两支撑销35上)的合金层32的表面上，一条信号线(用于读取应变仪38的输出信号)连接在每一个应变仪38上。
当使用具有上述结构的弯曲试验装置来进行三点弯曲试验时，冲头36与被安装在两支撑销35上的样品的基材31相接触，然后，以如图所示向下的方向移动预定的距离使样品弯成V型。此时，合金层32的表面产生的应变通过应变仪38来测量。
如图3所示，受测样品被弯成V型，裂缝从冲头36加压的位置上在薄膜厚度的方向产生。在本实施例中，测得L1和L2的长度，它们分别表示从样品中心到左侧末(L1)和到右侧末(L2)(如图3所示)的裂缝的长度，通过计算L1和L2的总和来得到裂缝区的长度(L)，在下表1中表示为“裂缝长度”。
另外，应变的极限值(表示在合金层32处产生裂缝的极限)从应变分布曲线上得到，该曲线是建立在上述应变仪38的测量结果上的，这在下面的表1中表示为“应变极限”。
表1
样品                                  粉末组成(重量％)   裂缝长度(mm)   应变极限(％)
  Ni   Co   Cr   Al   Y   Re   Ta   Hf   Si
  1A   作为涂层 余量 10 20 6 0.3 4 - - -   21.5   1.3
1B 热处理 24.7 1.0
  2A   作为涂层 余量 10 17 4 0.3 4 - - -   19.0   1.5
  2B   热处理   17.4   1.7
  3A   作为涂层 余量 10 18 6 0.3 5 - - -   20.4   1.4
  3B   热处理   17.5   1.8
  4A   作为涂层 余量 10 18 6 0.3 6 - - -   21.1   1.3
  4B   热处理   17.6   1.7
  5A   作为涂层 余量 10 18 6.5 0.3 2 - 0.5 1   18.0   1.6
  5B   热处理   17.2   1.8
  6A   作为涂层 余量 10 15 5 0.3 0.3 - - -   17.7   1.7
  6B   热处理   17.0   1.9
  7A   作为涂层 余量 12 17 4 0.3 11 - - -   26.0   0.9
  7B   热处理   24.9   1.0
  8A   作为涂层 余量 10 18 6 1 2 - 0.8 1.6   22.0   1.2
  8B   热处理   22.3   1.2
  9A   作为涂层 余量 10 18 6.5 0.3 2 6 0.5 1   28.8   0.7
  9B   热处理 29.0 0.7
  10A   作为涂层 32 余量 21 8 0.5 - - - -   26.8   0.85
  10B   热处理 18.7 1.6
如表1所示，1A到5B的每一个样品(其组成范围都满足本发明的条件)与样品9A和9B(其合金层通常使用具有优良抗氧化性的合金做成)相比，具有较短的裂缝产生区长度L和较大的应变极限值。另外，对比于样品10A和10B(其合金层通常使用具有优良延展性的合金做成)，本发明的样品的裂缝产生区长度L更短，其应变值几乎与热处理材料的值相同，好于作为涂层材料的值。
因此可以确信，使用符合本发明组成范围(即，0.1-12％(重量，下同)Co，10-30％Cr，4-15％Al，0.1-5％Y和0.5-10％Re，其余是Ni)的耐高温腐蚀合金材料形成的合金层具有优良的延展性。因而，可以推断，如果使用满足本发明条件的耐高温腐蚀材料，那么在热喷涂过程或热循环过程中，有效地防止裂缝的产生。
总之，如上所述，本发明的实施例的耐高温腐蚀合金包含0.1-12％(重量，下同)Co，10-30％Cr，4-15％Al，0.1-5％Y和0.5-10％Re，其余基本由Ni形成的。如果使用该耐高温腐蚀合金来形成热障涂层材料的金属结合层，就有可能形成具有优良延展性的金属结合层。因此，有可能减少作用于层压在金属结合层上的陶瓷层的应变，从而有可能防止陶瓷从金属结合层上分离。
本发明实施例的热障涂层材料，由于具有金属结合层，该结合层在基材和陶瓷层间使用上述本发明的高温抗腐合金组分来形成，所以具有优良的抗氧化性和抗腐蚀性。另外，由于热障涂层材料的陶瓷层具有上述特性，所以不容易从金属结合层上分离。
本发明实施例的燃气涡轮机构件在较高温度下使用时，与传统的涡轮机构件相比，具有充分的耐久性，因为它使用了上述的热障涂层材料。因此，本发明可以获得具有优良耐久性的燃气涡轮机。另外，装备有本发明实施例的燃气涡轮机构件的燃气涡轮机，可以使用比传统温度高的燃气。相应地，涡轮机可以高效地操作。
在对本发明的实施例进行了这样的说明后，很显然，对于该领域的专业技术人员来说，进行各种变化、修正和完善是很容易的。尽管这种变化、修正和完善在上面没有特别地描述，但仍然意含在本发明的思想和范围内。因此，前面的讨论只是说明性的；本发明只受下面的权利要求以及等效的权利要求所限制和定义。

Claims (10)

1.一种耐高温腐蚀合金组合物，以重量计包含：Ni，0.1-12％Co，10-30％Cr，4-15％Al，0.1-5％Y和0.5-10％Re。
2.根据权利要求1的耐高温腐蚀合金组合物，其中所述的合金组合物含有0.5-6重量％的Re。
3.根据权利要求2的耐高温腐蚀合金组合物，其中所述的合金组合物含有0.5-4重量％的Re。
4.根据权利要求1的耐高温腐蚀合金组合物，其中所述的合金组合物含有0.01-0.7重量％的Hf和/或0.01-1.5重量％的Si。
5.一种热障涂层材料，包括：
耐热合金基材；
配置在所述的耐热合金基材上的金属结合层，所述的金属结合层由权利要求1的耐高温腐蚀合金组合物形成，和
配置在所述的金属结合层上的陶瓷层。
6.根据权利要求5的热障涂层材料，其还包括：
以Al2O3为主要组分的氧化皮层，所述的氧化皮层在所述的金属结合层和所述的陶瓷层的界面处的所述的金属结合层上形成，和
在所述氧化皮层下面的位置处的所述的金属结合层上形成的氧化变性层，所述的氧化变性层的Al含量由于所述的氧化皮层的形成而降低，其中
在所述的氧化变性层中含有以CrRe化合物为主要成分的沉淀。
7.根据权利要求5的热障涂层材料，其中
通过包括热喷涂权利要求1的耐高温腐蚀合金组合物粉末的步骤的方法，使所述的金属结合层成膜。
8.根据权利要求5的热障涂层材料，其中
通过包括利用电子束物理沉积法沉积权利要求1的耐高温腐蚀合金组合物的步骤的方法，使所述的金属结合层成膜。
9.一种涡轮机构件，具有权利要求5的热障涂层材料。
10.一种燃气涡轮机，具有权利要求9的涡轮机构件。
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