JP2001323332A - 合金皮膜及びその形成方法、並びに高温装置部材 - Google Patents

合金皮膜及びその形成方法、並びに高温装置部材

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高温装置部材に適用することで、高温装置部
材の寿命を延伸させることができるようにした合金皮膜
及びその形成方法、並びに該合金皮膜を適用した高温装
置部材を提供する。 【解決手段】 皮膜がＲｅ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏお
よびＷのいずれか１種以上をベースとして、耐食性を付
与する少なくとも１種の合金元素を含む合金からなり、
上記ベースのいずれか１種以上の塩化物またはフッ化物
と、耐食性を付与する少なくとも１種以上の合金元素の
塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中で基材にめっきを
施すことによって得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン翼や
ジェットエンジン、ボイラ伝熱管などの高温で用いられ
る装置部材（高温装置部材）の寿命を延伸するための表
面皮膜として使用される合金皮膜及びその形成方法、並
びに高温装置部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ガスタービン翼や、ボイラ伝熱管
などの高温装置部材は、耐熱性および耐食性を向上させ
るために、表面にコーティングを施して使用する場合が
多い。一般に、耐熱性を向上させるには、基材の表面に
熱遮蔽皮膜（以下、ＴＢＣという）と呼ばれるセラミッ
クスコーティングがなされる。ここで、セラミックス
は、基材金属との熱膨張係数の差が大きく、基材の表面
に直接セラミックス層を形成すると、基材との界面で剥
がれやすくなる。このため、通常、図３（ｃ）に示すよ
うに、基材１０の表面に、合金層からなるアンダーコー
ト５０と、例えばＺｒＯ２などのセラミックスからなる
トップコート５２とを順次積層することで、ＴＢＣ５４
の基材１０に対する密着性を向上させている。
【０００３】しかし、８００〜１２００℃程度の超高温
環境下においては、図３（ｃ）に示すように、アンダー
コート５０が基材１０と反応し、アンダーコート５０の
基材１０との界面にＡｌ欠乏層５６および保護性の低い
Ａｌ２Ｏ３＋ＮｉＡｌ２Ｏ４層５８が生成されて劣化し
たり、また、ＴＢＣ５４が多孔質であるため、ＴＢＣ５
４の内部へ侵入した雰囲気ガスによって基材１０が内部
酸化や内部窒化されて、基材１０の内部に内部酸化物３
６や内部窒化物３８を有する内部腐食層が形成される。
そのため、装置部材寿命が数カ月と短いことが大きな問
題となっており、公知技術として、通常Ｐｔをめっきし
た後にＡｌ拡散処理を施すことによって得られるＰｔ−
Ａｌ溶射皮膜による耐熱性改善が試みられているが、十
分な改善がなされているとはいえない。
【０００４】一方、耐食性を向上させるには、Ｃｒある
いはＡｌの拡散浸透処理や、高Ｎｉ−高Ｃｒ合金の溶射
などが施されている。しかし、使用される環境が８００
〜１２００℃程度の超高温であると、耐食性に寄与する
元素の拡散が著しく速く、反応性も大きいため、安定な
保護性皮膜を長時間維持できない。また、５００〜８０
０℃の温度域においても、ＣｌやＳなどを含んだ強腐食
性環境であると、保護性皮膜を形成するＣｒやＡｌなど
の元素の消耗速度が大きいため、安定な保護性皮膜を長
時間維持できず、装置寿命が著しく短いことが大きな問
題となっている。そのため、現状では、装置の性能を犠
牲にして、使用温度を下げることで装置部材寿命の延伸
を図っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、高温で
使用される部材は、耐熱性を向上させるためにＴＢＣを
施しても、使用中に基材との反応によりＴＢＣ層が劣化
したり、また、皮膜内部へ侵入した雰囲気ガスによって
内部酸化や内部窒化を受ける。また、耐食性を向上させ
るＣｒあるいはＡｌの拡散浸透処理や、高Ｎｉ−高Ｃｒ
合金の溶射などを施しても、ＣｌやＳなどを含んだ高温
腐食性が強い環境では、保護性皮膜を形成するＣｒやＡ
ｌなどの元素の消耗速度が大きく、安定な保護性皮膜を
長時間維持できない。
【０００６】一方、高融点金属であるＲｅ，Ｉｒ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷは、Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｉｒ，Ｗ，Ｐ
ｔ，Ｒｈなどの耐食性を付与する元素と合金相を形成す
ると、１１００℃以上、更には１１５０℃以上の高温に
おいても安定であるとともに、優れた耐酸化性を持つこ
とを見いだした。更に、Ｒｅ（Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ
およびＷ）−Ｘ合金（Ｘ＝Ｃｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉ
ｒ，Ｗなど）を被覆したＮｉ基超合金の高温腐食反応を
研究した結果、Ｒｅ（Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏおよび
Ｗ）を含んだ合金相は、Ｎｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａなどの
外方および酸化剤などの内方への拡散を抑制することを
見出した。つまり、このＲｅ（Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ
およびＷ）基合金を薄膜として基材表面に被覆すれば、
Ｐｔ−Ａｌ溶射皮膜では不十分であった基材からの合金
元素の外方拡散および環境からの酸化剤などの内方拡散
を抑制できるため、基材の腐食や損傷が軽減でき、高温
装置部材の延命が期待される。また、ＴＢＣを施す部材
に対しては、基材とＴＢＣの間に上記皮膜を挿入すれ
ば、基材との反応によるＴＢＣの劣化、および基材の内
部腐食を抑制するための優れた拡散障壁層となると考え
られる。
【０００７】ここで、耐熱・耐食性を向上させるために
施されるＰＶＤ，ＣＶＤあるいは溶射などの技術は、
膜厚や組成を制御するのが困難であること、装置が大
掛かりで、操作も複雑であること、欠陥やき裂の多い
皮膜が形成されること、基材の大きさや形状に制限が
多いこと（例えば、凹凸部への施工が困難）、コスト
が高いこと、などの欠点をもつ。一方、溶融塩めっき
は、膜厚や組成の制御が容易である、装置簡便で操
作も容易である、欠陥の少ない緻密な皮膜が形成され
る、基材の大きさや形状に制限が少ない、低コスト
である、という利点を持つ。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高温装置部材に適用することで、高温装置部材の寿
命を延伸させることができるようにした合金皮膜及びそ
の形成方法、並びに該合金皮膜を適用した高温装置部材
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか
１種以上をベースとして、耐食性を付与する少なくとも
１種の合金元素を含む合金を有する合金皮膜である。こ
の合金皮膜は、１１００℃以上、更には１１５０℃以上
の高温においても安定であるとともに、優れた耐食性を
持ち、しかもＮｉ，Ａｌなどの外方および酸化剤などの
内方への拡散を抑制することができる。ここで、耐食性
を付与する合金元素としては、例えばＣｒ，Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｍｇ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｉ
ｒ，Ｗ，Ｐｔ，Ｒｈが挙げられる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以
上の塩化物またはフッ化物と、耐食性を付与する少なく
とも１種以上の合金元素の塩化物またはフッ化物を含む
溶融塩中でめっきを施すことを特徴とする合金皮膜の形
成方法である。これにより、前述した溶融塩めっきの持
つ利点を生かして、合金皮膜を形成することができる。
更に、欠陥の少ない緻密な合金皮膜を形成できるため、
従来、耐熱・耐食性が不十分であったＰｔ，Ｒｈ基の合
金皮膜に関しても、十分な特性を付与することができ
る。
【００１１】請求項３に記載の発明は、塩化物またはフ
ッ化物の支持塩中に、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，
Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以上と、耐食性を付
与する少なくとも１種以上の合金元素を添加し、塩素ガ
スまたは塩化水素ガスを導入してこれらの塩化物を生成
させた溶融塩中でめっきを施すことを特徴とする合金皮
膜の形成方法である。これにより、き裂等の欠陥のない
緻密な合金皮膜をより安価に形成することができる。こ
の塩化物またはフッ化物の支持塩としては、周期律表
で、アルカリ金属とアルカリ土類金属の元素の塩化物ま
たはフッ化物の支持塩等を使用することができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以
上の第１の塩化物またはフッ化物と、耐食性を付与する
少なくとも１種以上の第２の塩化物またはフッ化物を含
む溶融塩中で、前記第１の塩化物またはフッ化物に含ま
れる金属の一種以上と第２の塩化物またはフッ化物に含
まれる金属の一種以上との合金を電極としてめっきを施
すことを特徴とする合金皮膜の形成方法である。これに
より、安定してめっきを施せるため、より緻密な皮膜を
形成できると共に、組成制御を容易にすることができ
る。
【００１３】請求項５に記載の発明は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以
上の第１の塩化物またはフッ化物と、耐食性を付与する
少なくとも１種以上の第２の塩化物またはフッ化物を含
む溶融塩中で、前記第１の塩化物またはフッ化物に含ま
れる金属の一種以上と第２の塩化物またはフッ化物に含
まれる金属の一種以上を電極として、交互または同時に
めっきを施すことを特徴とする合金皮膜の形成方法であ
る。これにより、合金皮膜の組成及び構造を自由に制御
することができる。上述の合成皮膜の形成方法におい
て、Ｒｅ等のベース合金元素の塩化物またはフッ化物
と、Ａｌ等の耐食性付与合金元素の塩化物またはフッ化
物とは、一般にＡｌ：Ｒｅ＝１：０．０１〜０．５、好
ましくは１：０．０２〜０．２のモル比で使用される。
また、めっき温度は１５０〜８００℃であり、めっき時
間は１０分〜１０時間である。
【００１４】請求項６に記載の発明は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以上をベースと
して、耐食性を付与する少なくとも１種の合金元素を含
む合金を有する合金皮膜で基材の表面を被覆したことを
特徴とする高温装置部材である。これにより、基材の表
面を被覆した合金皮膜を介して、基材の腐食・損傷劣化
を軽減して、高温装置部材の寿命を延伸させることがで
きる。
【００１５】請求項７に記載の発明は、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以上をベースと
して、耐食性を付与する少なくとも１種の合金元素を含
む合金を有する合金皮膜を基材と熱遮蔽皮膜との間に介
在させたことを特徴とする高温装置部材である。これに
より、基材と熱遮蔽皮膜との間に介在させた合金皮膜を
介して、基材との反応による熱遮蔽皮膜の劣化、及び基
材内部への雰囲気ガスの侵入を防止して、高温装置部材
の寿命を延伸させることができる。
【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項２乃至５
のいずれかに記載の方法で基材の表面に合金皮膜を形成
したことを特徴とする高温装置部材である。これによ
り、基材の表面を被覆したより優れた拡散障壁となり得
る合金皮膜を介して、基材の腐食・損傷劣化を軽減し
て、高温装置部材の寿命を延伸させることができる。
【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項２乃至５
のいずれかの記載の方法で基材の表面に合金皮膜を形成
し、この合金皮膜の表面に熱遮蔽皮膜を形成したことを
特徴とする高温装置部材である。これにより、基材と熱
遮蔽皮膜との間に介在させた選りすぐれた拡散障壁とな
り得る合金皮膜を介して、基材との反応による熱遮蔽皮
膜の劣化、及び基材内部への雰囲気ガスの侵入を防止し
て、高温装置部材の寿命を延伸させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、この実施の形態にあって
は、高融点金属としてＲｅを、耐食性を付与する金属元
素としてＡｌをそれぞれ使用した例を示している。
【００１９】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明のそれぞ
れ異なる実施の形態の高温装置部材として使用されるＮ
ｉ基単結晶超合金（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｗ−Ｔａ
−Ｔｉ−Ｒｅ−Ｍｏ合金）の断面組織を示す。即ち、図
１（ａ）は、例えばＮｉ基単結晶超合金（基材）１０の
表面をＮｉ−Ａｌ合金１２とＲｅ−Ａｌ合金１４とを混
在させた合金皮膜１６で被覆したものである。また、図
１（ｂ）は、基材１０の表面をＲｅ−Ａｌ合金層１８と
Ｎｉ−Ａｌ合金層２０とからなる合金皮膜１６で被覆し
たものである。Ｒｅ−Ａｌ合金層中には、基材から拡散
したＣｒ、Ｗ、およびＮｉが含まれる。また、基材１０
の合金皮膜１６との界面には、Ａｌ拡散層２２が形成さ
れている。
【００２０】ここで、図１（ａ）及び（ｂ）に示す断面
組織を有するＮｉ基単結晶超合金は、溶融塩めっきによ
って、Ｎｉ基単結晶超合金（基材）１０の表面をＲｅ−
Ａｌ合金で被覆することによって形成される。つまり、
図１（ａ）は、溶融塩として、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ共晶塩
中で、ＡｌおよびＲｅを塩素ガスと反応させて得たＡｌ
Ｃｌ３およびＲｅＣｌ４を直接溶融塩に溶解吸収させた
ものを用い、めっき温度を５００℃、電流を１０ｍＡ、
めっき時間を１０ｈとして、基材１０の表面に溶融塩め
っきを施したものである。また、図１（ｂ）は、めっき
温度を７００℃として、それ以外は上記の同じ条件で基
材１０の表面に溶融塩めっきを施したものである。
【００２１】図１（ｃ）は、本発明の他の実施形態の一
つで、スパッタ法により基材１０の表面をＲｅ−Ａｌ合
金皮膜２６で被覆した時の断面組織を示す。また、図１
（ｄ）は、スパッタ法でＲｅ−Ａｌ合金皮膜を施した
後、更に、Ａｌ蒸気拡散処理を施した時の断面組織を示
す。スパッタ法で、Ｒｅ−Ａｌ合金皮膜を生成した後、
Ａｌ蒸気拡散を施すと、図１（ｃ）に見られた組織と同
様に、Ｒｅ−Ａｌ−（Ｃｒ−Ｎｉ−Ｗ）合金皮膜とＮｉ
−Ａｌ合金の層状構造になることがわかる。又、基材／
皮膜界面にはＡｌ拡散層も見られる。これらの図から、
スパッタ法のみでは、Ｒｅ−Ａｌ合金皮膜２６にき裂２
６ａが多く観察されるが、溶融塩合金めっきでは、クラ
ックや欠陥がほとんど観察されず、緻密なＲｅ−Ａｌ合
金皮膜１６が形成されている様子が判る。また、スパッ
タ法によるものも、その後Ａｌ蒸気拡散を施すことによ
って、クラックが消失することがわかる。
【００２２】図２は、図１（ａ）〜（ｄ）に示す断面組
織を有するＮｉ基単結晶超合金、更には表面処理を施さ
ない無垢のＮｉ基単結晶超合金を、１１５０℃の空気中
で１００ｈ、または１１００℃の空気中で１ヶ月間酸化
した後の断面組織を示す。ここで、図２（ａ）は図１
（ａ）に、図２（ｂ）は図１（ｂ）に、図２（ｃ）は図
１（ｃ）に、図２（ｄ）は図１（ｄ）にそれぞれ示す合
金に、図２（ｅ）は無垢のＮｉ基単結晶超合金にそれぞ
れ対応する。
【００２３】表面処理を施さない無垢のＮｉ基単結晶超
合金（図２（ｅ））は、基材１０の表面に、Ａｌ２Ｏ３
＋Ｃｒ２Ｏ３の内層３０とＴｉおよびＴａを含んだＮｉ
Ａｌ ２Ｏ４＋ＮｉＯの外層３２からなる厚い酸化スケー
ル３４が生成された。これによって、基材１０中のＣ
ｒ，Ｎｉ，ＴｉおよびＴａが外方へ拡散して、保護性の
低い酸化スケール３４を形成している様子が判る。更
に、基材１０中に、孤立した内部酸化物３６および内部
窒化物３８を有する内部腐食層が形成されており、気相
中の酸素および窒素が基材１０中へ拡散して、基材１０
が内部酸化および内部窒化したことが伺える。
【００２４】一方、スパッタ法でＲｅ−Ａｌ合金皮膜を
被覆したままのＮｉ基単結晶超合金（図２（ｃ））は、
無垢のＮｉ基単結晶超合金に見られるような、内部酸化
物３６および内部窒化物３８を有する内部腐食層および
Ａｌ２Ｏ３＋Ｃｒ２Ｏ３の内層３０とＮｉＡｌ２Ｏ４＋
ＮｉＯの外層３２からなる酸化スケール３４は局部的に
生成し、かつ薄くなっている様子がわかる。これは、ス
パッタ法によるＲｅ−Ａｌ合金皮膜自身の耐熱・耐食性
は良好であるが、図１（ｃ）に示すように、Ｒｅ−Ａｌ
合金皮膜２６中にき裂２６ａが存在するため、そのき裂
２６ａを通した金属元素およびガスの拡散によって、酸
化が進行したものと考えられる。従って、スパッタ法な
どで本合金皮膜を形成する場合は、き裂が導入されにく
いよう、薄い皮膜を形成させれば、より耐熱・耐食性を
向上できると考えられる。一方、スパッタ法とＡｌ蒸気
拡散を施したもの（図２（ｄ））は、スパッタ処理した
ままのようなクラックはみられず、表面に薄く、不純物
をほとんど含まないＡｌ２Ｏ３皮膜を生成した。従っ
て、スパッタ処理を施した後、Ａｌ蒸気拡散処理を施す
ことによって、クラックの少ない緻密な皮膜を生成し、
耐食性を向上させることができることがわかる。
【００２５】これに対して、溶融塩めっきによってＲｅ
−Ａｌ合金を被覆したＮｉ基単結晶超合金（図２（ａ）
及び（ｂ））は、合金皮膜１６の表面にＣｒやＮｉを含
まない薄いＡｌ２Ｏ３皮膜４０を生成しており、基材１
０の元素が合金皮膜１６を通して外部へ拡散した様子は
見られなかった。また、基材１０が内部酸化あるいは内
部窒化された様子も見られなかった。以上より、溶融塩
めっきによってＲｅ−Ａｌ合金皮膜１６を被覆したＮｉ
基単結晶超合金は、無垢のＮｉ基単結晶超合金およびス
パッタ法によってＲｅ−Ａｌ合金被覆２６を施したＮｉ
基単結晶超合金に比較して、著しく耐熱・耐食性が向上
していることが判る。
【００２６】１１５０℃の空気中で１００ｈ、または１
１００℃の空気中で１ヶ月間酸化した後の重量変化を表
１に示す。
【表１】 ここで、表１（ａ）は図２（ａ）に、表１（ｂ）は図２
（ｂ）に、表１（ｃ）は図２（ｃ）に、表１（ｄ）は図
２（ｄ）に、表１（ｅ）は図２（ｅ）にそれぞれ示すＮ
ｉ基単結晶超合金の重量変化にそれぞれ対応する。
【００２７】この表から、無垢のＮｉ基単結晶超合金
（表１（ｅ））では、４０ｍｇ・ｃｍ −２以上の重量増
加が見られたが、スパッタ法でＲｅ−Ａｌ合金を被覆し
たもの（表１（ｃ））は、重量増が無垢のＮｉ基単結晶
超合金に比べて約１／２以下に減少し、耐熱・耐食性が
向上したことがわかる。更にスパッタ法＋Ａｌ蒸気拡散
を施したもの（表１（ｄ））、および、溶融塩めっきに
よってＲｅ−Ａｌ合金を被覆したもの（表１（ａ）及び
（ｂ））では、無垢材と比較して、重量増が約１／２０
の、２ｍｇ・ｃｍ−２以下であり、酸化による重量増が
著しく小さいことが判る。
【００２８】図３（ａ）は、本発明の他の実施の形態の
Ｎｉ基単結晶超合金の断面組織を示すもので、これは、
Ｎｉ基単結晶超合金（基材）１０の表面に溶融塩電析に
よって合金皮膜１６を形成し、更にこの合金皮膜１６の
表面に、ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金層からなるアンダーコ
ート５０と、ＺｒＯ２からなるトップコート５２とを有
するＴＢＣ５４を形成したものであり、１１５０℃の空
気中で１００ｈ、または１１００℃の空気中で１ヶ月間
酸化した後の状態を示す。
【００２９】また、本発明の他の実施形態のもう一つの
例として、スパッタ法によりＮｉ基単結晶超合金（基
材）１０の表面をＲｅ−Ａｌ合金皮膜２６で被覆したも
のの表面に前述と同様なＴＢＣ５４を形成して前述と同
様に酸化した後の断面組織を図３（ｂ）に示す。比較の
ため、無垢のＮｉ基単結晶超合金（基材）１０の表面に
前述と同様なＴＢＣ５４を直接形成して前述と同様に酸
化した後の断面組織を図３（ｃ）に示す。
【００３０】図３に示すように、ＴＢＣ５４のみを施し
たＮｉ基単結晶超合金（図３（ｃ））では、基材１０中
に内部酸化物３６および内部窒化物３８が生成してい
た。更に、ＴＢＣ５４と基材１０との界面において、Ａ
ｌ欠乏層５６および保護性の低いＡｌ２Ｏ３＋ＮｉＡｌ
２Ｏ４層５８の生成が見られた。つまり、ＴＢＣ５４と
基材１０との界面からＴＢＣ５４の劣化が進行してい
た。なお、付番６０はＡｌ ２Ｏ３で、６２はＮｉＡｌ２
Ｏ４層である。
【００３１】一方、スパッタ法によるＲｅ−Ａｌ合金皮
膜２６を基材１０とＴＢＣ５４との間に挿入したＮｉ基
単結晶超合金（図３（ｂ））では、ＴＢＣ５４のみを施
したものにみられたような、内部腐食層、Ａｌ欠乏層５
６および保護性の低いＡｌ２Ｏ３＋ＮｉＡｌ２Ｏ４層５
８が局部的に生成し、かつ薄くなっている様子が判る。
これは、図２（ｃ）と同様Ｒｅ−Ａｌ合金皮膜自身の耐
食性はよいのだが、皮膜に導入されたき裂などの欠陥を
通して腐食が進行したためである。
【００３２】これに対して、溶融塩めっきによるＲｅ−
Ａｌ合金皮膜１６を基材１０とＴＢＣ５４との間に挿入
したＮｉ基単結晶超合金（図３（ａ））では、基材１０
が内部腐食された様子はなく、また、ＴＢＣ５４と基材
１０との界面においては、緻密で薄いＡｌ２Ｏ３連続層
６４の生成が見られた。このＡｌ２Ｏ３連続層中におけ
る、他の元素（Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａなど）の濃度はほとん
ど０であった。Ａｌ欠乏層や保護性の低いＡｌ２Ｏ３＋
ＮｉＡｌ２Ｏ４の生成は見られなかった。これらより、
溶融塩めっきによるＲｅ−Ａｌ合金皮膜を基材１０とＴ
ＢＣ５４との間に介在させたＮｉ基単結晶超合金は、基
材１０の耐酸化性が著しく改善されているとともに、Ｔ
ＢＣ５４の劣化が抑制されている様子が判る。
【００３３】１１５０℃の空気中で１００ｈ、または１
１００℃の空気中で１ヶ月間酸化した後の重量変化を表
２に示す。
【表２】 ここで、表２（ａ）は図３（ａ）に、表２（ｂ）は図３
（ｂ）に、表２（ｃ）は図３（ｃ）に示すＮｉ基単結晶
超合金の重量変化にそれぞれ対応する。
【００３４】この表から、ＴＢＣのみを施したＮｉ基単
結晶超合金（表２（ｃ））では、３０ｍｇ・ｃｍ−２以
上の重量増加が見られたが、スパッタ法によるＲｅ−Ａ
ｌ合金皮膜２６を基材１０とＴＢＣ５４との間に介在さ
せたもの（表２（ｂ））は、ＴＢＣのみを施したＮｉ基
単結晶超合金に比べて重量増が約１／２以下に減少し、
更に溶融塩めっきによるＲｅ−Ａｌ合金皮膜１６を基材
１０とＴＢＣ５４との間に介在させたもの（表２
（ａ））では、ＴＢＣのみを施したものと比較して、重
量増が約１／１５以下の、２ｍｇ・ｃｍ−２以下であ
り、酸化による重量増が著しく小さいことが判る。
【００３５】以上より、溶融塩めっきによるＲｅ−Ａｌ
合金皮膜（あるいは、スパッタ法＋Ａｌ蒸気拡散による
Ｒｅ−Ａｌ合金皮膜）を基材表面に被覆すること、ある
いはＴＢＣと基材との間に挿入することによって、装置
部材の耐熱・耐食性を著しく改善し、寿命を延伸するこ
とが可能であると判る。
【００３６】なお、前記実施の形態にあっては、高融点
金属としてＲｅを、耐食性を付与する金属元素としてＡ
ｌをそれぞれ使用した例を示しているが、このＲｅの代
わりに、Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ及びＷを使用しても良
く、またＡｌの代わりに、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｉｒ，Ｗ，Ｐｔ，Ｒｈ及びＭｏ
等を使用しても良い。更に、複数の合金元素からなる合
金皮膜（例えばＲｅ−Ｃｒ−Ｗ−Ａｌ−Ｎｉなど）を生
成することにより、拡散障壁能は向上する。なお、合金
皮膜の形成を溶融塩電析法によるならば、ベース金属を
Ｒｅ，Ｉｒ，Ｗ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ及びＲｈのう
ちの一種以上としても良い。更に、上記実施の形態にあ
っては、Ｎｉ基単結晶超合金を使用した例を示している
が、多結晶超合金であっても同様な結果を得ることがで
きる。
【００３７】また、塩化物を含む溶融塩中でめっきを施
した例を示しているが、フッ化物を含む溶融塩中でめっ
きを施すようにしても良く、元素によっては、水溶液か
ら電析させるようにしても良い。
【００３８】更に、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以上の第１の塩化物ま
たはフッ化物と、耐食性を付与する少なくとも１種以上
の第２の塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中で、前記
第１の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上
と第２の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以
上との合金を電極としてめっきを施しても良く、これに
より、長時間安定してめっきを施せるため、より緻密な
皮膜を形成できると共に、組成制御を容易にすることが
できる。
【００３９】また、Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，ＭｏおよびＷのいずれか１種以上の第１の塩化物ま
たはフッ化物と、耐食性を付与する少なくとも１種以上
の第２の塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中で、前記
第１の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上
と第２の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以
上を電極として、交互または同時にめっきを施して良
く、これにより、合金皮膜の組成及び構造を自由に制御
することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１１００℃以上、更には１１５０℃以上の高温において
も安定であるとともに、優れた耐酸化性を持ち、しかも
Ｎｉ，Ａｌなど母材金属元素の外方および酸化剤などの
内方への拡散を抑制することができる合金皮膜を得ると
ともに、この合金皮膜を高温装置部材に適用すること
で、耐熱・耐食性に優れた高温装置部材を提供して、高
温装置部材の寿命を延伸することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、溶融塩めっき、（ｃ）
は、スパッタ法、（ｄ）は、スパッタ法とＡｌ蒸気拡散
によってＲｅ−Ａｌ合金皮膜を被覆した本発明のそれぞ
れ異なる実施の形態のＮｉ基単結晶超合金の断面組織を
示す図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）に示すＮｉ基単結晶超合金
を、（ｂ）は図１（ｂ）に示すＮｉ基単結晶超合金を、
（ｃ）は図１（ｃ）に示すＮｉ基単結晶超合金を、
（ｄ）は図１（ｄ）に示すＮｉ基単結晶合金を、（ｅ）
は無垢のＮｉ基単結晶超合金をそれぞれ１１５０℃の空
気中で１００ｈ、または１１００℃の空気中で１ヶ月間
酸化した後の状態の断面組織を示す図である。
【図３】（ａ）は、溶融塩めっきによる、（ｂ）は、ス
パッタ法によるＲｅ−Ａｌ合金皮膜を基材とＴＢＣとの
間に挿入した本発明の他の実施の形態のＮｉ基単結晶超
合金を、（ｃ）は基材の表面にＴＢＣを直接形成したＮ
ｉ基単結晶超合金をそれぞれ１１５０℃の空気中で１０
０ｈ、または１１００℃の空気中で１ヶ月間酸化した後
の状態の断面組織を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基材 １２ Ｎｉ−Ａｌ合金 １４ Ｒｅ−Ａｌ合金 １６，２６ 合金皮膜 １８ Ｒｅ−Ａｌ合金層 ２０ Ｎｉ−Ａｌ合金層 ２２ Ａｌ拡散層 ３６ 内部酸化物 ３８ 内部窒化物 ５０ アンダーコート ５２ トップコート ５４ ＴＢＣ（熱遮蔽皮膜） ６４ Ａｌ２Ｏ３連続層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｃ２３Ｃ 28/00 Ｂ Ｃ２５Ｄ 3/66 Ｃ２５Ｄ 3/66 7/00 7/00 Ａ 17/10 １０１ 17/10 １０１Ｂ Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｆ０２Ｃ 7/00 Ｃ (72)発明者 八鍬 浩 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 野口 学 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 宮坂 松甫 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷ
    のいずれか１種以上をベースとして、耐食性を付与する
    少なくとも１種の合金元素を含む合金を有する合金皮
    膜。
  2. 【請求項２】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，
    ＭｏおよびＷのいずれか１種以上の塩化物またはフッ化
    物と、耐食性を付与する少なくとも１種以上の合金元素
    の塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中でめっきを施す
    ことを特徴とする合金皮膜の形成方法。
  3. 【請求項３】 塩化物またはフッ化物の支持塩中に、Ｒ
    ｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷのい
    ずれか１種以上と、耐食性を付与する少なくとも１種以
    上の合金元素を添加し、塩素ガスまたは塩化水素ガスを
    導入してこれらの塩化物を生成させた溶融塩中でめっき
    を施すことを特徴とする合金皮膜の形成方法。
  4. 【請求項４】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，
    ＭｏおよびＷのいずれか１種以上の第１の塩化物または
    フッ化物と、耐食性を付与する少なくとも１種以上の第
    ２の塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中で、前記第１
    の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上と第
    ２の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上と
    の合金を電極としてめっきを施すことを特徴とする合金
    皮膜の形成方法。
  5. 【請求項５】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｔａ，
    ＭｏおよびＷのいずれか１種以上の第１の塩化物または
    フッ化物と、耐食性を付与する少なくとも１種以上の第
    ２の塩化物またはフッ化物を含む溶融塩中で、前記第１
    の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上と第
    ２の塩化物またはフッ化物に含まれる金属の一種以上と
    を電極として、交互または同時にめっきを施すことを特
    徴とする合金皮膜の形成方法。
  6. 【請求項６】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷ
    のいずれか１種以上をベースとして、耐食性を付与する
    少なくとも１種の合金元素を含む合金を有する合金皮膜
    で基材の表面を被覆したことを特徴とする高温装置部
    材。
  7. 【請求項７】 Ｒｅ，Ｉｒ，Ｎｂ，Ｔａ，ＭｏおよびＷ
    のいずれか１種以上をベースとして、耐食性を付与する
    少なくとも１種の合金元素を含む合金を有する合金皮膜
    を基材と熱遮蔽皮膜との間に介在させたことを特徴とす
    る高温装置部材。
  8. 【請求項８】 請求項２乃至５のいずれかに記載の方法
    で基材の表面に合金皮膜を形成したことを特徴とする高
    温装置部材。
  9. 【請求項９】 請求項２乃至５のいずれかに記載の方法
    で基材の表面に合金皮膜を形成し、この合金皮膜の表面
    に熱遮蔽皮膜を形成したことを特徴とする高温装置部
    材。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005068685A1 (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Ebara Corporation 拡散バリヤ用合金皮膜及びその製造方法、並びに高温装置部材
JP2008014747A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Central Res Inst Of Electric Power Ind 遮熱コーティングの寿命管理方法
JP2008045176A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 National Institute For Materials Science 高温耐久性に優れた耐熱部材
WO2008059971A1 (fr) 2006-11-16 2008-05-22 National University Corporation Hokkaido University Film de revêtement en alliage multicouche, élément métallique résistant à la chaleur muni de ce film de revêtement et procédé de fabrication d'un film de revêtement en alliage multicouche
US8173269B2 (en) 2006-12-22 2012-05-08 Dbc System Co., Ltd. Alloy coating film, method for production of alloy coating film, and heat-resistant metal member
JP5295474B2 (ja) * 2000-09-28 2013-09-18 敏夫 成田 ニオブ基合金耐熱部材
JP2014040642A (ja) * 2012-08-23 2014-03-06 Canon Inc アモルファス合金、成形用型および光学素子の製造方法
JP2014513210A (ja) * 2011-04-13 2014-05-29 ロールス−ロイス コーポレイション 金属基材上のイリジウムを含む界面拡散バリア層
US9689069B2 (en) 2014-03-12 2017-06-27 Rolls-Royce Corporation Coating system including diffusion barrier layer including iridium and oxide layer

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4047115B2 (ja) * 2002-09-13 2008-02-13 アルプス電気株式会社 軟磁性膜及びこの軟磁性膜を用いた薄膜磁気ヘッド、ならびに、前記軟磁性膜の製造方法
US7466799B2 (en) * 2003-04-09 2008-12-16 Varian Medical Systems, Inc. X-ray tube having an internal radiation shield
US6933052B2 (en) * 2003-10-08 2005-08-23 General Electric Company Diffusion barrier and protective coating for turbine engine component and method for forming
US7778422B2 (en) * 2004-02-27 2010-08-17 Microsoft Corporation Security associations for devices
US20060165547A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Honeywell International, Inc. High strength rhenium alloys and high temperature components made from such alloys
DE102005011011A1 (de) * 2005-03-10 2006-09-14 Mtu Aero Engines Gmbh Bauteil, insbesondere Gasturbinenbauteil
EP1876263B1 (en) * 2005-03-28 2014-05-14 National Institute for Materials Science Heat-resistant member
US20070116890A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Honeywell International, Inc. Method for coating turbine engine components with rhenium alloys using high velocity-low temperature spray process
WO2008032806A1 (en) 2006-09-13 2008-03-20 National Institute For Materials Science Heat resistant member
US8388890B2 (en) * 2006-09-21 2013-03-05 Tyco Electronics Corporation Composition and method for applying an alloy having improved stress relaxation resistance
CN101168815B (zh) * 2007-12-05 2010-06-02 北京航空航天大学 片层铌钼硅基原位复合材料及其制备方法
US8361178B2 (en) * 2008-04-21 2013-01-29 Smith International, Inc. Tungsten rhenium compounds and composites and methods for forming the same
CA2733946A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-01 William D. Hurst Alloy coating apparatus and metalliding method
US8367160B2 (en) * 2010-11-05 2013-02-05 United Technologies Corporation Coating method for reactive metal
GB201109533D0 (en) * 2011-06-08 2011-07-20 Rolls Royce Plc Temperature indicating paint
CN102650064A (zh) * 2012-05-23 2012-08-29 深圳市新星轻合金材料股份有限公司 用于铝电解工业的钾冰晶石及其制备方法
CN106853436B (zh) * 2016-12-29 2020-05-19 宁夏东方钽业股份有限公司 一种钼基复合涂层及其制备方法
CN108914053B (zh) * 2018-07-20 2020-04-28 中国人民解放军国防科技大学 铱涂层原位扩散改性制备超高温涂层的方法
KR102689689B1 (ko) * 2019-10-07 2024-07-30 가부시끼가이샤 레조낙 내식성 부재
CN113281243A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 北京航空航天大学 一种新型Co-Al-W基合金上梯度Al-Cr涂层腐蚀行为高通量表征方法
CN114574834A (zh) * 2021-12-02 2022-06-03 贵研铂业股份有限公司 一种Ta-Re层状复合材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB385859A (en) * 1931-06-22 1933-01-05 Siebert G M B H G Improvements relating to catalytic reactions and catalysts for use therein
FR1385594A (fr) * 1963-02-18 1965-01-15 Union Carbide Corp Dépôt électrolytique de métaux réfractaires
DE1771763A1 (ja) * 1967-07-03
US4517253A (en) * 1984-01-23 1985-05-14 Rose Robert M Cryoelectrodeposition
JPS6199925A (ja) * 1984-10-19 1986-05-19 Nec Corp 磁気記憶体およびその製造方法
JPS61144025A (ja) * 1984-12-18 1986-07-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
US4731253A (en) * 1987-05-04 1988-03-15 Wall Colmonoy Corporation Wear resistant coating and process
US5273712A (en) * 1989-08-10 1993-12-28 Siemens Aktiengesellschaft Highly corrosion and/or oxidation-resistant protective coating containing rhenium
US5395221A (en) * 1993-03-18 1995-03-07 Praxair S.T. Technology, Inc. Carbide or boride coated rotor for a positive displacement motor or pump
US5427866A (en) 1994-03-28 1995-06-27 General Electric Company Platinum, rhodium, or palladium protective coatings in thermal barrier coating systems
US5556713A (en) 1995-04-06 1996-09-17 Southwest Research Institute Diffusion barrier for protective coatings
GB9612811D0 (en) 1996-06-19 1996-08-21 Rolls Royce Plc A thermal barrier coating for a superalloy article and a method of application thereof
EP0821076B1 (en) 1996-07-23 2001-11-28 ROLLS-ROYCE plc A method of aluminising a superalloy
US6007645A (en) * 1996-12-11 1999-12-28 United Technologies Corporation Advanced high strength, highly oxidation resistant single crystal superalloy compositions having low chromium content
US5817371A (en) 1996-12-23 1998-10-06 General Electric Company Thermal barrier coating system having an air plasma sprayed bond coat incorporating a metal diffusion, and method therefor
US6143141A (en) * 1997-09-12 2000-11-07 Southwest Research Institute Method of forming a diffusion barrier for overlay coatings
JP3939362B2 (ja) * 1997-10-30 2007-07-04 アルストム 高温保護コーティング
GB9724844D0 (en) * 1997-11-26 1998-01-21 Rolls Royce Plc A coated superalloy article and a method of coating a superalloy article
JPH11350196A (ja) * 1998-06-12 1999-12-21 C Uyemura & Co Ltd Ｂｎ複合ニッケル−タングステン合金皮膜及びその形成方法並びにピストンリング
US6168875B1 (en) * 1998-10-02 2001-01-02 Asea Brown Boveri Ag Coatings for turbine components
US6004372A (en) * 1999-01-28 1999-12-21 Praxair S.T. Technology, Inc. Thermal spray coating for gates and seats
US6306524B1 (en) 1999-03-24 2001-10-23 General Electric Company Diffusion barrier layer
US6207297B1 (en) * 1999-09-29 2001-03-27 Siemens Westinghouse Power Corporation Barrier layer for a MCrAlY basecoat superalloy combination

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5295474B2 (ja) * 2000-09-28 2013-09-18 敏夫 成田 ニオブ基合金耐熱部材
JP4753720B2 (ja) * 2004-01-15 2011-08-24 株式会社荏原製作所 拡散バリヤ用合金皮膜及びその製造方法、並びに高温装置部材
US7851070B2 (en) 2004-01-15 2010-12-14 National University Corporation Hokkaido University Diffusion barrier alloy film and high-temperature apparatus member
WO2005068685A1 (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Ebara Corporation 拡散バリヤ用合金皮膜及びその製造方法、並びに高温装置部材
JPWO2005068685A1 (ja) * 2004-01-15 2007-09-06 株式会社荏原製作所 拡散バリヤ用合金皮膜及びその製造方法、並びに高温装置部材
JP2008014747A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Central Res Inst Of Electric Power Ind 遮熱コーティングの寿命管理方法
JP2008045176A (ja) * 2006-08-18 2008-02-28 National Institute For Materials Science 高温耐久性に優れた耐熱部材
WO2008059971A1 (fr) 2006-11-16 2008-05-22 National University Corporation Hokkaido University Film de revêtement en alliage multicouche, élément métallique résistant à la chaleur muni de ce film de revêtement et procédé de fabrication d'un film de revêtement en alliage multicouche
US8133595B2 (en) 2006-11-16 2012-03-13 National University Corporation Hokkaido University Multilayer alloy coating film, heat-resistant metal member having the same, and method for producing multilayer alloy coating film
US8173269B2 (en) 2006-12-22 2012-05-08 Dbc System Co., Ltd. Alloy coating film, method for production of alloy coating film, and heat-resistant metal member
JP2014513210A (ja) * 2011-04-13 2014-05-29 ロールス−ロイス コーポレイション 金属基材上のイリジウムを含む界面拡散バリア層
US9719353B2 (en) 2011-04-13 2017-08-01 Rolls-Royce Corporation Interfacial diffusion barrier layer including iridium on a metallic substrate
JP2014040642A (ja) * 2012-08-23 2014-03-06 Canon Inc アモルファス合金、成形用型および光学素子の製造方法
US9689069B2 (en) 2014-03-12 2017-06-27 Rolls-Royce Corporation Coating system including diffusion barrier layer including iridium and oxide layer

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