FR2534932A1

FR2534932A1 - Compositions de revetement metallique pour haute temperature

Info

Publication number: FR2534932A1
Application number: FR8316756A
Authority: FR
Inventors: Subhash K Naik
Original assignee: Avco Corp
Current assignee: Avco Corp
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1984-04-27
Also published as: FR2534932B1; DE3370826D1; US4451431A; JPH0447018B2; CA1213759A; BR8305995A; EP0107508B1; EP0107508A1; JPS5989745A

Abstract

REVETEMENTS POUR HAUTE TEMPERATURE QUI PEUVENT ETRE APPLIQUES A DES COMPOSANTS DE MOTEURS A TURBINE POUR AMELIORER LA RESISTANCE A LA FATIGUE THERMIQUE ET LA RESISTANCE A L'OXYDATION ET A LA CORROSION. LES COMPOSITIONS SONT DE L'UNE DES FORMULES GENERALES SUIVANTES: -MCRAL METAL DE TERRE RARE; -MCRAL METAL DE TERRE RARE METAL NOBLE; -MCRAL METAL DE TERRE RARE METAL REFRACTAIRE OU; -MCRAL METAL DE TERRE RARE METAL NOBLE METAL REFRACTAIRE;DANS LESQUELLES M EST UNE SOLUTION SOLIDE DE MOLYBDENE, TUNGSTENE OU NIOBIUM DANS DU NICKEL, DU COBALT OU DU NICKEL PLUS COBALT.

Description

La présente invention se rapporte, en général, à des revêtements; elle

vise, plus particulièrement, des

revêtements métalliques pour superalliages à base de ni-

ckel et de cobalt, alliages renforcés par dispersion, al-

liages solidifiés directionnellement et à cristal unique, et combinaisons de ces alliages De façon plus spécifique,

elle concerne de nouveaux revêtements métalliques conte-

nant du molybdène, qui ont une ductilité élevée et une

grande résistance à la fatigue thermique, tout en conser-

vant une stabilité et une résistance à l'oxydation et à la corrosion Les nouvelles compositions suivant la présente invention sont de l'une des formules générales suivantes ( 1) M Cr Al + Terre rare; ( 2) M Cr Al + Terre rare + métal noble; ( 3) M Cr Al + Terre rare + métal réfractaire; ou ( 4) M Cr Al + Terre rare + métal noble + métal réfractaire, o M est une solution solide de molybdène, tungstène ou niobium

dans du nickel, du cobalt ou du nickel plus cobalt.

Le brevet US no 2 403 128, de Scott et autres,

décrit des alliages contenant du molybdène en solution so-

lide, ensuite partiellement précipité, utilisés pour obte-

nir une résistance aux hautes températures et à la corro-

sion La plus grande résistance mécanique est obtenue, dans

ce cas, après traitement de durcissement par précipitation.

Il s'applique à des alliages contenant principalement du chrome, du nickel, du molybdène et du manganèse, qui sont durcis par précipitation au moyen de leur trempe à haute température, puis vieillissement à une température un peu plus basse (par exemple 1000 'C à 1300 'C et 7000 C à 1000 'C, respectivement). Le brevet US no 3 592 638, de Freeman, décrit

un alliage métallique à base de cobalt, ayant des caracté-

ristiques améliorées à haute température, composé essentiel-

lement de 0,7 % à 0,9 % de carbone, 20 % à 26 % de chrome, 9 % à 12 % de nickel, 6 % à 8 % de tungstène, 2 % à 8 % de tantale,

le complément étant du cobalt, tous les pourcentages s'en-

tendant en poids.

Le brevet US n 3 807 993, de Dalai et autres, décrit des alliages à base de nickel contenant du cobalt, qui comportent du tungstène, du molybdène, du chrome, du tantale, de l'aluminium, du titane et de l'hafnium. Le brevet US n 4 012 229, de Herchenroeder et autres, décrit un alliage à base de cobalt, à ductilité

améliorée aux températures de l'ordre de 1093 C, qui com-

prend essentiellement 15 % à 30 % de chrome, 10 % à 30 % de nickel, 1 % à 8 % de molybdène, jusqu'à 10 % de tungstène, et 8 % à 20 % de tantale Le molybdène est utilisé pour obtenir

la ductilité.

Le brevet US n 3 754 903, de Goward et autres, décrit un alliage de revêtement pour des superalliages pour moteur à turbine à gaz, du type Ni Cr Al Y ô le brevet US n 3 676 085, de Evans et autres, décrit un revêtement du type Co Cr Al Y; et le brevet US n 3 545 530, de Talboom et autres, décrit un revêtement du type Fe Cr Al Y. Le brevet US n 3 918 139, de Felten, décrit

des compositions de revêtement au nickel, cobalt et nickel-

cobalt, composées essentiellement de 8 % à 30 % de chrome, % à 15 % d'aluminium, jusqu'à 1 % d'un métal de terre rare tel que yttrium, scandium ou thorium, 3 % à 12 % d'un métal noble choisi parmi le platine ou le rhodium, le solde étant

du nickel, du cobalt, ou du nickel-cobalt (tous les pour-

centages s'entendent en poids) Le brevet US n 3 928 026,

de Hecht et autres, décrit un revêtement ductile pour su-

peralliages à base de nickel et de cobalt, composé essen-

tiellement de 11 % à 48 % de cobalt, 10 % à 40 % de chrome,

9 % à i 5 % d'aluminium, 0,1 % à 1 % d'une terre rare, le com-

plément étant du nickel, la teneur en nickel étant au moins

de 15 % (tous les pourcentages sont en poids).

Le brevet US n 4 022 587, de Wlodek, décrit des articles en alliage à base de nickel et de cobalt, revêtus avec une composition comprenant essentiellement 20 % à 60 % de chrome, 6 % à 11 % d'aluminium, 0,01 % à 2 % de métal

réactif tel que yttrium, lanthane ou cérium, le complé-

ment étant un métal (tous les pourcentages sont en poids).

Le brevet US N O 4 198 442, de Gupta et autres, décrit un procédé de fabrication d'articles métalliques résistant à la corrosion aux hautes températures, qui comporte l'application d'un premier revêtement comprenant un alliage de cobalt, fer ou nickel, qui est ductile et

compatible avec le substrat, sur une surface de l'article.

Un deuxième revêtement, résistant à la corrosion aux hau-

tes températures, est appliqué sur le premier revêtement pour constituer un revêtement composite et un traitement à température élevée est ensuite effectué pour assurer la liaison à l'interface et minimiser les effets nuisibles

des contraintes subies pendant l'utilisation.

L'objet de la présente invention se distingue

de l'art antérieur, pris soit individuellement soit en com-

binaison avec un autre.

Le prix élevé actuel des combustibles de qualité pour les turbines à gaz rend particulièrement intéressante l'utilisation de combustibles de qualité inférieure, ou

l'augmentation de la température de la turbine Ces combus-

tibles de qualité inférieure peuvent contenir des sulfates alcalins nocifs qui provoquent une corrosion accélérée à

chaud des composants du passage des gaz chauds de la tur-

bine à gaz Ces composants, par exemple des aubages et

ailettes, sont généralement fabriqués en superalliages à-

base de nickel ou de cobalt Les superalliages, tout en

possédant une résistance mécanique élevée aux hautes tempé-

ratures, sont sujets aux effets de corrosion accélérée des

gaz chauds.

On a essayé de remplacer les composants en super-

alliage par des matières résistant à la corrosion, mais celles-ci n'ont pas donné satisfaction car les alliages

coulés, en poudre, métallurgiques et forgés ayant la résis-

tance nécessaire à la corrosion ne possèdent pas des ca-

ractéristiques mécaniques suffisantes pour l'utilisation

dans l'environnement d'une turbine à gaz Un procédé con-

siste à éliminer les éléments corrosifs à l'extrémité avant d'entrée d'air ou de combustible Ce procédé est toutefois très couteux et manque de facilité d'adaptation

à l'utilisation de combustibles différents.

: Un autre procédé consiste à revêtir le composant en superalliage avec certaines matières résistant à la

corrosion Ce procédé n'est toutefois pas complètement sa-

tisfaisant, puisque les revêtements sont sujets à des dé-

faillances, par différents phénomènes Les revêtements d'a-

luminurepar exemple, peuvent être une source d'amorçage de

fracture par fatigue On a constaté que la ductilité du re-

vêtement est un facteur important dans la durée de vie par fatigue puisque, à des températures relativement basses,

les revêtements d'aluminure tendent à se fissurer par fra-

gilité, à de faibles contraintes, dans les parties de ten-

sion dlcycle de fatigue D'autres revêtements actuels sont

fragiles et ont une tendance au décollement ou à la forma-

tion de fissures.

Bien que divers revêtements, tels que ceux qui sont décrits dans les brevets US 3 676 085, 3 754 903, 3 542 530 et 3 928 026, déjà cités parmi d'autres, aient

apporté dans le passé des améliorations sensibles à la du-

rée de vie de superalliages, d'autres améliorations sont bien entendu souhaitables En particulier, des revêtements

améliorés possédant une plus grande résistance à la cor-

rosion, à l'oxydation et à la fatigue thermique, ainsi qu'une ductilité améliorée, un décollement réduit et une

mouillabilité accrue, sont souhaitables et utiles.

La présente invention a donc pour objet une com-

position de revêtement métallique, ainsi qu'un article re-

vêtu, exempts des inconvénients ci-dessus Ces compositions

et articles sont utilisables dans des atmosphères de com-

bustion, chaudes et corrosives, du type rencontré dans les turbines à gaz Les compositions suivant l'invention peuvent être appliquées à des superalliages à base de nickel, à base de cobalt ou à base de nickelcobalt et qui sont très résistantes à l'attaque par corrosion à

chaud et possèdent un très haut degré de ductilité L'in-

vention apporte des compositions de revêtement métallique pour haute température, dans lesquelles on obtient une plus

grande mouillabilité ou liaison entre la phase (Y) de ma-

trice modifiée et la phase <() précipitée de la structure de revêtement à deux phases ( y + ô), ce qui a pour effet de réduire les sites (microporosités) pour l'amorçage de fissuration par fatigue thermique et/ou de décollement, et

permet donc d'obtenir de meilleurs résultats.

Les revêtements suivjant l'invention ont une plus haute stabilité de diffusion, entraînant une interaction plus faible avec le substrat en superalliage et, par suite,

des résultats supérieurs.

Les objets et avantages ci-dessus, ainsi que d' autres, sont obtenus conformément à la présente invention;

d'une manière générale, au moyen de compositons de revête-

ment métallique pour haute température qui peuvent être ap-

pliquées à des composants de moteur à turbine et qui ont l'une des formules suivantes ( 1) M Cr Al + Terre rare; ( 2) M Cr Al + Terre rare + métal noble ( 3) M Cr Al + Terre rare + métal réfractaire; ou

( 4) M Cr Al + Terre rare + métal noble + métal ré-

fractaire;

caractérisées en ce que M est une solution solide de molyb-

dène, tungstène ou niobium dans du nickel ou/et du cobalt.

Les quatre compositions de revêtement suivant la présente invention contiennent des quantités faibles, mais

significatives, de molybdène pour améliorer la mouillabili-

té de la solution solide de matrice (Ni, Co, Mo), appelée

phase t, avec le (Ni, Co, Ai), connu comme phase L'a-

mélioration de la mouillabilité ou de la liaison réduit la microporosité à l'interface î FE, ce qui, à son tour, améliore la résistance à la fatigue thermique et la résistance à l'oxydation et à la corrosion des revêtements Cela est dû à une diminution de la tendance à la

formation de fissures aux points de porosité Il y a éga-

lement une diminution de la tendance à l'apparition de dé-

collement et, d'une manière générale, on obtient de meil-

leurs résultats Il est inattendu de constater que la pré-

sence de molybdène réduit l'interaction du revêtement avec le substrat en superalliage Cette stabilité de diffusion réduit la dilution de la composition de revêtement due à

l'interaction du substrat et, par suite, améliore les ré-

sultats.

On peut utiliser, dans la présente invention, tout substrat approprié Comme matières appropriées pour le substrat, on peut citer des superalliages, tels que des superalliages à base de nickel et à base de cobalt, des alliages renforcés par dispersion, des composites, et des eutectiques solidifiés directionnellement,à cristal

unique et directionnels.

Bien que le molybdène,le tungstène ou le niobium puissent être utilisés dans la présente invention, il est

préférable d'employer le molybdène.

Des compositions de revêtement métallique appro-

priées qui peuvent être utilisées dans la présente inven-

tion comprennent de 30 % environ à 70 % environ en poids de nickel, cobalt ou nickel plus cobalt; de 0,1 % environ à 12 % environ en poids de molybdène; de 10 % environ à 40 % environ en poids de chrome; de 6 % environ à 20 % environ en poids d'aluminium et de 0,01 % environ à 3 % environ de

métal réactif.

Bien que tout métal réactif puisse être utilisé dans la présente invention, de très bons résultats peuvent être obtenus avec l'yttrium, le scandium, le thorium, le

lanthane, d'autres métaux de terres rares et leurs mélan-

ges On obtient des résultats particulièrement bons avec l'yttrium. D'autres compositions de revêtement métallique appropriées, qui peuvent être utilisées dans la présente invention, comprennent de 30 % environ à 70 % environ en poids de nickel, cobalt ou nickel plus cobalt; de 0,1 %

environ à 12 % environ en poids de molybdène; de 10 % envi-

ron à 40 % environ en poids de chrome; de 6 % environ à % environ en poids d'aluminium et de 0,01 % environ à

3 % environ de métal réactif, plus 0,1 % environ à 10 % en-

viron en poids d'un métal noble On obtient des résultats particulièrement bons lorsqu'on utilise le platine comme

métal noble.

Encore d'autres compositions de revêtement mé-

tallique appropriées comprennent de 30 % environ à 70 % envi-

ron en poids de nickel, de cobalt ou de nickel plus cobalt; de 0,1 % environ à 18 % environ en poids de molybdène; de

10 % environ à 40 % environ en poids de chrome; de 6 % envi-

ron à 20 % environ en poids d'aluminium et de 0,01 % environ à 3 % environ de métal réactif, plus 0,1 % à 10 % environ en poids d'un métal noble, plus 0,1 % environ à 8 % environ en

poids d'un métal réfractaire On obtient des résultats par-

ticulièrement bons avec l'hafnium et le tantale comme mé-

taux réfractaires.

Comme compositions de revêtement métallique pré-

féréessuivant la présente invention, on peut citer: 1 Environ 10 % à 40 % en poids de chrome; environ 0,5 % à 9 % en poids de molybdène environ 10 % à 35 % en poids de cobalt; environ 5 % à 20 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; et le complément en nickel, la teneur en nickel ou en nickel plus cobalt, en pourcentage ponderal, étant égale

ou supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

2 Environ 10 % à 30 % en poids de chrome; environ 0,5 % à 9 % en poids de molybdène; environ 10 % à 30 % en poids de cobalt; environ 5 % à 15 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; environ 2 % à 10 % en poids de platine; et le complément en nickel, la teneur en nickel ou nickel plus cobalt, en pourcentage pondéral, étant égale

ou supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

3 Environ 10 % à 40 % en poids de chrome; environ 0,5 % à 9 % en poids de molybdène; environ 10 % à 35 % en poids de cobalt; environ 6 % à 20 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; environ 0,5 % à 8 % en poids d'hafnium ou hafnium plus tantale; et

le complément en nickel, la teneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalt, en pourcentage pondéral,étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/ 0,18.

4 Environ 10 % à 40 % en poids de chrome; environ 0,5 % à 9 % en poids de molybdène; environ 10 % à 35 % en poids de cobalt; environ 6 % à 20 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; environ 0,5 % à 8 % en poids d'hafnium ou hafnium plus tantale; environ 2 % à 10 % en poids de platine; et

le complément en nickel, la teneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalt, en pourcentage pondéral, étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

Des résultats optimaux, avec une résistance à la

fatigue thermique et à l'oxydation et à la corrosion sensi-

blement améliorées, sont obtenus avec les compositions de revêtement ciaprès: 1 Environ 1 % à 6 % en poids de molybdène; environ 10 % à 25 % en poids de cobalt; environ 5 % à 23 % en poids de chrome; environ 10 % à 14 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; et

le complément en nickel, la teneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalt, en pourcentage pondérai, étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

2 Environ 1 % à 6 % en poids de molybdène; environ 10 % à 25 % en poids de cobalt; environ 15 % à 23 % en poids de chrome; environ 10 % à 14 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % en poids d'yttrium; environ 2 % à 6 % en poids de platine; et

le complément en nickel, la teneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalt, en pourcentage pondérai, étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

3 Environ 1 % à 6 % en poids de molybdène; environ 10 % à 25 % en poids de cobalt; environ 15 % à 23 % en poids de chrome; environ 10 % à 14 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 17 o en poids d'yttrium; environ 0,5 % à 3 % en poids d'hafnium; environ 2 % à 5 % en poids de tantale; et

le complément en nickel, la tneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalt, en pourcentage pondérai, étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

4 Environ 1 % à 6 % en poids de molybdène; environ 10 % à 25 % en poids de cobalt; environ 15 % à 23 % en poids de chrome; environ 20 % à 14 % en poids d'aluminium; environ 0,1 % à 1 % enpoids d'yttrium; environ 0,5 % à 3 % en poids d'hafnium; environ 2 % à 5 % en poids de tantale; environ 2 % à 10 % en poids de platine; et

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le complément en nickel, la teneur en nickel ou ni-

ckel plus cobalts en pourcentage pondéral, étant égale ou

supérieure à (% en poids de molybdène)/0,18.

La composition d'alliage métallique peut être appliquée au substrat, par exemple un substrat en super- t alliage, par divers procédés connus, tels que dépôt de

vapeur sous vide, pulvérisation par plasma sous vide, pro-

jection, pulvérisation par faisceau d'électrons, etc De préférence,dans la présente invention, les revêtements

sont appliqués par une opération de pulvérisation de plas-

ma sous vide.

Dans la pulvérisation par plasma sous vide, des quantités réglées de l'alliage de revêtement en poudre sont introduites dans le flux de plasma du pistolet de pulvérisation La poudre fond et elle est projetée à très grande vitesse sur la surface préchauffée (de l'ordre de 9500 C) de la partie à revêtir qui est contenue dans une chambre à vide sous une pression de l'ordre de 10 4 Torr ou davantage Avant le revêtement, les surfaces à revêtir sont d'abord nettoyées à fond, puis préparées par sablage à l'abrasif Ce procédé est décrit dans le brevet US n O 3 928 026 Lors de l'impact contre la surface à revêtir, les particules d'alliage de revêtement transfèrent leur énergie thermique et mécanique au substrat, engendrant des forces qui favorisent la fusion et la liaison, de sorte qu'on obtient un revêtement dense et adhérent Le procédé de pulvérisation par plasma est applicable à toutes les

compositions citées dans la présente description La durée

de dépôt est déterminée de manière à obtenir une épaisseur de revêtement comprise entre 0,075 mm environ et 0,125 mm environ L'article revêtu est refroidi au-dessous de 5380 C en atmosphère neutre Les parties revêtues sont ensuite traitées à chaud par diffusion à environ 1080 'C 140 C,

pendant 4 heures environ, sous vide ou en atmosphère d'ar-

gon, pour accroître la liaison entre le revêtement et l'ar-

1 1 ticle à revêtir Les résultats expérimentaux ci-après font bien

apparaître certains des avantages de la présente inven-

tion. suivante On prépare au total 5 revêtements, de la façon (tous les pourcentages sont en poids): Revêtement A préparé par un procédé de projection: 23 % de cobalt 18 % de chrome 12 % d'aluminium 0,6 % d'yttrium le complément en nickel Revêtement B préparé par un procédé de pulvérisation par plasma: 23 % de cobalt 18 % de chrome 12 % d'aluminium 0,6 % d'yttrium

complément en nickel.

Revêtement C préparé par un procédé de pulvérisation par plasma: 1,2 % de molybdène 12 % de cobalt 18 % de chrome 12 % d'aluminium 0,6 % d'yttrium

complément en nickel.

Revêtement D

préparé par un procédé d'aluminure par garnis-

sage: 67 % de poudre d'alliage à 55 Cr 45 Al

33 % A 1203

Revêtement E préparé par un procédé de pulvérisation par plasma: 2,8 % de molybdène 12 % de cobalt 18 % de chrome 12 % d'aluminium 0,6 % d'yttrium

complément en nickel.

La pulvérisation par plasma est effectuée dans une chambre à basse pression, de manière à obtenir une épaisseur comprise entre 76 microns et 127 microns et une densité acceptable de 98 % Les échantillons sont martelés au grain de verre à une intensité de 6 à 7 N et traités à

chaud par diffusion à 10650 C pendant 4 heures environ.

Le revêtement d'aluminure est exécuté dans un

four sous vide, le garnissage étant maintenu à 10380 C pen-

dant 4 heures environ, ce qui suffit pour obtenir une épais-

seur de revêtement comprise entre 75 microns et 100 microns

environ.

La projection est un procédé de revêtement dans lequel les particules, libérées de la surface cible (M 3958) par bombardement d'ions à haute énergie, sont accélérées

vers le substrat (superalliage) sous l'influence d'une hau-

te tension appliquée dans un gaz à 10-1 Torr ou moins,

pour déposer le revêtement désiré.

Des dispositifs à brûleurs sont utilisés pour ef-

fectuer les essais de fatigue thermique et d'oxydation/cor-

rosion La fatigue thermique est réalisée sur un équipe-

t 30 ment à combustion de gaz qui est un ensemble autonome cons-

titué de dispositifs de réglage de gaz, d'air de combustion, et de trempe pneumatique et à l'eau Les dispositifs de gaz

et d'air de combustion sont réglés par des moyens électri-

ques qui comportent des circuits de sécurité pour l'allu-

mage correct des brûleurs à gaz Les brûleurs sont capables

de fournir 73,2 k W de chaleur, au réglage maximal Le dispo-

sitif de commande utilise des minuteries qui commandent

le début et la durée des cycles de chauffage et de refroi-

dissement, ainsi que les électrovannes d'air et d'eau Les

cycles de chauffage et de refroidissement peuvent être pré-

réglés dans une large plage Le porte-échantillons est un arbre porteéchantillons refroidi à l'eau et monté sur des paliers qui permettent d'introduire l'ensemble de l'arbre porte-échantillons dans le four et de le sortir Un couple

appliqué sur l'extérieur de l'arbre fait tourner les échan-

tillons à une vitesse de 1750 t/mn Un pyromètre à rayon-

nement est utilisé pour détecter et régler la température du métal Lorsque le cycle de chauffage est terminé,les

échantillons sont retirés dans une chambre de refroidisse-

ment o un jet d'eau de refroidissement est mis en service.

Le cycle recommence automatiquement à la fin du cycle de refroidissement. Essai de fatigue thermique Tous les types de revêtement sont examinés en ce

qui concerne leur caractéristique de fissuration par fati-

gue thermique, au moyen d'une durée de cycle de 4 mn Le cycle d'essai consiste à maintenir les échantillons à 10380 C pendant deux minutes, puis à les refroidir au moyen d'un brouillard Les résultats obtenus sont indiqués dans

le tableau 1.

TABLEAU 1

Revê Cycles au Longueur moyenne Nombre total tement début de des 3 plus grandes de fissures fissuration fissures à 2500 cycles _ A 807 2,95 mm 40 B 1 497 3,35 mm 30 C 1 572 1,63 mm 30 D 1 062 6,86 mm -13 Un deuxième essai est effectué dans les mêmes conditions expérimentales, avec utilisation d'une vitesse

plus grande de refroidissement par brouillard Les résul-

tats obtenus sont indiqués dans le tableau 2.

TABLEAU 2

Revê Cycles au Longueur moyenne Nombre total tement début de des 3 plus grandes de fissures fissuration fissures à 1615 cycles B 892 6,02 mm 19 C 1 104 3,94 mm 10 E 1 232 3,96 inm 9 Essai de résistance à l'oxydation/corrosion Un équipement de combustion est utilisé pour

l'essai d'oxydation/corrosion Cet équipement est un ap-

pareil autonome comportant son propre compresseur d'air,

son réchauffeur d'air, sa chambre d'essai et son disposi-

tif de combustion Les gaz à grande vitesse, de l'ordre de 215 m/s, sont dirigés contre les échantillons en feuille

profilée à contrôler, pour les porter à la température dé-

sirée Une buse convergente est utilisée pour diriger et concentrer la flamme sur les échantillons De l'eau de mer

synthétique est injectée dans le flux de gaz, juste au-

dessous de la jupe de l'enveloppe combinée Le dispositif de combustion brûle un combustible JP-5 + 0,2 % S, pour

cet essai La pression dans la chambre d'essai est sensi-

blement la pression atmosphérique Le rapport de l'air au combustible est compris entre 28/1 et 33/1 environ, selon

la température d'essai Le flux d'air est maintenu cons-

* tant à 0,0378 kg/s, à 2850 C, tandis que le débit de com-

bustible est commandé au moyen d'un pyromètre qui détecte

la température du métal On fait tourner le porte-échan-

tillons afin d'exposer uniformément tous les échantillons.

Les cycles de chauffage et de refroidissement sont effec-

tués par translation alternative du porte-échantillons en-

tre les chambres de chauffage et de refroidissement du four.

Le refroidissement thermique peut être effectué par air,

brouillard d'eau et/ou jet d'eau.

Les essais d'oxydation/corrosion effectués sont appliqués aux revêtements A, C et E décrits plus haut Un point dé réglage à deux températures et un cycle de 6,75

minutes ( 9000 C pendant 2 minutes, 10650 C pendant 2 minu-

tes, et refroidissement à l'eau) sont utilisés pour l'es-

sai Le rapport sel/air est maintenu à 6 mg/l et on ajou-

te 0,2 % de soufre au combustible JP-5 Trois échantillons (A,C et E) sont placés dans le porte-échantillons et les échantillons en essai sont pesés et examinés visuellement, à intervalles de 20 heures La perte de poids comparative

des divers revêtements, à la fin d'un essai cyclique d'o-

xydation/corrosion de 200 heures, est indiquée dans le ta-

bleau 3 ci-après.

TABLEAU 3

Revêtement Perte de poids Ai

A 0,45

C 0,3

E 0,55

Bien que les composants spécifiques du présent

système soient définis ci-dessus, de nombreux autres para-

mètres peuvent être introduits qui peuvent d'une certaine façon influencer, renforcer ou améliorer les revêtements

suivant la présente invention.

Il est entendu que des modifications de détail

peuvent être apportées dans la mise en oeuvre de l'inven-

tion, sans sortir du cadre de celle-ci.

Claims

Revendications

1 Composition de revêtement pour haute température, renfermant du Mo, Nb ou W, du nickel ou/et du cobalt, du chrome et un métal rare, de formule générale M Cr Al + métal de terre rare, caractérisée en ce que M est une solution solide de molybdène, de tungstène, ou de niobium

dans du nickel, du cobalt ou du nickel plus cobalt.

2 Composition suivant la revendication 1, caracté-

risée en ce qu'elle comprend de 30 % environ à 70 % environ en poids de nickel, cobalt ou nickel plus cobalt; de 0,1 % environ à 12 % environ en poids de molybdène, tungstène ou niobium; de 10 % environ à 40 % environ en poids de chrome; de 6 % environ à 20 % environ en poids d'aluminium; et de

0,01 % environ à 3 % environ en poids de métal de terre ra-

re, et peut renfermer en outre de 0,1 % environ à 10 % envi-

ron en poids de métal noble.

3 Composition suivant la revendication 1 ou 2, ca-

ractérisée en ce qu'elle comprend de 0,1 % environ à 8 % en-

viron en poids de métal réfractaire.

4 Composition suivant la revendication 1, 2 ou 3,

caractérisée en ce qu'elle comprend un métal réactif, notam-

ment yttrium, scandium, thorium, lanthane ou/et d'autres

métaux de terre rare et leurs mélanges.

Composition suivant une des revendications 2 à 4,

caractérisée en ce que le métal noble est le platine.

6 Composition suivant une des revendications précé-

dentes, caractérisée en ce que le métal réfractaire est

l'hafnium ou/et le tantale.

7 Composition de revêtement pour haute température

suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle com-

prend de 10 % à 40 % environ en poids de chrome; de 0,5 % environ à 9 % environ en poids de molybdène; de 10 % environ

à 35 % environ en poids de cobalt; de 5 % environ à 20 % en-

viron en poids d'aluminium; de 0,1 % environ à 1 % environ en poids d'yttrium; et le complément en nickel,la teneur en nickel ou nickel plus cobalt, en pourcentage pondéral,

étant égale ou supérieure au pourcentage en poids de mo-

lybdène divisé par 0,18.

8 Composition de revêtement suivant-la revendica-

tion 7, caractérisée en ce qu'elle comprend de 10 % envi-

ron à 30 % environ en poids de cobalt;de-5 % environ à 15 %

environ en poids d'aluminium; de 2 % environ à 10 % envi-

ron en poids de platine; et le complément en nickel 8 9 Compositiojde revêtement suivant la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend de 10 % environ à 35 % environ en-poids de cobalt; de 6 % environ à 20 % environ en poids d'aluminium; de 0,5 % environ à 8 % environ en

poids d'hafnium.

10 Composition suivant la revendication 1, caractéri-

sée en ce qu'elle comprend de 15 % environ à 23 % environ en poids de chrome; de 1 % environ à 6 % environ en poids de

molybdène; de 10 % environ Y 25 % environ en poids de co-

balt; de 10 % environ à 14 % environ en poids d'aluminium de 0,1 % environ à 1 % environ en poids d'yttrium; et le complément en nickel, la teneur en nickel ou nickel plus cobalt, en pourcentage pondéral, étant égale ou-supérieure au pourcentage en poids de molybdène divisé par 0,18, et

peut comprendre de 2 % environ à 6 % environ en poids de pla-

tine.

11 Article manufacturé, caractérisé en ce qu'il com-

prend un substrat revêtu avec la composition de revêtement

suivant l'une des revendications 1 à 10, le substrat étant

de préférence un superalliage à base de nickel ou à base

de cobalt.

12 Article suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la composition de revêtement est appliquée au

substrat par un procédé de revêtement par dépôt, de préfé-

rence par pulvérisation de plasma sous vide.