FR2663343A1 - Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot. - Google Patents

Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot. Download PDF

Info

Publication number
FR2663343A1
FR2663343A1 FR9007359A FR9007359A FR2663343A1 FR 2663343 A1 FR2663343 A1 FR 2663343A1 FR 9007359 A FR9007359 A FR 9007359A FR 9007359 A FR9007359 A FR 9007359A FR 2663343 A1 FR2663343 A1 FR 2663343A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
titanium alloy
titanium
microns
particle size
grains
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
Application number
FR9007359A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2663343B1 (fr
Inventor
Coulon Andre
Thauvin Guy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
GEC Alsthom SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEC Alsthom SA filed Critical GEC Alsthom SA
Priority to FR9007359A priority Critical patent/FR2663343B1/fr
Publication of FR2663343A1 publication Critical patent/FR2663343A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2663343B1 publication Critical patent/FR2663343B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0073—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only borides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Revêtement de protection d'une pièce métallique en alliage de titane constituée d'un composite constitué d'une matrice en alliage de titane chargée par des grains de TiC ou de TiN. Le TiC permet d'obtenir une résistance à la dégradation et la matrice possède les propriétés de ductilité résistance à la corrosion et de ténacité permettant une bonne tenue du composite. Procédé de dépôt d'un revêtement sur une pièce en alliage de titane dans lequel on fritte un mélange de poudre d'alliage de titane et de grains de TiC ou de TiN pour former une plaquette qu'on brase ou soude ensuite sur la pièce.

Description

Revêtement de protection d'une pièce métallique en alliage de titane et procédé de dépôt.
Dans de nombreuses applications il est nécessaire de protéger des zones limitées d'éléments ou de pièces métalliques en alliage de titane contre diverses formes de dégradation (usure, fretting, érosion).
Le revêtement selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un composite constitué de grains sphériques de carbure de titane, de granulomètrie comprise entre 10 et 100 microns ou de nitrure de titane de granulomètrie comprise entre 5 et 50 microns, lesdits grains constitués de particules élémentaires agglomérées étant incorporés dans une matrice en alliage de titane et étant dans une proportion en poids de 10 à 60 % du total et de préférence entre 15 % à 40 %.
L'alliage de titane de la matrice est choisi avec des caractéristiques dilatomètriques identiques à celles de la pièce à revêtir, si bien que le comportement métallurgique et physique de la matrice est identique à celui de la pièce dans tous les domaines de température, ce qui exclut toute déformation de l'ensemble pièce/revêtement.
La matrice ne présente pas une résistance suffisante à la dégradation mais possède des propriétés de ductilité, de ténacité et de résistance à la corrosion utiles pour la bonne tenue du composite.
L'addition bien répartie de grains de carbure ou de nitrure de titane permet d'atteindre un bon niveau de résistance à la dégradation.
Un composite tel que défini ci-dessus peut être obtenu à l'état massif par métallurgie des poudres, soudage ou tout autre procédé adapté (frittage, hipping).
La liaison entre la pièce et le revêtement de protection est réalisée par des procédés nécessitant une augmentation importante de température (brasage, plasma, projection...).
Pour limiter les déformations de l'ensemble pièce + revêtement il est important de mettre en oeuvre des matériaux qui possèdent un comportement aussi voisin que possible dans le domaine des températures concernées notamment pendant la phase soudage ainsi que pendant la phase refroidissement qui lui est consécutive.
- dilatation thermique identique (même coefficient).
- pas de transformations de structure engendrant des phénomènes dilatomètriques non linéaires.
A cet effet on utilise comme alliage au titane de la matrice le même alliage que celui de la pièce qui est en général un alliage à struture Alpha-Bêta, mais peut également être à structure
Bêta. On peut également utiliser lorsque la pièce est en alliage à struture Alpha-Bêta un alliage voisin de même caractéristiques dilatomètriques mais ayant une résistance supérieure par exemple alliage de titane à structure Bêta stable.
L'invention concerne également un procédé de dépôt d'un revêtement sur une pièce en alliage de titane caractérisé en ce qu'on fabrique une plaquette en frittant un mélange de poudre d'alliage de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 30 microns et de grains de carbure de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 100 microns, les grains de carbure de titane étant dans une proportion de 10 à 60 % du poids total, l'alliage de titane de la poudre étant identique à celui de la pièce ou étant en alliage de titane à structure Bêta stable et ayant les mêmes caractéristiques dilatomètriques puis on brase ou on soude ladite plaquette sur la pièce.
On peut également, bien que de façon non préférentielle, remplacer les grains de carbure de titane par des grains de nitrure de titane de granulomètrie comprise entre 5 et 50 microns.
Les grains de carbure ou de nitrure de titane sont constitués par des particules élémentaires submicroniques agglomérées
L'alliage de la matrice comporte de préférence une teneur en oxygène inférieure à 2000 ppm.
Il comporte également de préférence des teneurs inférieures à 200 ppm pour l'azote et l'hydrogène.
De préférence le carbure de titane comporte environ 20 % de carbone "total" et seulement 100 ppm au maximum de carbone libre ou non dissous.
Selon une réalisation particulière du procédé selon l'invention pour revêtir une ailette en alliage de titane on mélange de la poudre d'alliage de titane, obtenue de préférence par atomisation dont la granulomètrie se situe dans la fourchette 15 f 5 microns avec un poids égal de Carbure de titane, aux grains sphériques et à la granulomètrie comprise entre 10 et 30 microns (en moyenne 20 microns).
L'alliage de titane est à structure Bêta stable (Al 2,5 à 4,5 %, V inférieur à 13 %, Cr inférieur à 12%, Mo inférieur à 18%,
Zr inférieur à 6 %, Sn inférieur à 5 % en poids).
L'alliage Bêta présente intrinséquement une résistance à la dégradation plus élevée que l'alliage de titane classique dit
Alpha-Bêta contenant 6 % Al et 4 56V, lequel alliage est généralement utilisé pour les ailettes du turbine à vapeur dont le bord d'attaque doit être muni d'un revêtement de protection.
On fritte ensuite le mélange titane Bêta/TiC ou TiN pour former une plaquette à la forme souhaitée. Celle-ci est ensuite brasée sur l'ailette.
Après ajustement de celle-ci sur le bord d'attaque de l'ailette on procède à l'opération de soudage ou brasage.

Claims (10)

Revendications:
1) Revêtement de protection de pièce métallique en alliage de titane caractérisé en ce qu'il est constitué d'un composite constitué de grains sphériques de carbure de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 100 microns ou de nitrure de titane de granulomètrie comprise entre 5 et 50 microns lesdits grains constitués de particules élémentaires agglomérées étant incorporés dans une matrice en alliage de titane et étant dans une proportion en poids de 10 à 60 % du total.
2) Revêtement selon la revendication 1 caractérisé en ce que la proportion des particules est comprise entre 15 % et 40 % en poids du total.
3) Revêtement selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'alliage de titane constituant la matrice est identique à celui de la pièce.
4) Revêtement selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'alliage de titane constituant la matrice est à structure Bêta stable ayant les mêmes caractéristiques dilatomètriques que l'alliage de la pièce.
5) Procédé de dépôt d'un revêtement sur une pièce en alliage de titane caractérisé en ce qu'on fabrique une plaquette en frittant un mélange de poudre alliage de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 20 microns et de grains de carbure de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 100 microns, les grains de
Carbure de titane étant dans une proportion de 10 à 60 % du poids total, l'alliage de titane de la poudre étant identique à celui de la pièce ou étant en de même alliage de titane à structure Bêta stable puis on brase ou on soude ladite plaquette sur la pièce.
6) Procédé de dépôt d'un revêtement sur une pièce en alliage de titane caractérisé en ce qu'on fabrique une plaquette en frittant un mélange de poudre d'alliage de titane de granulomètrie comprise entre 10 et 30 microns et de grains de nitrure de titane de granulomètrie comprise entre 5 et 50 microns, les grains de nitrure de titane étant dans une proportion de 10 à 60 % du poids total, l'alliage de titane de la poudre étant identique à celui de la pièce ou étant en alliage de titane à structure Bêta stable ayant mêmes caractéristiques dilatomètriques que l'alliage de la pièce puis on brase ou on soude ladite plaquette sur la pièce.
7) Procédé selon la revendication 5 précédente caractérisé en ce que la phase TiC comporte au maximum 100 ppm de carbone libre ou non dissous.
8) Revêtement selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que la poudre d'alliage de titane comporte des teneurs en oxygène inférieures à 2000 ppm.
9) Procédé selon l'une des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que la poudre d'alliage de titane comporte une teneur en hydrogène inférieure à 200 ppm.
10) Procédé selon l'une des revendications 5 à 9 caractérisé en ce que la poudre en alliage de titane comporte une teneur en azote inférieure à 100 ppm.
FR9007359A 1990-06-13 1990-06-13 Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot. Expired - Lifetime FR2663343B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9007359A FR2663343B1 (fr) 1990-06-13 1990-06-13 Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9007359A FR2663343B1 (fr) 1990-06-13 1990-06-13 Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2663343A1 true FR2663343A1 (fr) 1991-12-20
FR2663343B1 FR2663343B1 (fr) 1992-09-11

Family

ID=9397559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9007359A Expired - Lifetime FR2663343B1 (fr) 1990-06-13 1990-06-13 Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2663343B1 (fr)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310896C1 (de) * 1993-04-02 1994-03-24 Thyssen Industrie Verfahren zum Herstellen von verschleißfesten Kanten an Turbinenschaufeln
EP0780187A1 (fr) * 1995-12-22 1997-06-25 Gec Alsthom Electromecanique Sa Procédé pour fabriquer une aube en titane alphabeta comprenant un insert de titane beta métastable, et aube réalisée par un tel procédé
CN102671936A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 哈尔滨工业大学 TiC增强Ti-6Al-4V复合材料板材的方法
EP2581468A1 (fr) * 2011-10-14 2013-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Procédé d'application d'une couche de protection contre l'usure sur un composant de turbomachine
WO2014180928A1 (fr) * 2013-05-07 2014-11-13 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Assemblage mécanique à tenue améliorée en fatigue-frottement sous micro-déplacements

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3011927A (en) * 1958-12-11 1961-12-05 Phillips Petroleum Co Nitrided metals
FR2107738A5 (fr) * 1970-09-22 1972-05-05 Deutsche Edelstahlwerke Ag
GB1479855A (en) * 1976-04-23 1977-07-13 Statni Vyzkumny Ustav Material Protective coating for titanium alloy blades for turbine and turbo-compressor rotors
WO1986004930A1 (fr) * 1985-02-22 1986-08-28 Dynamet Technology Inc. Alliage composite de titane/carbure de titane et procede de revetement par des poudres metalliques
DE3937526C2 (de) * 1988-11-10 1998-01-22 Sumitomo Metal Ind Verschleißfeste Titanlegierung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3011927A (en) * 1958-12-11 1961-12-05 Phillips Petroleum Co Nitrided metals
FR2107738A5 (fr) * 1970-09-22 1972-05-05 Deutsche Edelstahlwerke Ag
GB1479855A (en) * 1976-04-23 1977-07-13 Statni Vyzkumny Ustav Material Protective coating for titanium alloy blades for turbine and turbo-compressor rotors
WO1986004930A1 (fr) * 1985-02-22 1986-08-28 Dynamet Technology Inc. Alliage composite de titane/carbure de titane et procede de revetement par des poudres metalliques
DE3937526C2 (de) * 1988-11-10 1998-01-22 Sumitomo Metal Ind Verschleißfeste Titanlegierung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310896C1 (de) * 1993-04-02 1994-03-24 Thyssen Industrie Verfahren zum Herstellen von verschleißfesten Kanten an Turbinenschaufeln
US5448828A (en) * 1993-04-02 1995-09-12 Thyssen Industrie Ag Process for preparing wear-resistant edges on turbine blades
EP0780187A1 (fr) * 1995-12-22 1997-06-25 Gec Alsthom Electromecanique Sa Procédé pour fabriquer une aube en titane alphabeta comprenant un insert de titane beta métastable, et aube réalisée par un tel procédé
FR2742689A1 (fr) * 1995-12-22 1997-06-27 Gec Alsthom Electromec Procede pour fabriquer une aube en titane alpha beta comprenant un insert de titane beta metastable, et aube realisee par un tel procede
EP2581468A1 (fr) * 2011-10-14 2013-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Procédé d'application d'une couche de protection contre l'usure sur un composant de turbomachine
WO2013053581A1 (fr) * 2011-10-14 2013-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Procédé d'application d'une couche de protection contre l'usure sur un composant de turbomachine
JP2014530958A (ja) * 2011-10-14 2014-11-20 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 摩耗保護層をターボ機関コンポーネントに塗布するための方法
US9370795B2 (en) 2011-10-14 2016-06-21 Siemens Aktiengesellschaft Method for applying a wear-resistant layer to a turbomachine component
CN102671936A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 哈尔滨工业大学 TiC增强Ti-6Al-4V复合材料板材的方法
WO2014180928A1 (fr) * 2013-05-07 2014-11-13 European Aeronautic Defence And Space Company Eads France Assemblage mécanique à tenue améliorée en fatigue-frottement sous micro-déplacements
FR3005433A1 (fr) * 2013-05-07 2014-11-14 Eads Europ Aeronautic Defence Assemblage mecanique a tenue amelioree en fatigue-frottement sous micro-deplacements

Also Published As

Publication number Publication date
FR2663343B1 (fr) 1992-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3148340B2 (ja) ハードフェーシング用高靱性クロム基合金、その粉末、および該合金を肉盛した自動車用エンジンバルブ
US6887585B2 (en) Thermally applied coating of mechanically alloyed powders for piston rings
US4275124A (en) Carbon bearing MCrAlY coating
CA2556132C (fr) Recouvrement de soudure resistant a l'abrasion
US5188799A (en) Wear-resistant copper-base alloy
US5352538A (en) Surface hardened aluminum part and method of producing same
EP1694876B1 (fr) Alliage a base de cuivre resistant a l'usure
CH634356A5 (fr) Piece metallique portant un revetement dur a base de carbure.
EP0320195A1 (fr) Alliages à base de cuivre, résistant à l'usure
FR2891553A1 (fr) Alliage de cuivre a dispersion de particules et procede pour sa production
FR3085967A1 (fr) Superalliages a base de nickel
JPH0854060A (ja) 溶射方法、溶射層を摺動面とする摺動部材の製造方法、ピストンおよびピストンの製造方法
US5226977A (en) Method of hardfacing an engine valve of a titanium material
Shanmugasundaram et al. Study on the effect of GTA surface melting and SiC reinforcement on the hardness, wear and corrosion properties of AA 5086
FR2663343A1 (fr) Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot.
FR2467243A1 (fr) Revetements du type mcraly comportant du carbone, articles revetus et procedes pour ces revetements
US5495837A (en) Engine valve having improved high-temperature wear resistance
WO1985003465A1 (fr) Materiau pour pulverisation thermique et son procede de fabrication
JPH0835027A (ja) 高温耐摩耗性に優れた銅合金
Dewald et al. Cubic titanium trialuminide thermal spray coatings—a review
CA1103061A (fr) Alliage a base de nickel
FR2663342A1 (fr) Revetement de protection d'une piece metallique en alliage de titane et procede de depot.
US4590035A (en) High-hardness heat-resistant alloy
CA2290137C (fr) Piece mecanique frittee a surface antiabrasion et procede pour sa realisation
JPH01205043A (ja) 潤滑性に優れたＣｕ基耐摩耗合金

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse