FR2895741A1 - Systeme stratifiee a phase pyrochlore - Google Patents

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Abstract

Ce système stratifié comprend un substrat, une couche métallique d'accrochage, qui est en alliage de NiCoCrAlX, une couche intérieure en céramique sur la couche métallique d'accrochage, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium, une couche extérieure en céramique étant présente sur la couche intérieure en céramique, cette couche ayant pour au moins 80 % en poids, notamment pour 100 % en poids, de phase pyrochlore - Gd2Zr2O7.

Description

SYSTEME STRATIFIE A PHASE PYROCHLORE
L'invention concerne un système stratifié ayant des pyrochlores, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat, une couche métallique d'accrochage, qui est en alliage de NiCoCrAlX, une couche intérieure en céramique sur la couche métallique d'accrochage, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium, une couche extérieure en céramique étant présente sur la couche intérieure en céramique, cette couche ayant pour au moins 80 % en poids, notamment pour 100 % en poids, la phase pyrochlore Gd2Zr2O7. Un système stratifié de ce genre a un substrat ayant un alliage métallique à base de nickel ou de cobalt. Des produits de ce genre servent surtout d'éléments d'une turbine à gaz, notamment d'aubes de turbine à gaz ou de bouclier thermique. Les éléments sont soumis à un courant gazeux chaud de gaz de combustion agressifs. Ils doivent donc pouvoir résister à de grandes sollicitations thermiques. Il est nécessaire, en outre, que ces éléments soient résistants à l'oxydation et à la corrosion. Des exigences mécaniques sont imposées, en outre, surtout à des éléments mobiles, par exemple à des aubes de turbine à gaz, mais aussi à des éléments statiques. La puissance et le rendement d'une turbine à gaz dans laquelle on utilise des éléments qui peuvent être sollicités par du gaz chaud augmentent au fur et à mesure que la température de fonctionnement s'élève. Pour obtenir un grand rendement et une grande puissance, les éléments des turbines à gaz sollicités particulièrement par les températures hautes sont revêtus d'un matériau céramique. Celui-ci sert de couche calorifuge entre le courant gazeux chaud et le substrat métallique.
Le corps métallique de base est protégé du courant gazeux chaud agressif par des revêtements. Les éléments modernes ont, à cet égard, le plus souvent plusieurs revêtements qui jouent chacun des rôles spécifiques. On est ainsi en présence d'un système stratifié. Comme la puissance et le rendement des turbines à gaz augmentent au fur et à mesure que la température de fonctionnement s'élève, on a cherché de plus en plus à obtenir une capacité de puissance plus grande des turbines à gaz en améliorant le système de revêtement. Le EP 0 944 746 Bl révèle l'utilisation de pyrochlores comme couche calorifuge. Mais, pour l'utilisation d'un matériau comme couche calorifuge, il faut non seulement qu'il ait de bonnes propriétés calorifuges, mais aussi un bon accrochage au substrat. Le EP 0 992 603 Al décrit un système stratifié calorifuge constitué d'oxyde de gadolinium et d'oxyde de zirconium qui ne doit pas avoir de structure pyrochlore.
L'invention vise donc un système stratifié qui a de bonnes propriétés calorifuges, ainsi qu'un bon accrochage au substrat, ce qui donne une grande durée de vie à tout le système stratifié. L'invention repose sur le fait que tout le système doit être considéré comme une unité et non comme des couches individuelles ou des couches individuelles isolées les unes des autres, et doit être optimisé pour obtenir de grandes durées de vie. On y parvient par un système stratifié qui comprend un substrat, une couche métallique d'accrochage, qui est en alliage de NiCoCrAlX, une couche intérieure en céramique sur la couche métallique d'accrochage, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium, une couche extérieure en céramique étant présente sur la couche intérieure en céramique, cette couche ayant pour au moins 80 % en poids, notamment pour 100 % en poids, de phase pyrochlore Gd2Zr2O7.
De préférence : - au lieu de Gd2Zr2O7, il y a du Gd2Hf2O7. - la couche Intérieure a une épaisseur représentant de 10 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche Intérieure a une epaisseur représentant de 10 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche Intérieure a une epaisseur représentant de 10 % à 30 % de l'épaisseur totale de la 15 couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une epaisseur représentant de 10 % à 20 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une epaisseur 20 représentant de 20 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une epaisseur représentant de 20 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. 25 - la couche intérieure a une epaisseur représentant de 20 % à 30 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une épaisseur représentant de 30 % à 50 % de l'épaisseur totale de la 30 couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une épaisseur représentant de 30 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une épaisseur représentant de 40 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure. - la couche intérieure a une épaisseur allant de 40 }gym à 60 pm, notamment de 50 pm. - la couche métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) de 11 % à 13 % de cobalt, notamment de 12 % de cobalt, de 20 % à 22 % de chrome, notamment de 21 % de 10 chrome, de 10,5 % à 11,5 % d'aluminium, notamment de 11 % d'aluminium, de 0,3 % à 0,5 % d'yttrium, notamment de 0,4 % d'yttrium, 15 de 1,5 % à 2,5 % de rhénium, notamment de 2,0 % de rhénium, le reste étant du nickel. - la couche métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) 20 de 24 % à 26 % de cobalt, notamment de 25 % de cobalt, de 16 % à 18 % de chrome, notamment de 17 % de chrome, de 9,5 % à 10,5 % d'aluminium, notamment de 25 10 % d'aluminium, de 0,3 % à 0,5 % d'yttrium, notamment de 0,4 % d'yttrium, de 1,0 % à 2,0 % de rhénium, notamment de 1,5 % de rhénium, 30 le reste étant du nickel. - la couche métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) de 29 % à 31 % de nickel, notamment de 30 % de nickel, 5 10 de 27 % à 29 % de chrome, notamment de 28 % de chrome, de 7 % à 9 % d'aluminium, notamment de 8 % 0 d'aluminium, de 0,5 % à 0,7 % d'yttrium, notamment de 0,6 % d'yttrium, de 0,6 % à 0,8 % de silicium, notamment de 0,7 % de silicium, et le reste étant du cobalt. - la couche métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) de 27 % à 29 % de nickel, notamment de 28 % de nickel, de 23 % à 25 % de chrome, notamment de 24 % de 15 chrome, de 9 % à 1l % d'aluminium, notamment de 10 % d'aluminium, de 0,3 % à 0,7 % d'yttrium, notamment de 0,6 % d'yttrium, et 20 le reste étant du cobalt. - la couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium a de 6 à 8 % en poids d'yttrium. - l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure est de 300 pm. 25 - l'épaisseur totale de la couche intérieure et de la couche extérieure est de 400 pm. - l'épaisseur totale est au maximum de 800 pm, notamment au maximum de 600 pm. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre 30 d'exemple : la Figure 1 représente un système stratifié suivant l'invention, la Figure 2 est un tableau qui doit être considéré comme faisant partie de la description proprement dite du présent mémoire et qui donne une palette de superalliages, la Figure 3 est une vue en perspective d'une aube de turbine, la Figure 4 est une vue en perspective d'une chambre de combustion, la Figure 5 représente une turbine à gaz. La Figure 1 représente le système 1 stratifié suivant l'invention.
Le système 1 stratifié est constitué d'un substrat 4 métallique qui est constitué, notamment pour des éléments exposés à des températures hautes, d'un superalliage à base de nickel ou à base de cobalt (Figure 2).
Directement sur le substrat 4, il y a, de préférence, une couche 7 métallique d'accrochage, notamment du type NiCoCrAlX qui est constituée de préférence de : (11 à 13) % en poids de cobalt, notamment 12 % 20 en poids de Co, (20 à 22) % en poids de chrome, notamment 21 % en poids de Cr, (10,5 à 11,5) % en poids d'aluminium, notamment 11 % en poids de Al, 25 (0,3 à 0,5) % en poids d'yttrium, notamment 0,4 % en poids de Y, (1,5 à 2,5) % en poids de rhénium, notamment 2,0 % en poids de Re, et le reste étant du nickel 30 ou, de préférence, de (24 à 26) % en poids de cobalt, notamment 25 % en poids de Co, (16 à 18) % en poids de chrome, notamment 17 % en poids de Cr, 25 30 (9,5 à 10,5) % en poids d'aluminium, notamment 10 % en poids de Al, (0,3 à 0,5) % en poids d'yttrium, notamment 0,4 % en poids de Y, (1,0 à 2,0) % en poids de rhénium, notamment 1,5 % en poids de Re, le reste étant du nickel ou, de préférence, de 29 % à 31 % en poids de nickel, notamment 10 30 % en poids de nickel, de 27 % à 29 % en poids de chrome, notamment 28 % en poids de chrome, de 7 % à 9 % en poids d'aluminium, notamment 8 % en poids d'aluminium, 15 de 0,5 % à 0,7 % en poids d'yttrium, notamment 0,6 % en poids d'yttrium, de 0,6 % à 0,8 % en poids de silicium, notamment 0,7 % en poids de silicium, et le reste étant du cobalt, ou, de préférence, de 27 % à 29 % en poids de nickel, notamment 28 % en poids de nickel, de 23 % à 25 % en poids de chrome, notamment 24 % en poids de chrome, de 9 % à 11 % en poids d'aluminium, notamment 10 % en poids d'aluminium, de 0,3 % à 0,7 % en poids d'yttrium, notamment 0,6 % en poids d'yttrium, et le reste étant du cobalt. Sur cette couche 7 métallique de liaison, il est créé, dès avant le dépôt d'autres couches céramiques, une couche d'oxyde d'aluminium, ou une couche d'oxyde d'aluminium (TGO) de ce genre se crée pendant le fonctionnement.
Sur la couche 7 métallique d'accrochage ou sur la couche d'oxyde d'aluminium (non représentée), il y a en général une couche 10 intérieure en céramique, de préférence une couche d'oxyde de zirconium stabilisé en tout ou partie. On utilise, de préférence, de l'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium, en utilisant de préférence de 6 % en poids à 8 % en poids d'yttrium. On peut tout aussi bien utiliser de l'oxyde de calcium, de l'oxyde de cérium et/ou de l'oxyde d'hafnium pour la stabilisation de l'oxyde de zirconium. On dépose l'oxyde de zirconium, de préférence, sous la forme d'une couche projetée au plasma, mais on peut le déposer aussi sous la forme d'une structure en colonne au moyen d'un dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons (EBPVD). Sur la couche 10 d'oxyde de zirconium stabilisé, est déposée une couche 13 extérieure en céramique qui, pour la plus grande part, est constituée d'une phase pyrochlore en ayant donc au moins 80 % en poids de la phase pyrochlore qui est soit du Gd2Hf2O7, soit du Gd2Zr2O7. De préférence, la couche 13 extérieure est constituée pour 100 % en poids de l'une des deux phases pyrochlore. Des phases amorphes, du GdO2 pur ou du ZrO2 pur ou du HfO2 pur, des phases mixtes constituées de GdO2 et de ZrO2 ou de HfO2 qui n'ont pas la phase pyrochlore ne sont donc pas souhaitées et doivent être minimisées. L'épaisseur de la couche 10 intérieure représente, de préférence, de 10 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche 10 intérieure et de la couche 13 extérieure. La couche 10 intérieure en céramique a, de préférence, une épaisseur de 40 pm à 60 pm, notamment de 50 pm 10 %.
L'épaisseur totale de la couche 10 intérieure et de la couche 13 extérieure est, de préférence, de 300 pm ou, de préférence, de 400 pm. L'épaisseur maximum totale est, de préférence, de 800 pm ou, de préférence, au maximum de 600 pm. De préférence, l'épaisseur de la couche 10 intérieure représente de 10 à 40 % ou de 10 à 30 % de l'épaisseur totale. Il est avantageux aussi que l'épaisseur de la 10 couche 10 intérieure représente de 10 à 20 % de l'épaisseur totale des couches. Il est aussi avantageux que l'épaisseur de la couche 10 intérieure représente de 20 % à 50 % ou de 20 % à 40 % de l'épaisseur totale des couches. 15 Lorsque la proportion de la couche 10 intérieure représente de 20 % à 30 % de l'épaisseur totale de couche, on obtient également des résultats avantageux. De préférence, l'épaisseur de la couche 10 20 intérieure représente de 30 % à 50 % de l'épaisseur totale de couche. Il est également avantageux que l'épaisseur de la couche 10 intérieure représente de 30 % à 40 % de l'épaisseur totale des couches. 25 Il est également avantageux que l'épaisseur de la couche 10 intérieure représente de 40 % à 50 % de l'épaisseur totale des couches. Bien que la phase pyrochlore ait de meilleures propriétés calorifuges que la couche en ZrO2, la couche 30 en ZrO2 peut être aussi épaisse que la phase pyrochlore. La Figure 3 est une vue en perspective d'une aube 120 mobile ou d'une aube 130 directrice d'une turbomachine, l'aube s'étendant le long d'un axe 121 longitudinal.
La turbomachine peut être une turbine à gaz d'un avion ou d'une centrale de production d'électricité, une turbine à vapeur ou un compresseur. Les aubes 120, 130 ont, le long de l'axe 121 longitudinal, successivement une partie 400 de fixation, une plate-forme 403 d'aube qui en est voisine, ainsi qu'une lame 406 d'aube. En tant qu'aube 130 directrice, l'aube 130 peut avoir une autre plate-forme sur sa pointe 415 (cela n'est 10 pas représenté). Dans la partie 400 de fixation, est formé en empiètement 183 d'aube qui sert à la fixation des aubes 120, 130 mobiles sur un arbre ou sur un diaphragme (cela n'est pas représenté). 15 L'empiètement 183 d'aube est conformé, par exemple, en tête de marteau. D'autres conformations en sapin ou en queue d'aronde sont possibles. Les aubes 120, 130 ont pour milieu qui passe sur la lame 406 d'aube un bord 409 d'attaque et un bord 20 412 de fuite. Dans les aubes 120, 130 habituelles, on utilise dans toutes les parties 400, 403, 406 de l'aube 120, 130, par exemple des matériaux métalliques pleins, notamment des superalliages. 25 Des superalliages de ce genre sont connus, par exemple, par le EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 Al, WO 99/67435 ou WO 00/44949 ; ces documents font, pour ce qui concerne la composition chimique de l'alliage, partie du présent mémoire. Les aubes 120, 130 30 peuvent être fabriquées par un procédé de coulée, également au moyen d'une solidification dirigée par un procédé de forgeage, par un procédé de fraisage ou par leurs combinaisons. On utilise des pièces ayant une structure ou des structures monocristallines comme éléments de machine, qui sont soumises en fonctionnement à de grandes sollicitations mécaniques, thermiques et/ou chimiques. La fabrication de pièces monocristallines de ce genre s'effectue, par exemple, par solidification dirigée en masse fondue. Il s'agit de procédés de coulée dans lesquels l'alliage métallique liquide est solidifié en une structure monocristalline, c'est-à-dire en une pièce monocristalline, ou à solidification dirigée. Il s'établit, à cet égard, des cristaux dendritiques le long du flux de chaleur et il se forme soit une structure en grains cristalline en colonne (colonne, c'est-à-dire des grains qui s'étendent sur toute la longueur de la pièce et qui sont désignés ici, suivant le langage habituel, comme étant à solidification dirigée), ou une structure monocristalline, c'est-à-dire que toute la pièce est en un cristal unique. On doit empêcher, dans ce procédé, le passage à la solidification globulitique (polycristalline) puisqu'il se forme, par une croissance non dirigée, nécessairement des joints de grains transversaux et longitudinaux qui portent atteinte aux bonnes propriétés de l'élément à solidification dirigée ou monocristallin. Lorsque l'on parle, en général, de textures à solidification dirigée, on entend ainsi à la fois des monocristaux qui n'ont pas de joints de grain ou qui ont au plus des joints de grain à angle petit, et des structures cristallines en colonne qui ont des joints de grain s'étendant dans la direction longitudinale mais pas de joints de grain transversaux. Pour ces structures cristallines mentionnées en second, on parle aussi de structures à solidification dirigée (directionally solidified structures). Des procédés de ce genre sont connus par le brevet US 6 024 792 et par le EP 0 892 090 Al ; ces documents font partie du présent mémoire. Les aubes 120, 130 peuvent avoir aussi des revêtements de protection vis-à-vis de la corrosion ou de l'oxydation, par exemple (MCrAlX ; M est au moins un élément du groupe fer (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X est un élément actif et représente l'yttrium (Y) et/ou le silicium et/ou au moins un élément de terres rares ou l'hafnium (Hf)). Des alliages de ce genre sont connus par le EP 0 486 489 B1, le EP 0 786 017 B1, le EP 0 412 397 B1 ou le EP 1 306 454 Al, qui doivent être considérés, pour ce qui concerne la composition chimique de l'alliage, comme faisant partie du présent mémoire. Sur le MCrAlX, il peut y avoir encore une couche 13 calorifuge en céramique suivant l'invention. Par des procédés appropriés de dépôt, comme par exemple un dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons (EB-PVD), on produit des grains en forme de colonne dans la couche calorifuge.
Un retraitement (refurbishment) signifie que des éléments 120, 130 doivent, après leur utilisation, être éventuellement débarrassés des couches de protection (par exemple par sablage). Il s'effectue ainsi une élimination des couches ou des produits de corrosion et/ou d'oxydation. Le cas échéant, on répare aussi encore des fissures dans l'élément 120, 130. On effectue ensuite un redépôt sur l'élément 120, 130 et on réutilise l'élément 120, 130. L'aube 120, 130 peut être creuse ou pleine. Lorsque l'aube 120, 130 doit être refroidie, elle est creuse et elle a, le cas échéant, encore des trous 418 de refroidissement pelliculaire (indiqués en tirets). La Figure 4 représente une chambre de combustion 110 d'une turbine 100 à gaz (Figure 5). La chambre de combustion 110 est conformée, par exemple, sous la forme de ce que l'on appelle une chambre de combustion annulaire dans laquelle une pluralité de brûleurs 107 disposés tout autour dans la direction périphérique autour d'un axe 102 de révolution débouchent dans un espace commun de chambre de combustion et produisent des flammes 156. A cet effet, la chambre de combustion 110 est conformée dans sa globalité sous la forme d'une structure annulaire qui est positionnée autour de l'axe 102 de révolution.
Pour obtenir un rendement relativement grand, la chambre de combustion 110 est conçue pour une température relativement haute du milieu M de travail d'environ 1000 C à 1600 C. Afin de pouvoir avoir, même avec ces paramètres de fonctionnement peu favorables aux matériaux, une durée de fonctionnement relativement longue, la paroi 153 de la chambre de combustion est munie, du côté tourné vers le fluide M de travail, d'un revêtement intérieur formé d'éléments 155 de bouclier thermique.
Chaque élément 155 de bouclier thermique en alliage est équipé, du côté du fluide de travail, d'une couche de protection résistant particulièrement à la chaleur (couche de MCrAlX et/ou revêtement de céramique) ou est fabriqué en un matériau résistant aux températures hautes (bloc de céramique plein). Ces couches de protection peuvent être analogues à celles des aubes de turbines, ce qui signifie donc, par exemple, en MCrAlX : M est au moins un élément du groupe fer (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X est un élément actif et représente l'yttrium (Y) et/ou le silicium et/ou au moins un élément de terres rares ou l'hafnium (Hf). Les alliages de ce genre sont connus par le EP 0 486 489 B1, le EP 0 786 017 B1, le EP 0 412 397 B1 ou le EP 1 306 454 Al, qui doivent être considérés, pour ce qui concerne la composition chimique de l'alliage, comme faisant partie de ce mémoire. Le retraitement (refurbishment) signifie que des éléments 155 de bouclier thermique doivent, après leur utilisation, être le cas échéant débarrassés de couches de protection (par exemple par sablage). On effectue ensuite une élimination des couches ou des produits de corrosion et/ou d'oxydation. Le cas échéant, on répare aussi encore des fissures de l'élément 155 de bouclier thermique. On effectue ensuite un redépât des éléments 155 de bouclier thermique et on réutilise les éléments 155 de bouclier thermique. En raison des températures hautes à l'intérieur de la chambre de combustion 110, on prévoit en outre, pour les éléments 155 de bouclier thermique ou pour leurs éléments de maintien, un système de refroidissement. Les éléments 155 de bouclier thermique sont alors, par exemple, creux et ont, le cas échéant, encore des trous (non représentés) de refroidissement pelliculaire débouchant dans l'espace 154 de la chambre de combustion. La Figure 5 représente, à titre d'exemple, une turbine 100 à gaz suivant une vue partielle en coupe longitudinale. La turbine 100 à gaz a, à l'intérieur, un rotor 103 monté tournant par rapport à l'axe 102 de révolution et ayant un arbre 101. Ce rotor est désigné aussi comme étant le rotor de turbine. Le long du rotor 103, se succèdent un carter 104 d'aspiration, un compresseur 105, une chambre de combustion 110 en forme de tore, notamment une chambre de combustion annulaire ayant plusieurs brûleurs 107 disposés coaxialement, une turbine 108 et le carter 109 des gaz d'échappement. La chambre de combustion 110 annulaire communique, par exemple, avec un canal 111 annulaire pour du gaz chaud. Quatre étages 112 de turbine montés l'un derrière l'autre y forment, par exemple, la turbine 108. Chaque étage 112 de turbine est constitué, par exemple, de deux couronnes d'aube. Considéré dans le sens du courant d'un fluide 113 de travail, fait suite, dans le canal 111 pour du gaz chaud, à une rangée 115 d'aubes directrices, une rangée 125 formée d'aubes 120 mobiles. Les aubes 130 directrices sont fixées à un carter 138 intérieur d'un stator 143, tandis que les aubes 120 mobiles d'une rangée 125 sont montées, par exemple, sur le rotor 103 au moyen d'un disque 133 de turbine. Au rotor 103, est accouplée une génératrice ou 15 une machine fournissant du travail (cela n'est pas représenté). Pendant que la turbine 100 à gaz fonctionne, de l'air est aspiré du compresseur 105 dans le carter 104 d'aspiration et est comprimé. L'air comprimé mis à 20 disposition à l'extrémité côté turbine du compresseur 105 est envoyé aux brûleurs 107 et y est mélangé à un combustible. Le mélange est ensuite brûlé dans la chambre de combustion 110 en formant le fluide 113 de travail. De là, le fluide 113 de travail passe dans le canal 111 pour 25 du gaz chaud devant les aubes 130 directrices et les aubes 120 mobiles. Le fluide 113 de travail se détend sur les aubes 120 mobiles en transmettant une impulsion, de sorte que les aubes 120 mobiles entraînent le rotor 103 et la machine fournissant du travail qui lui est 30 accouplée. Les éléments soumis au fluide 113 de travail chaud subissent, pendant le fonctionnement de la turbine 100 à gaz, des sollicitations thermiques. Les aubes 130 directrices et les aubes 120 mobiles du premier étage 112 de turbine, considérées dans le sens du courant du fluide 113 de travail, sont celles qui sont le plus sollicitées thermiquement, outre les éléments de bouclier thermique revêtant la chambre de combustion 110 annulaire.
Pour résister aux températures qui y règnent, elles peuvent être refroidies au moyen d'un fluide de refroidissement. De même, des substrats des éléments peuvent avoir une structure dirigée, c'est-à-dire être monocristallines (structure SX), ou n'avoir des grains que dirigés longitudinalement (structure DS). Comme matériau pour les éléments, notamment pour les aubes 120, 130 de turbine et pour les éléments de la chambre de combustion 110, on utilise, par exemple, des superalliages à base de fer, de nickel ou de cobalt. Des superalliages de ce genre sont connus, par exemple, par le EP 1 204 776 B1, le EP 1 306 454, le EP 1 319 729 Al, le WO 99/67435 ou le WO 00/44949 ; ces documents font partie, pour ce qui concerne la composition chimique de l'alliage, du présent mémoire. Les aubes 130 directrices ont un empiètement d'aube directrice tourné vers le carter 138 intérieur de la turbine 108 (cela n'est pas représenté) et une tête d'aube directrice opposé à l'empiètement d'aube directrice. La tête d'aube directrice est tournée vers le rotor 103 et est fixée à un anneau 140 de fixation du stator 143.

Claims (21)

REVENDICATIONS
1. Système stratifié, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (4), une couche (7) métallique d'accrochage, qui est en alliage de NiCoCrAlX, une couche (10) intérieure en céramique sur la couche (7) métallique d'accrochage, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium, une couche (13) extérieure en céramique étant 15 présente sur la couche (10) intérieure en céramique, cette couche (13) ayant pour au moins 80 % en poids, notamment pour 100 % en poids, la phase pyrochlore Gd2Zr2O7.
2. Système stratifié suivant la revendication 1, 20 caractérisé en ce qu'au lieu de Gd2Zr2O7, il y a du Gd2Hf2O7.
3. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que 25 la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 10 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
4. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, 30 caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 10 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure. 10
5. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 10 % à 30 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
6. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 10 % à 20 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
7. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 20 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
8. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 20 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
9. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 20 % à 30 `<'s de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
10. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur 35 représentant de 30 % à 50 % de l'épaisseur totale de lacouche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
11. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 30 % à 40 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
12. Système stratifié suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur représentant de 40 % à 50 % de l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure et de la couche (13) extérieure.
13. Système stratifié suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (10) intérieure a une épaisseur allant de 40 pm à 60 pm, notamment de 50 pm.
14. Système stratifié suivant l'une des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (7) métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) de 11 % à 13 % de cobalt, notamment de 12 % de 25 cobalt, de 20 % à 22 % de chrome, notamment de 21 % de chrome, de 10,5 % à 11,5 % d'aluminium, notamment de 11 % d'aluminium, de 0,3 % à 0, 5 % d'yttrium, notamment de 0,4 % d'yttrium, de 1,5 % à 2,5 % de rhénium, notamment de 2,0 % de rhénium, le reste étant du nickel.
15. Système stratifié suivant l'une des 30 35revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la couche (7) métallique d'accrochage a la composition (en % en poids) de 24 % à 26 % de cobalt, notamment de 25 % de cobalt, de 16 % à 18 % de chrome, notamment de 17 % de chrome, de 9,5 % à 10,5 % d'aluminium, notamment de 10 % 10 d'aluminium, de 0,3 % à 0,5 % d'yttrium, notamment de 0,4 % d'yttrium, de 1,0 % à 2,0 % de rhénium, notamment de 1,5 % de rhénium, 15 le reste étant du nickel.
16. Système stratifié suivant l'une des revendication 1 à 13, caractérisé en ce que la couche (7) métallique d'accrochage a la 20 composition (en % en poids) de 29 % à 31 % de nickel, notamment 30 % de nickel, de 27 % à 29 % de chrome, notamment de 28 % de chrome, 25 de 7 % à 9 % d'aluminium, notamment de 8 % d'aluminium, de 0,5 % à 0,7 % d'yttrium, notamment de 0,6 % d'yttrium, de 0,6 % à 0,8 % de silicium, notamment de 0,7 % 30 de silicium, et le reste étant du cobalt.
17. Système stratifié suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que 35 la couche (7) métallique d'accrochage a lacomposition (en % en poids) de 27 % à 29 % de nickel, notamment 28 % de nickel, de 23 % à 25 % de chrome, notamment de 24 % de 5 chrome, de 9 % à 11 % d'aluminium, notamment de 10 % d'aluminium, de 0,3 % à 0,7 % d'yttrium, notamment de 0,6 % d'yttrium, et 10 le reste étant du cobalt.
18. Système stratifié suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'oxyde de zirconium stabilisé par de 15 l'yttrium a de 6 à 8 % en poids d'yttrium.
19. Système stratifié suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure 20 et de la couche (13) extérieure est de 300 pm.
20. Système stratifié suivant l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'épaisseur totale de la couche (10) intérieure 25 et de la couche (13) extérieure est de 400 pm.
21. Système stratifié suivant la revendication 1, 19 ou 20, caractérisé en ce que l'épaisseur totale est au maximum de 800 pm, 30 notamment au maximum de 600 pm.
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