JP2008095191A

JP2008095191A - 遮熱コーティングの形成法

Info

Publication number: JP2008095191A
Application number: JP2007259328A
Authority: JP
Inventors: Ramgopal Darolia; ラムゴパル・ダロリア; Brian T Hazel; ブライアン・トーマス・ヘイゼル
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2008-04-24
Also published as: EP1908857A2; CA2604570A1; SG161232A1; EP1908857A3; SG141412A1; BRPI0705144A

Abstract

【課題】遮熱コーティングを形成する方法を提供する。
【解決手段】超合金基材２２上にニッケルアルミナイド金属間化合物オーバレイ皮膜を形成する段階と、オーバレイ皮膜上に制御した酸化アルミニウムを成長させる段階とを含む。オーバレイ皮膜は、主にα相からなるアルミナスケール２８の成長を促進するように予備酸化させる。予備酸化条件は、被覆基材を真空下で２〜８時間１１２１℃に加熱する段階を含んでいてもよい。予備酸化オーバレイ皮膜は、耐環境コーティングとして、或いは遮熱セラミック皮膜２６用のボンドコートとして用いることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、概してガスタービンエンジンの過酷な熱環境のような高温環境に曝露される部品の保護に用いられるタイプの皮膜に関する。

耐環境コーティング及び遮熱コーティング（ＴＢＣ）系は部品を酸化性・腐食性環境から保護するため部品の外面に施工される。また、ＴＢＣ系のセラミック遮熱層は、動翼及び静翼の表面温度の上昇によってエンジンの効率を高める。

遮熱コーティングを有効なものとするため、遮熱コーティングは熱伝導率が低く、部品に強く付着し、数多くの加熱・冷却サイクルを通して付着性を保持し続けるものでなければならない。最後の条件は、熱伝導率の低い材料とタービンエンジン部品の製造に慣用される超合金材料との熱膨張係数が異なるため特に厳しい。上記の要件を満足できるＴＢＣ系には、概して、拡散皮膜（すなわち拡散アルミナイド及び白金アルミナイド）のようなボンドコートとオーバレイ皮膜（つまりＭＣｒＡｌＸ、式中、Ｍは鉄、コバルト及び／又はニッケルであり、Ｘはイットリウムその他の希土類元素である。）とが必要とされていた。イットリア、マグネシアその他の酸化物で部分的に又は完全に安定化されたジルコニアのような金属酸化物からなるセラミック層が、遮熱コーティング用の材料として広く用いられている。セラミック層は、通例、大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）法、低圧プラズマ溶射（ＬＰＰＳ）法或いは耐歪み性柱状結晶粒組織を与える電子ビーム物理気相成長（ＥＢＰＶＤ）法のような物理蒸着（ＰＶＤ）法で堆積される。

上述のボンドコート材料のアルミニウム成分は、付着性の強い連続酸化アルミニウム層（アルミナスケール）を高温でゆっくりと成長させる。この熱成長酸化物（ＴＧＯ）はボンドコートを酸化及び高温腐食から保護し、セラミック層をボンドコートに化学的に結合する。しかし、金属ボンドコートとアルミナスケールとセラミック層の間には、熱膨張に差がある。この不一致によって発生する引張応力は経時的に徐々に増大してボンドコートとアルミナスケールとの接合面又はアルミナスケールとセラミック層との接合面で剥離を起こす事態となりかねない。さらに、ボンドコート材料は耐酸化性をもつように特別に合金化されるが、高温で経時的に起こる表面酸化及び（基材との）相互拡散によってボンドコートからアルミニウムが徐々に失われる。ついには、ボンドコート内部のアルミニウムレベルが枯渇して保護アルミナスケールの緩慢な成長はそれ以上起こらなくなり、保護作用のない酸化物の成長の方が速くなる。その結末は、この場合もセラミック層の剥離である。

低い処理温度（約１６００〜約２０００°Ｆ（約８７１〜約１０９３℃））では、アルミナスケールは準安定アルミナ（γ−及びθ−アルミナ）を主成分とし、α−アルミナをほとんど或いは全く含まない。セラミック層を堆積する前に、ボンドコート被覆物品は通常約１７００〜約１９００°Ｆ（約９２７〜約１０３８℃）に予熱される。この予熱処理もα−アルミナ形成には好ましくない。準安定アルミナ相は経時的にもっと安定なα−アルミナへと変態する。しかし、アルミナの相転移は望ましくない体積変化を伴う。さらに、準安定相は概して成長速度が速く、付着力が低く、本質的に多孔質である。

以上から明らかな通り、ＴＢＣ系の耐用年数は遮熱セラミック層の接着の足場として用いられるボンドコートによって左右される。そのため、ＴＢＣ系のボンドコートの改良に向けた多大な努力がなされている。

例えば、主にβ相からなるニッケルアルミナイド（ＮｉＡｌ）金属間化合物のオーバレイ（つまり、拡散型ではない）からなるボンドコートが高温用途での使用に提案されている。さらに、主にγ′相からなるニッケルアルミナイド（Ｎｉ_３Ａｌ）を含むオーバレイ耐環境コーティング及びボンドコートが研究されている。
米国特許第６６８２８２７号明細書米国特許第６５７９６２７号明細書米国特許第６１５３３１３号明細書米国特許第６２９１０８４号明細書米国特許第６２５５００１号明細書米国特許出願公開第２００６／００９３７５２号明細書米国特許出願公開第２００６／００９３８５０号明細書米国特許出願公開第２００６／００９３８０１号明細書米国特許出願公開第２００４／０２２９０７５号明細書米国特許第６１２３９９７号明細書米国特許出願公開第２００３／００１７２７０号明細書 NIJDAM et al., Modelling the thermal oxidation of temary alloys-compositonal changes in the alloy and the development of oxide phases, Acta Materialla 51 (2003) 5295-5307. NIJDAM et al., On the microstructure of the initial oxide grown by controlled annealing and oxidation on a NiCoCrAIY bond coating, Oxid Met. 64 (2005) 355-377 TOLPYGO etal. The effect of oxidation pre-treatment on the cyclic life of EB-PVD thermal barrier coatings with pt-aluminide bond coats, Surf. coat. techl. 200 (2005) 1276-1281

高性能ガスタービンエンジンにおいて過酷さを増しつつある作動条件を部品が耐え抜くことができるように皮膜系の性能を向上させることが絶えず求められている。そこで、性能、特にボンドコートとセラミック層との接合面での性能を向上させるための皮膜系及び方法を提供することができれば望ましい。

上述のニーズは、物品の被覆法を提供する例示的な実施形態によって満足することができる。本発明の方法は、保護オーバレイ皮膜での安定なα−アルミナスケールの形成を促進することによって、耐酸化性が向上し、セラミック層が存在する場合にはセラミック層の剥離性の低減した皮膜を与える。

ある例示的な実施形態では、本方法は、１以上の表面にオーバレイ皮膜を有する被覆超合金基材を準備する段階と、オーバーレイ皮膜で主にα相アルミナからなる酸化アルミニウムスケールを成長させるための所定の条件に上記被覆基材を付す段階とを含む。オーバレイ皮膜は、主にβ相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にβ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にγ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物及び主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物からなる群から選択される。

別の例示的な実施形態では、本方法は、１以上の表面にオーバレイ皮膜を有する被覆超合金基材を準備する段階を含む。オーバレイ皮膜は、主にβ相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にβ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にγ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物及び主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物からなる群から選択される。選択したオーバレイ皮膜を、ミリング、ホーニング又はグリットブラストによって物理的に改質する。真空チャンバー内で被覆基材を１０^−３〜１０^−６Ｔｏｒｒの真空下で約２０００°Ｆ（１０９３℃）〜約２１００°Ｆ（１１４９℃）の温度に約２〜約８時間加熱して、オーバーレイ皮膜で主にα相からなる酸化アルミニウムスケールを成長させる。次いで、被覆基材を堆積チャンバー内で約１７００°Ｆ（９２７℃）〜約２０００°Ｆ（１０９３℃）の温度で約１０〜約３０分間予熱する。最後に、オーバレイ皮膜上に遮熱セラミック層を堆積させる。

本発明の対象については、特許請求の範囲に具体的に記載されている。本発明の様々な例示的な実施形態については、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって理解を深めることができよう。

以下、図面を参照するが、図面を通して同じ構成要素には同じ符号を付した。図１は、タービン動翼１０のような、比較的高温環境中で作動でき、過酷な熱応力及び熱サイクルに付される部品の例を示す。その他の部品の例としては、特に限定されないが、ガスタービンエンジンのタービンノズル、動翼、シュラウド、燃焼器ライナ及びオグメンタハードウェアが挙げられる。

動翼１０は一般に翼形部１２を備えており、ガスタービンエンジン作動時には翼形部に高温燃焼ガスが向けられ、その表面は酸化、腐食及びエロージョンによる激しい攻撃を受ける。例示的な翼形部１２は動翼１０の根元部１６に形成されたダブテール１４でタービンディスク（図示せず）に植え込まれる。翼形部１２には、動翼１０から熱を奪うため抽気を強制的に流す冷却通路１８が存在していることもある。本明細書では動翼１０という特定の部品に言及するが、本明細書の教示内容は、部品をその環境から保護するために耐環境又は遮熱コーティング系を用いることのできるあらゆる部品全般に適用できる。

図２に、翼形部１２（基材としての機能を果たす）の長手方向断面として示した遮熱コーティング系２０の例を示す。図に示す通り、この例示的な皮膜系２０は、少なくとも基材２２の表面を被覆する保護層２４を含んでいる。図に示すように、適宜、セラミック層２６で保護層２４を被覆する。セラミック層２６が存在しないときは、保護層２４は「耐環境コーティング」と呼ばれる。セラミック層２６が存在する場合には、保護層２４は「ボンドコート」と呼ばれる。

例示的な実施形態では、保護層２４の堆積に際して、オーバレイ皮膜と基材２２の間で実質的に全く拡散が起こらないようにしてもよい。後段での処理の際に、薄い拡散域３０が生ずることがある。オーバレイ皮膜の拡散域の厚さを最小限にすることによって、皮膜系２０の補修時に除去しなければならない基材の量が拡散型ボンドコートに比べて低減する。

基材２２は、好ましくは、鉄基、ニッケル基又はコバルト基超合金のような耐熱材料である。例示的な材料としては、ＲｅｎｅＮ４、ＲｅｎｅＮ５、ＲｅｎｅＮ６が挙げられる。これら超合金は例示にすぎず、本明細書に開示した教示内容は、こうした材料かあなる基材での使用に限定されるものではない。

セラミック層２６は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）とすることができ、そのイットリア含量は約６〜約８重量％とすることができるが、その他のセラミック材料、例えば、イットリア、非安定化ジルコニア、或いはセリア（ＣｅＯ_２）、マグネシア（ＭｇＯ）、酸化スカンジア（Ｓｃ_２Ｏ_３）その他の酸化物で安定化されたジルコニアなども使用できる。セラミック層２６は、その下の基材２２で必要とされる熱保護をもたらすのに十分な厚さに堆積され、概して約１２５〜約３００μｍ程度に堆積される。セラミック層２６は、耐歪み性柱状結晶粒組織が得られるように物理蒸着（ＰＶＤ）法で堆積してもよいが、他の堆積法を用いることもできる。

保護層２４は、ニッケルアルミナイド金属間化合物からなるオーバレイ皮膜でよい。ニッケルアルミナイド金属間化合物は、β相を主成分とするもの、β相とγ′相を主成分とするもの、γ′相を主成分とするもの、γ相とγ′相を主成分とするものでよく、各々さらに、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、タンタル、白金、イットリウム、ランタン、カルシウム、コバルト、レニウムのような合金化添加物を単独で又は組合せて含んでいてもよい。保護層２４は、保護層２４のその場で形成された連続した付着性の熱成長酸化物（ＴＧＯ）つまりアルミナスケール２８を含んでおり、セラミック層２６と接着する。ＴＧＯは、セラミック層２６の接着性を増大させ、ＴＧＯを通しての酸素の拡散を低減して、酸化速度を下げる。ＴＧＯの形成の際に、アルミナは準安定アルミナ（θ−又はγ−アルミナ）でも安定アルミナ（α−アルミナ）でもよい。最初に形成されるアルミナ相は、温度、時間、曝露環境、試料組成及び表面仕上げによって左右される。本明細書に開示した方法は、保護層２４の表面でのα−アルミナスケール２８の制御された成長をもたらし、剥離、割れその他のＴＢＣ損傷（特にボンドコート／セラミック層接合面での）に対する耐性を与える。

今回、本明細書に開示したオーバレイ皮膜（保護層２４）で準安定アルミナ（γ−及びθ−アルミナ）ではなく安定なα−アルミナが形成されるようにアルミナスケール２８を形成することによって、セラミック層２６の耐酸化性の向上及び剥離性の低下が促進されることが判明した。

例示的な実施形態では、基材２２の表面を保護層２４で被覆する。例示的な実施形態では、保護層２４は、主にβ相からなるＮｉＡｌ金属間化合物のオーバレイ皮膜とすることができる。

例えば、米国特許第６６８２８２７号には、ニッケルと、約３０〜約６０原子％のアルミニウムと約１〜約１２原子％の白金族金属を含有するβ相ＮｉＡｌ金属間化合物オーバレイ皮膜が開示されている。このオーバレイ皮膜は実質的にβ相ＮｉＡｌの金属間相と白金族金属間相からなる。その他の開示されたオーバレイ皮膜としては、３０〜６０原子％のアルミニウムと、約５〜約１２原子％の白金と、約２〜約１５原子％のクロムと、約０．１〜約１．２原子％のジルコニウムと、残部のニッケルから実質的になるオーバレイ皮膜が挙げられる。米国特許第６５７９６２７号には、ニッケルと約２０〜約３５重量％のアルミニウムと２種以上の改質元素（ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム及びケイ素）とを含むβ相を主成分とするＮｉＡｌ金属間化合物オーバレイ皮膜が開示されている。米国特許第６１５３３１３号には、３０〜６０原子％のアルミニウムと、クロム、チタン及びハフニウムの１種類以上と、適宜タンタル、ケイ素、ガリウム、ジルコニウム、カルシウム、鉄及びイットリウムと、残部のニッケル及び不純物からなるβ相を主成分とするＮｉＡｌ金属間化合物オーバレイ皮膜が開示されている。米国特許第６２９１０８４号には、３０〜６０％のアルミニウムと、２〜１５％のクロムと、０．１〜１．２％のジルコニウムとを含み、残部が実質的にニッケルからなるβ相ＮｉＡｌ金属間化合物オーバレイ皮膜が開示されている。米国特許第６２５５００１号には、０．２原子％以上のジルコニウムを含有し、平均結晶粒径が３μｍ未満の主にβ相からなるＮｉＡｌ合金からなるボンドコートが開示されている。

他の例示的な実施形態では、保護層２４は主にγ′相ニッケルアルミナイド金属間化合物（Ｎｉ_３Ａｌ）のオーバレイ皮膜とすることができる。例えば、米国特許出願公開第２００６／００９３７５２号には、主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物と１種類以上の白金族金属とを含むオーバレイ皮膜が記載されている。この例示的なオーバレイ皮膜はさらにクロムを含んでいてもよい。この例示的なオーバレイ皮膜は、１種類以上の反応性元素を含んでいてもよい。主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物（Ｎｉ_３Ａｌ）のオーバレイ皮膜の他の例が、米国特許出願公開第２００６／００９３８５０号に開示されている。例えば、オーバレイ皮膜は、堆積時の組成として、６〜約１５重量％のアルミニウム、約２〜約５％のクロム、適宜４％以下の１種類以上の反応性元素、適宜２％以下のケイ素、適宜６０％以下の１種類以上の白金族金属、残部のニッケルと付随不純物を含む。

他の例示的な実施形態では、保護層２４は、主にβ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物のオーバレイ皮膜とすることができる。例えば、米国特許出願公開第２００６／００９３８０１号には、例示的なオーバレイ皮膜は、１４重量％のアルミニウムを含む。例示的なオーバレイ皮膜はさらに、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム及びセリウムのような反応性元素を最大約４重量％含む。例示的なオーバレイ皮膜では、皮膜の約１０〜約８５体積％はγ′ニッケルアルミナイド金属間相からなり、残部はβニッケルアルミナイド金属間相からなる。

他の例示的な実施形態では、保護層２４は、主にγ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物のオーバレイ皮膜とすることができる。例えば、米国特許出願公開第２００４／０２２９０７５号には、２３原子％未満のアルミニウムと１０〜６０原子％の白金と０．３〜２原子％の反応性元素を含有するオーバレイ皮膜が開示されている。

被覆基材は、アルミナスケール２８のためのα相の形成を促進する制御された環境条件に付される。ある例示的な実施形態では、被覆基材２２を皮膜堆積チャンバー内で（従来のＴＢＣ堆積法に比べて）高温で（従来のＴＢＣ堆積法に比べて）長時間予備酸化する。例えば、被覆基材を堆積チャンバー内で約２０００°Ｆの温度で約２〜約８時間予備酸化すれば、主にα相アルミナスケールからなる制御ＴＧＯを得ることができる。加熱温度は、約１９００°Ｆ（１０３８℃）以上〜約２２００°Ｆ（１２０４℃）とし得る。他の実施形態では、加熱温度は、約２０００°Ｆ（１０９３℃）〜約２１５０°Ｆ（１１７８℃）とし得る。従来のＴＢＣ堆積法では、ボンドコート物品は、次のセラミック層の施工に備えるため約１７００°Ｆ（９２７℃）〜約２０００°Ｆ（１０９３℃）で約１０〜約３０分間予熱される。しかし、これらの従来の条件は保護層２４の表面での初期α相アルミナ形成をもたらさない。そこで、後段の予熱段階前に保護層の表面で安定α相アルミナを最初に形成しておくのが有利である。最初にα相アルミナを形成しておくと、アルミナスケールが主に準安定形態である場合に起こりかねない予熱処理時の体積変化が回避される。さらに、α相アルミナは、様々な形態のアルミナの中で酸素拡散率が最も低く、その結果、酸化物スケールの成長速度が最も遅い。

別の例示的な実施形態では、被覆基材２２は、真空炉内で所望のα相アルミナスケールを形成するのに十分な温度及び時間で予備酸化される。例示的な実施形態では、予備酸化処理は約１９００°Ｆ（１０３８℃）〜約２１５０°Ｆ（１１７８℃）の温度で連続的に又は適宜中断を挟んで約２〜約８時間実施される。例示的な実施形態では、真空炉は約１０^−３〜約１０^−６Ｔｏｒｒで作動される。或いは、予備酸化処理は、空気、酸素、アルゴン、又は酸素含有水素ガスの雰囲気で実施し得る。加熱温度は１９００°Ｆ（１０３８℃）超〜約２２００°Ｆ（１２０４℃）とし得る。他の実施形態では、加熱温度は約２０００°Ｆ（１０９３℃）〜約２１５０°Ｆ（１１７８℃）以上とし得る。温度、圧力、時間及び雰囲気条件は、α相アルミナ形成が最大となるように、個々のボンドコート／基材の組合せに応じて選択される。

例示的な実施形態では、被覆基材は、施工保護層の予備酸化前に表面前処理に付される。表面処理は、次の遮熱セラミック層２６の施工のためオーバレイ皮膜の少なくとも一部分を改質する。表面処理としては、例えばケミカルミリング、ケミカルミリングと蒸気ホーニング、グリットブラストなどが挙げられる。

例示的な実施形態では、予備酸化処理後に、セラミック層２６を被覆基材に施工してもよい。予備酸化処理を真空炉その他のチャンバー内で実施した場合、被覆基材をセラミック層２６の施工のための皮膜堆積チャンバーに移せばよい。

例示的な実施形態では、予備酸化被覆基材に遮熱セラミック皮膜を施工する前に、基材を約１８００°Ｆ（９８２℃）〜約１９００°Ｆ（１０３８℃）の温度で約１０〜約３０分間予熱する。被覆基材は安定α相アルミナスケールを与えるように予備酸化されているので、予熱サイクル時の体積変化その他の金属学変態は最小限となる。

ＲｅｎｅＮ５超合金基材からなる直径１インチ×厚さ０．１２５インチ（２４．５ｍｍ×３．１７５ｍｍ）の炉サイクル試験片を、イオンプラズマ堆積法によって、主にβ相からなるオーバレイ皮膜で被覆した。堆積後の皮膜の公称組成は２０〜２４重量％のＡｌと５〜６重量％のＣｒと約０．５〜１重量％のＺｒと残部のＮｉであった。

試験片を、表１に示す様々な加熱処理及び予備酸化条件に付した。ＥＢ−ＰＶＤによって、７重量％Ｙ_２Ｏ_３含有ジルコニア（ＹＳＺ）遮熱コーティングを約５ミル（１２７ミクロン）の厚さに施工した。

炉サイクル試験では、試料を２１２５°Ｆ（１１６３℃）に加熱して約４５分間保持し、次に室温に冷却した。この１時間サイクルを繰り返し、２０％剥離を破壊基準としてＴＢＣ剥離寿命を求めた。結果を図３に示す。図に示す通り、予備酸化処理に付した試料では、耐剥離性が向上した。

本明細書では、当業者が本発明を実施できるように、最良の形態を始めとする実施例を用いた。本発明の特許性を有する技術的範囲は、特許請求の範囲で規定され、当業者に明らかな他の実施例を包含する。かかる他の実施例も、特許請求の範囲の文言上差異のない構成要素を有する場合、或いは特許請求の範囲の文言と本質的でない差異を有する均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲内に属する。

タービン動翼の斜視図。図１のタービン動翼の矢視２−２拡大概略断面図であり、動翼に設けられた遮熱コーティング系を示す。炉サイクル試験の結果を示すグラフ。

符号の説明

１０タービン動翼
１２翼形部
１４ダブテール
１６根元部
２０遮熱コーティング系
２２基材
２４保護層
２６セラミック層
２８アルミナスケール
３０拡散域

Claims

（ａ）主にβ相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にβ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にγ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物及び主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物からなる群から選択されるオーバレイ皮膜（２４）を１以上の表面に有する被覆超合金基材（２２）を準備する段階、及び
（ｂ）段階（ａ）の後に、上記の選択に係るオーバーレイ皮膜で主にα相アルミナからなる酸化アルミニウムスケール（２８）を成長させるための所定の条件に上記被覆基材を付す段階
を特徴とする方法。
段階（ｂ）において所定の条件に被覆基材を付す段階が、主にα相アルミナを与えるのに十分な時間１０３８〜１２０４℃に被覆基材を加熱することを含む、請求項１記載の方法。
段階（ｂ）の少なくとも一部において、被覆基材を１０^−３〜１０^−６Ｔｏｒｒの真空下で加熱する、請求項１又は請求項２記載の方法。
段階（ｂ）の少なくとも一部において、被覆基材を、空気、酸素、アルゴン又は水素ガスの雰囲気中で加熱する、請求項１又は請求項２記載の方法。
さらに、
（ｃ）段階（ｂ）の後に、オーバレイ皮膜上に遮熱セラミック層を設ける段階
を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
段階（ａ）においてオーバレイ皮膜を有する基材を準備する段階が、前記の選択に係るオーバーレイ被膜を物理気相成長法によって１以上の表面に堆積させる段階を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
段階（ａ）において、ニッケルアルミナイド金属間化合物が、クロム、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、タンタル、白金、イットリウム、ランタン、カルシウム、コバルト及びレニウムの１種類以上を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
さらに、
（ｃ）段階（ｂ）の後に、被覆基材を皮膜堆積チャンバー内に配置する段階、
（ｄ）被覆基材を皮膜堆積チャンバー内で９２５〜１０９３℃で１０〜３０分間加熱する段階、及び
（ｅ）段階（ｄ）の後に、オーバレイ皮膜上に遮熱セラミック層を設ける段階
を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
さらに、
（ｃ）段階（ｂ）の前に、ミリング、ホーニング及びグリットブラストから選択される少なくともいずれかの技術でオーバレイ皮膜の少なくとも一部を物理的に改質する段階
を含む、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
（ａ）主にβ相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にβ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にγ相とγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物、主にβ相とγ相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物及び主にγ′相からなるニッケルアルミナイド金属間化合物からなる群から選択されるオーバレイ皮膜（２４）を１以上の表面に有する被覆超合金基材（２２）を準備する段階、
（ｂ）段階（ａ）の後に、上記の選択に係るオーバレイ皮膜の少なくとも一部をミリング、ホーニング又はグリットブラストによって物理的に改質する段階、
（ｃ）段階（ｂ）の後に、真空チャンバー内で被覆基材を１０^−３〜１０^−６Ｔｏｒｒの真空下で１０９３〜１１５０℃の温度に２〜４時間加熱して、上記の選択に係るオーバーレイ皮膜で主にα相アルミナからなる酸化アルミニウムスケール（２８）を成長させる段階、
（ｄ）段階（ｃ）の後に、被覆基材を堆積チャンバー内で９２５〜１０９３℃の温度で１０〜３０分間予熱する段階、及び
（ｅ）段階（ｄ）の後に、オーバレイ皮膜上に遮熱セラミック層（２６）を堆積させる段階
を特徴とする方法。