FR2902691A1 - Laminate for gas turbine blades or thermal shield, comprises a substrate, an attachment layer, a zirconium oxide layer stabilized by yttrium, an inner ceramic layer on the metallic attachment layer, and an outer ceramic layer - Google Patents

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Abstract

The laminate (1) for gas turbine blades or thermal shield, comprises a substrate (4), an attachment layer (7), a zirconium oxide layer stabilized by yttrium, an inner ceramic layer (10) on the metallic attachment layer, and an outer ceramic layer (13) having 100 wt.% of pyrochlore.

Description

SYSTEME STRATIFIE AYANT UNE COUCHE CERAMIQUE EN PYROCHLORE L'inventionLAMINATE SYSTEM HAVING A CERAMIC PYROCHLORE LAYER

concerne un stratifié. Un stratifié de ce genre a un substrat ayant un alliage métallique à base de nickel, de cobalt ou de fer. Des produits de ce genre servent surtout d'éléments constitutifs d'une turbine à gaz, notamment d'aubes de turbine à gaz ou de boucliers thermiques. Les éléments constitutifs sont soumis à un courant chaud de gaz de combustion agressif. Ils doivent donc résister à de grandes sollicitations thermiques. Il est nécessaire, en outre, que ces éléments constitutifs résistent à l'oxydation et à la corrosion. Il est imposé, en outre, surtout à des éléments constitutifs mobiles, par exemple des aubes de turbine à gaz, mais aussi à des éléments constitutifs statiques, de grandes exigences mécaniques. La puissance et le rendement d'une turbine à gaz, dans laquelle sont utilisés des éléments constitutifs qui peuvent être exposés à du gaz chaud, augmentent au fur et à mesure que la température de fonctionnement s'élève. Pour obtenir un bon rendement et une grande puissance, on revêt les éléments des turbines à gaz particulièrement sollicités par de hautes températures d'un matériau céramique. Celui-ci sert de couche calorifuge entre le courant de gaz chaud et le substrat métallique. La pièce métallique de base est protégée du courant de gaz chaud agressif par des revêtements. Les éléments constitutifs modernes ont, à cet égard, le plus souvent plusieurs revêtement qui remplissent, respectivement, des tâches spécifiques. On est donc en présence d'un stratifié.  relates to a laminate. Such a laminate has a substrate having a metal alloy based on nickel, cobalt or iron. Products of this type are used primarily as components of a gas turbine, including gas turbine blades or heat shields. The constituent elements are subjected to a hot stream of aggressive combustion gas. They must therefore withstand high thermal stresses. It is also necessary for these constituent elements to resist oxidation and corrosion. It is imposed, moreover, especially on mobile components, for example gas turbine blades, but also on static constitutive elements, with high mechanical requirements. The power and efficiency of a gas turbine, in which constituents that can be exposed to hot gas, are used increases as the operating temperature rises. To obtain a good yield and a high power, the elements of the gas turbines particularly stressed by high temperatures of a ceramic material are coated. This serves as a heat insulating layer between the hot gas stream and the metal substrate. The base metal part is protected from the aggressive hot gas stream by coatings. In this respect, the modern constitutive elements most often have several coatings which fulfill, respectively, specific tasks. We are in the presence of a laminate.

Comme puissance et rendement des turbines à gaz augmentent au fur et à mesure que la température de fonctionnement s'élève, on recherche sans cesse à obtenir par une amélioration du système de revêtement une plus grande puissance des turbines à gaz. Le EP 0 944 746 B1 décrit l'utilisation de pyrochlore comme couche calorifuge. Mais pour l'utilisation d'un matériau comme couche calorifuge, il faut non seulement de bonnes propriétés calorifuges, mais aussi un bon accrochage au substrat. Le EP 0 992 603 Al décrit un stratifié calorifuge en oxyde de gadolinium et oxyde de zirconium qui ne doit pas avoir de structure pyrochlore.  As power and efficiency of gas turbines increase as the operating temperature rises, it is constantly sought to obtain by an improvement of the coating system a greater power of gas turbines. EP 0 944 746 B1 describes the use of pyrochlore as a heat insulating layer. But for the use of a material as a heat-insulating layer, it is necessary not only good heat-insulating properties, but also good adhesion to the substrate. EP 0 992 603 A1 discloses a thermal insulation laminate of gadolinium oxide and zirconium oxide which should not have a pyrochlore structure.

La présente invention vise donc un stratifié qui a de bonnes propriétés calorifuges ainsi qu'un bon accrochage au substrat et qui a ainsi une grande longévité. L'invention repose sur la considération que tout le stratifié doit être considéré comme une unité et que l'on ne doit pas considérer isolément les unes des autres des couches individuelles et que l'on doit les optimiser pour obtenir une grande longévité. L'invention a pour objet un stratifié caractérisé en ce qu'il comprend un substrat, une couche d'accrochage constituée (en % en poids) de 11 % à 13 % de cobalt, notamment de 12 % de 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, et le reste étant du nickel, une couche stabilisée d'oxyde de zirconium, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisée par de l'yttrium, comme couche céramique intérieure sur la couche métallique d'accrochage, couche sur laquelle il y a une couche extérieure en céramique, qui est constituée pour au moins 80 %, notamment pour 100 % en poids du pyrochlore Gd2Zr2O7. Suivant d'autres modes de réalisation : - le Gd2Zr2O7 est remplacé par du Gd2Hf2O7 Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple : la Figure 1 représente un stratifié suivant l'invention ; la Figure 2 représente une aube de turbine ; la Figure 3 représente une turbine à gaz. La Figure 1 représente un stratifié 1 suivant 15 l'invention. Le stratifié 1 est constitué d'un substrat 4 métallique qui est destiné notamment à des éléments constitutifs pour des températures hautes en un superalliage à base de nickel ou de cobalt. 20 Il y a directement sur le substrat 4 une couche 7 métallique d'accrochage qui est constituée en % en poids de 11 % à 13 % de cobalt, notamment de 12 % de cobalt, de 20 % à 22 % de chrome, notamment de 21 % de chrome, de 10,5 % à 11,5 % d'aluminium, notamment de 11 % 25 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, et le reste étant du nickel, 30 Sur cette couche 7 métallique d'accrochage est créée dès avant le dépôt d'autres couches en céramique une couche d'oxyde d'aluminium ou une couche d'oxyde d'aluminium 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 une couche d'oxyde de zirconium stabilisée entièrement ou partiellement en tant que couche 10 céramique intérieure. On utilise de préférence de l'oxyde de zirconium stabilisé par de l'yttrium. On peut tout aussi bien utiliser de l'oxyde de calcium, de l'oxyde de cérium ou de l'oxyde d'hafnium pour stabiliser l'oxyde de zirconium. On dépose l'oxyde de zirconium de préférence sous la forme d'une couche par projection 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. Sur la couche 10 d'oxyde de zirconium stabilisé, on dépose une couche 13 extérieure en céramique qui est constituée pour la plus grande partie d'une phase pyrochlore, donc d'au moins 80 % en poids de la phase pyrochlore et soit de Gd2Hf2O7 soit de Gd2Zr2O7. La couche 13 extérieure est constituée de préférence pour 100 en poids de l'une des deux phases pyrochlore. Des phases amorphes ou du GdO2 pur ou du ZrO2 pur ou de l'HfO2 pur sont donc hors de considération. Des phases mixtes de GdO2 et de ZrO2 ou HfO2, qui ne présentent pas la phase pyrochlore, ne sont souhaitables et doivent être présentes au minimum. L'essentiel de l'invention repose sur le fait qu'il faut optimiser non. seulement l'interaction de la couche 13 extérieure en céramique et d'une couche 10 intérieure en céramique entre elles, mais que la couche 7 métallique d'accrochage a aussi une influence essentielle sur la longévité et la fonction de la couche 13 extérieure en céramique de cette structure en céramique à deux strates.  The present invention therefore relates to a laminate which has good heat-insulating properties and good adhesion to the substrate and which thus has a long life. The invention is based on the consideration that the entire laminate should be considered as a unit and that individual layers should not be considered in isolation from one another and should be optimized for long life. The invention relates to a laminate characterized in that it comprises a substrate, a bonding layer consisting (in% by weight) of 11% to 13% of cobalt, in particular 12% of cobalt, from 20% to 22% chromium, especially 21% chromium, 10.5% to 11.5% aluminum, in particular 11% aluminum, 0.3% to 0.5% yttrium, especially 0.4% yttrium, 1.5% to 2.5% rhenium, in particular 2.0% rhenium, and the remainder being nickel, a stabilized layer of zirconium oxide, in particular a layer of zirconium oxide stabilized with yttrium, as an inner ceramic layer on the metal bonding layer, on which layer there is a ceramic outer layer, which is constituted for at least 80%, especially for 100% by weight pyrochlore Gd2Zr2O7. According to other embodiments: - Gd2Zr2O7 is replaced by Gd2Hf2O7 In the accompanying drawings given solely by way of example: Figure 1 shows a laminate according to the invention; Figure 2 shows a turbine blade; Figure 3 shows a gas turbine. Figure 1 shows a laminate 1 according to the invention. The laminate 1 consists of a metal substrate 4 which is intended in particular for constituent elements for high temperatures in a superalloy based on nickel or cobalt. There is directly on the substrate 4 a metallic layer 7 which is constituted in% by weight of 11% to 13% of cobalt, in particular 12% of cobalt, 20% to 22% of chromium, especially of 21% chromium, 10.5% to 11.5% aluminum, especially 11% aluminum, 0.3% to 0.5% yttrium, in particular 0.4% yttrium, from 1.5% to 2.5% rhenium, especially 2.0% rhenium, and the remainder being nickel, on this layer 7 metal hooking is created before the deposition of other layers in ceramic a layer of aluminum oxide or a layer of aluminum oxide of this kind is created during operation. On the metal bonding layer 7 or on the aluminum oxide layer (not shown), there is a layer of zirconium oxide stabilized wholly or partially as an inner ceramic layer. Zirconium oxide stabilized with yttrium is preferably used. Calcium oxide, cerium oxide or hafnium oxide can also be used to stabilize zirconium oxide. The zirconium oxide is preferably deposited in the form of a plasma spray layer, but it can also be deposited in the form of a columnar structure by means of electron beam vapor deposition. . On the layer 10 of stabilized zirconium oxide, a ceramic outer layer 13 is deposited which consists for the most part of a pyrochlore phase, therefore at least 80% by weight of the pyrochlore phase and either of Gd2Hf2O7 either of Gd2Zr2O7. The outer layer 13 is preferably made up of 100% by weight of one of the two pyrochlore phases. Amorphous phases or pure GdO2 or pure ZrO2 or pure HfO2 are therefore out of consideration. Mixed phases of GdO2 and ZrO2 or HfO2, which do not exhibit the pyrochlore phase, are desirable and must be present at a minimum. The essence of the invention lies in the fact that one must optimize no. only the interaction of the ceramic outer layer 13 and a ceramic inner layer 10 with one another, but that the metal hooking layer 7 also has an essential influence on the longevity and the function of the ceramic outer layer 13; of this ceramic structure with two layers.

La Figure 2 est une vue en perspective d'une aube 120 mobile ou d'une aube 130 directrice d'une turbomachine qui s'étend le long d'un axe 121 longitudinal.  Figure 2 is a perspective view of a blade 120 mobile or a blade 130 director of a turbomachine which extends along a longitudinal axis 121.

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, se succédant le long de l'axe 121 longitudinal, une partie 400 de fixation, une plateforme 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 plateforme sur sa pointe 415 d'aube (cela n'est pas représenté).  The turbomachine may be a gas turbine of an aircraft or an electricity generating plant, a steam turbine or a compressor. The blades 120, 130 have, following one another along the longitudinal axis 121, a fixing portion 400, a blade platform 403 which is adjacent thereto and a blade 406 blade. As director blade 130, blade 130 may have another platform on its blade tip 415 (not shown).

Dans la partie 400 de fixation est formée une emplanture 183 d'aube qui sert à la fixation des aubes 120, 130 mobiles sur un arbre ou sur un disque (cela n'est pas représenté). L'emplanture 183 d'aube est conformée, par exemple, en tête de marteau. D'autres modes de réalisation en sapin ou en emplanture à queue d'aronde sont possibles. Les aubes 120, 130 ont un bord 409 d'attaque et un bord 412 de fuite d'un fluide qui passe devant la lame 406 d'aube.  In the attachment portion 400 is formed a blade root 183 which serves to attach the blades 120, 130 movable on a shaft or on a disk (this is not shown). The blade root 183 is shaped, for example, at the head of the hammer. Other embodiments in fir or dovetail rooting are possible. The blades 120, 130 have a leading edge 409 and a trailing edge 412 of a fluid which passes in front of the blade blade 406.

Dans des aubes 120, 130 habituelles, on utilise dans toutes les parties 400, 403, 406 des aubes 120, 130 par exemple des matériaux métalliques massifs, notamment des superalliages. 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, WO 99/67435 ou le WO 00/44949 . Les aubes 120, 130 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 l'une de leurs combinaisons. Des pièces à structure monocristalline sont utilisées comme éléments constitutifs de machines 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 de manière dirigée. Il apparaît ainsi des cristaux dendritiques le long du flux calorifique et il se forme une structure de grain cristalline prismatique (en colonne, c'est-à-dire des grains qui s'étendent sur toute la longueur de la pièce et qui sont désignés ici conformément à l'usage général comme étant solidifiés de manière dirigée) ou une structure monocristalline, c'est-à-dire que toute la pièce est constituée d'un cristal unique. Dans ces procédés, il faut empêcher le passage à la solidification en globules (polycristalline) parce qu'il se crée par une croissance non dirigée nécessairement des limites de grain transversales et longitudinales qui mettent à néant les bonnes propriétés de l'élément constitutif solidifié de façon dirigée ou monocristallin. Lorsqu'il est, en général, question de structures solidifiées de manière dirigée, on entend ainsi tant des monocristaux qui n'ont pas de limites de grain ou qui ont au plus des limites de grain à petit angle que des structures cristallines prismatiques qui ont des limites de grain s'étendant bien dans la direction horizontale mais non des limites de grain transversales. Dans ces structures cristallines mentionnées en second, on parle aussi de structures solidifiées de manière 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.  In blades 120, 130 which are usual, all parts 400, 403, 406 of blades 120, 130 are used, for example, solid metal materials, especially superalloys. Superalloys of this kind are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949. Blades 120, 130 may be manufactured by a casting process also by means of directed solidification by a forging process, by a milling process or by one of their combinations. Parts with monocrystalline structure are used as constituent elements of machines which are subjected in operation to great mechanical, thermal and / or chemical stresses. The manufacture of single crystal pieces of this kind is effected for example by directed solidification in the melt. These are casting processes in which the liquid metal alloy is solidified into a monocrystalline structure, i.e. in a monocrystalline part or in a directed manner. Thus, dendritic crystals appear along the heat flow and a prismatic crystal grain structure is formed (in column, that is to say grains that extend over the entire length of the piece and are designated here in general use as directed solidification) or a monocrystalline structure, i.e. the whole piece is made of a single crystal. In these processes, it is necessary to prevent the transition to solidification in globules (polycrystalline) because it is created by a non-directed growth necessarily transversal and longitudinal grain boundaries that negate the good properties of the solidified constitutive element of directed or monocrystalline way. When, in general, it is a question of structures that are solidified in a directed manner, we mean both single crystals that have no grain boundaries or that have at most small angle grain boundaries that prismatic crystalline structures that have grain boundaries extending well in the horizontal direction but not transverse grain boundaries. In these crystalline structures mentioned second, we also speak of directionally solidified structures. Methods of this kind are known from US Patent 6,024,792 and EP 0 892 090 Al.

Les aubes 120, 130 peuvent avoir aussi des revêtements de protection vis-à-vis de la corrosion ou de l'oxydation, par exemple (en MCrAlX ; M est au moins un élément du groupe du fer (Fe), du cobalt (Co), du nickel (Ni), X est un élément actif et représente l' yttrium (Y) et/ou le silicium et/ou au moins un élément des terres rares ou l'hafnium (Hf)). Des alliages de ce genre sont connus par le EP 0 486 489 Bl, par le EP 0 786 017 B1, par le EP 0 412 397 B1 ou par le EP 1 306 454 Al. Sur le MCrAlX peut être présente encore une couche calorifuge constituée par exemple de ZrO2, Y204-Zr03r c'est-à-dire qu'elle n'est pas stabilisée en partie ou complètement par de l'oxyde d'yttrium et/ou par de l'oxyde de calcium et/ou par de l'oxyde de magnésium. Par des procédés de revêtement appropriés, comme par exemple un dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons (EB-PVD), on produit des grains prismatiques dans la couche calorifuge. Un retraitement (Refurbishment) signifie que des éléments 120, 130 constitutifs doivent être débarrassés après leur utilisation, le cas échéant, de couches de protection (par exemple par sablage). Il est effectué ensuite une élimination des couches ou produits de corrosion et/ou d'oxydation. On répare, le cas échéant, aussi encore des fissures dans l'élément 120, 130 constitutif. On effectue ensuite à nouveau un revêtement de l'élément 120, 130 constitutif et on réutilise l'élément 120, 130 constitutif. Les aubes 120, 130 peuvent être creuses ou pleines. Lorsque l'aube 120, 130 doit être refroidie, elle est creuse et a, le cas échéant, encore des trous 418 de refroidissement par pellicule (indiqués en tirets). La Figure 3 représente à titre d'exemple une turbine 100 à gaz suivant une vue en coupe longitudinale. La turbine 100 à gaz a à l'intérieur un rotor 103 monté tournant par rapport à un axe 102 de rotation et ayant un arbre 101 qui est désigné aussi comme étant le rotor de la turbine. Le long du rotor 103 se suivent une boîte 104 d'aspiration, un compresseur 105, une chambre 110 de combustion, par exemple toroïdale, notamment une chambre de combustion annulaire, ayant plusieurs brûleurs 107 disposés coaxialement, une turbine 108 et la boîte 109 des gaz perdus.  The blades 120, 130 may also have protective coatings with respect to corrosion or oxidation, for example (in MCrAlX; M is at least one member of the iron (Fe) group, cobalt (Co) ), nickel (Ni), X is an active element and represents yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one rare earth element or hafnium (Hf)). Alloys of this type are known from EP 0 486 489 B1, from EP 0 786 017 B1, from EP 0 412 397 B1 or from EP 1 306 454 A1. On the MCrAlX may be present still a heat-insulating layer constituted for example ZrO 2, Y 2 O 4 -ZrO 3 r, that is to say that it is not stabilized partly or completely by yttrium oxide and / or by calcium oxide and / or by magnesium oxide. By suitable coating processes, such as electron beam vapor deposition (EB-PVD), prismatic grains are produced in the heat insulating layer. Refurbishment means that constitutive elements 120, 130 must be discarded after their use, if necessary, of protective layers (for example by sandblasting). It is then carried out an elimination of the layers or products of corrosion and / or oxidation. If necessary, cracks are also repaired in the constituent element 120, 130. The constituent element 120, 130 is then again coated and the constituent element 120, 130 is reused. The vanes 120, 130 may be hollow or solid. When the blade 120, 130 is to be cooled, it is hollow and, if necessary, still has film cooling holes 418 (shown in dashed lines). Figure 3 shows by way of example a gas turbine 100 according to a longitudinal sectional view. The gas turbine 100 has inside a rotor 103 rotatably mounted relative to an axis 102 of rotation and having a shaft 101 which is also designated as being the rotor of the turbine. Along the rotor 103 follow a suction box 104, a compressor 105, a combustion chamber 110, for example toroidal, in particular an annular combustion chamber, having several burners 107 arranged coaxially, a turbine 108 and the box 109 of lost gas.

La chambre 110 de combustion annulaire communique avec un canal 111 annulaire, par exemple, pour du gaz chaud. Par exemple, quatre étages 112 de turbine montés l'un derrière l'autre y forment la turbine 108. Chaque étage 112 de turbine est formé, par exemple, de deux couronnes d'aube. Se suivent, considéré dans la direction du courant d'un fluide 113 de travail, dans le canal 111 de gaz chaud, une rangée 115 d'aubes directrices et 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 sur le rotor 103 par exemple au moyen d'un disque 133 de turbine. Une génératrice ou une machine fournissant du 30 travail (qui n'est pas représentée) est couplée au rotor 103. Pendant le fonctionnement de la turbine 100 à gaz, de l'air 135 est aspiré du compresseur 105 en passant par la boîte 104 d'aspiration et est comprimé.  The annular combustion chamber 110 communicates with an annular channel 111, for example, for hot gas. For example, four turbine stages 112 mounted one behind the other form the turbine 108. Each turbine stage 112 is formed, for example, two blade crowns. In the direction of the flow of a working fluid 113, in the hot gas channel 111, a row 115 of guide vanes and a row 125 formed of moving vanes 120 follow each other. The guide vanes 130 are fixed to a casing 138 inside a stator 143, while the blades 120 mobile of a row 125 are mounted on the rotor 103 for example by means of a turbine disc 133. A generator or machine providing work (not shown) is coupled to the rotor 103. During the operation of the gas turbine 100, air 135 is drawn from the compressor 105 through the box 104. suction and is compressed.

L'air comprimé est mis à dispositif à l'extrémité se trouvant du côté de la turbine du compresseur 105 et est envoyé au brûleur 107 et y est mélangé à un fluide de combustible. Le mélange est brûlé ensuite avec formation du fluide 113 de travail dans la chambre 110 de combustion. De là, le fluide 113 de travail passe le long du canal 111 pour 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 que celui-ci entraîne la machine fournissant du travail qui y est accouplée. Les éléments constitutifs exposés 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 dans le sens du courant du fluide 113 de travail sont sollicitées le plus thermiquement outre les éléments de bouclier thermique revêtant la chambre 110 de combustion annulaire. Pour résister aux températures qui y règnent, on peut les refroidir au moyen d'un fluide de refroidissement. Des substrats des éléments constitutifs peuvent avoir aussi une structure dirigée, c'est-à-dire être monocristallin (structure SX) ou n'avoir que des grains dirigés longitudinalement (structure DS). Comme matériaux pour les éléments constitutifs, notamment pour les aubes 120, 130 de turbine et les éléments constitutifs de la chambre 110 de combustion, 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, par le EP 1 306 454, par le EP 1 319 729 Al, par le WO 99/67435 ou par le WO 00/44949. De même, les aubes 120, 130 peuvent avoir des revêtements contre la corrosion (MCrAlX ; M est au moins un élément du groupe du fer (Fe), du cobalt (Co), du nickel (Ni), X est un élément actif qui représente l'yttrium (Y) et/ou le silicium et/ou au moins un élément des terres rares ou l'hafnium). Des alliages de ce genre sont connus par le EP 0 486 489 B1, par le EP 0 786 017 B1, par le EP 0 412 397 B1 ou par le EP 1 306 454 Al. Sur le MCrAlX, il peut y avoir encore une couche calorifuge constituée par exemple de ZrO2, d' Y203-ZrO2, c'est-à-dire qu'elle n'est pas stabilisée en tout ou partie par de l'oxyde d'yttrium et/ou par de l'oxyde de calcium et/ou par de l'oxyde de magnésium. Par des procédés appropriés de revêtement, comme par exemple un dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons (EB-PVD), on produit des grains prismatiques dans la couche calorifuge. Les aubes 130 directrices ont une emplanture d'aube tournée vers le carter 138 intérieur de la turbine 108 (cela n'est pas représenté) et une tête d'aube directrice opposée à l'emplanture 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.  Compressed air is provided at the end on the turbine side of the compressor 105 and is fed to the burner 107 and mixed therein with a fuel fluid. The mixture is then burned with formation of the working fluid 113 in the combustion chamber 110. From there, the working fluid 113 passes along the channel 111 for hot gas in front of the guide vanes 130 and the moving blades 120. The working fluid 113 expands on the moving blades 120 by transmitting a pulse, so that the moving blades 120 drive the rotor 103 and that the latter drives the machine providing work coupled thereto. The constituent elements exposed to the hot working fluid 113 undergo, during the operation of the gas turbine 100, thermal stresses. The guide vanes 130 and the moving blades 120 of the first turbine stage 112 in the direction of the flow of the working fluid 113 are most thermally stressed in addition to the heat shield elements lining the annular combustion chamber 110. To resist the temperatures that prevail, they can be cooled by means of a cooling fluid. Substrates of the constituent elements may also have a directed structure, i.e., be monocrystalline (SX structure) or have only longitudinally directed grains (DS structure). As materials for the constituent elements, in particular for the turbine blades 120, 130 and the components of the combustion chamber 110, use is made, for example, of superalloys based on iron, nickel or cobalt. Superalloys of this kind are known, for example, from EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 or WO 00/44949. Similarly, the vanes 120, 130 may have coatings against corrosion (MCrAlX; M is at least one member of the group of iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element which represents yttrium (Y) and / or silicon and / or at least one rare earth element or hafnium). Alloys of this type are known from EP 0 486 489 B1, from EP 0 786 017 B1, from EP 0 412 397 B1 or from EP 1 306 454 A1. On MCrAlX, there may still be one layer heat-insulating material consisting for example of ZrO 2, Y 2 O 3 -ZrO 2, that is to say that it is not stabilized in whole or in part by yttrium oxide and / or by calcium oxide and / or with magnesium oxide. By suitable coating methods, such as electron beam vapor deposition (EB-PVD), prismatic grains are produced in the heat insulating layer. The guide vanes have a vane root facing the inner casing 138 of the turbine 108 (not shown) and an opposing vane head to the vane root. The guide blade head is turned towards the rotor 103 and is fixed to a ring 140 for fixing the stator 143.

ÉNUMÉRATION DES SIGNES DE RÉFÉRENCE 1 Stratifié 4 Substrat 7 Couche d'accrochage 10 Couche intérieure en céramique 13 Couche extérieure en céramique 100 Turbine à gaz 102 Axe de rotation 103 Rotor 104 Boîte d'aspiration 105 Compresseur 106 Chambre de combustion annulaire 107 Brûleur 108 Turbine 109 Boîte de gaz perdus 110 Chambre de combustion 111 Canal pour du gaz chaud 112 Étage de turbine 113 Fluide de travail 115 Rangée d'aubes directrices 120 Aube mobile 121 Axe longitudinal 125 Rangée 130 Aube directrice 133 Couronne de turbine 135 Air 138 Carter intérieur 140 Anneau de fixation 143 Stator 153 Paroi de la chambre de combustion 155 Élément formant bouclier thermique 183 Emplanture d'aube 400 Partie de fixation 403 Plateforme d'aube 406 Lame d'aube 409 Bord d'attaque 412 Bord de fuite 415 Pointe d'aube 418 Trous de refroidissement pelliculaire  LISTING OF REFERENCE SIGNS 1 Laminate 4 Substrate 7 Layer 10 Inner ceramic layer 13 Outer layer of ceramic 100 Gas turbine 102 Rotor shaft 103 Rotor 104 Suction box 105 Compressor 106 Annular combustion chamber 107 Burner 108 Turbine 109 Gas box 110 Combustion chamber 111 Hot gas channel 112 Impeller stage 113 Working fluid 115 Guide vane array 120 Moving vane 121 Longitudinal axis 125 Row 130 Guide vane 133 Impeller crown 135 Air 138 Inner housing 140 Fixing ring 143 Stator 153 Combustion chamber wall 155 Heat shield element 183 Vane root 400 Fixing part 403 Blade platform 406 Blade blade 409 Leading edge 412 Leakage edge 415 Dawn tip 418 Pairs of cooling film

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Stratifié, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (4), une couche (7) d'accrochage constituée de 11 % à 13 % de cobalt, notamment de 12 % de 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, et le reste étant du nickel, une couche stabilisée d'oxyde de zirconium, notamment une couche d'oxyde de zirconium stabilisée par de l'yttrium, comme couche (10) céramique intérieure sur la 15 couche (7) métallique d'accrochage, couche (10) sur laquelle il y a une couche (13) extérieure en céramique, qui est constituée pour au moins 80 %, notamment pour 100 % ,en poids du pyrochlore Gd2Zr2O7 ou Gd2Hf2O7. 20  1. Laminate, characterized in that it comprises a substrate (4), a layer (7) of attachment consisting of 11% to 13% cobalt, in particular 12% cobalt, 20% to 22% chromium , in particular 21% chromium, 10.5% to 11.5% aluminum, in particular 11% aluminum, 0.3% to 0.5% yttrium, in particular 0.4% yttrium, from 1.5% to 2.5% of rhenium, in particular 2.0% of rhenium, and the balance being nickel, a stabilized layer of zirconium oxide, in particular a layer of zirconium oxide stabilized with yttrium, as an inner ceramic layer (10) on the layer (7), a layer (10) on which there is a ceramic outer layer (13), which is formed for at least 80%, in particular for 100%, by weight of pyrochlore Gd2Zr2O7 or Gd2Hf2O7. 20
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CA2529781A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Thermal barrier coating material, thermal barrier member, and member coated with thermal barrier and method for manufacturing the same
EP1707653A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-04 Siemens Aktiengesellschaft Coating system

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