JP5074123B2 - 高温耐摩耗性部材及び高温用耐摩耗部材の製造方法 - Google Patents
高温耐摩耗性部材及び高温用耐摩耗部材の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(1)基材(母材,Ni又はCoを主成分とする耐熱合金、以下同じ)の上にクロムカーバイドコーティング、
(2)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にMCrAlY、その上にYSZ、
(3)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にMCrAlY、その上にYSZ、その上にAl2O3
の3種類で、トップ層のみが減肉する短時間試験にて、(1)〜(3)のトップ層の減肉量を測定した。その結果、減肉量はクロムカーバイドコーティングの減肉速度を基準にした場合、気孔率8%のYSZが0.2倍、気孔率5%のAl2O3が0.1倍の結果が得られた。すなわち、クロムカーバイドコーティングの減肉速度を基準にした場合、気孔率8%のYSZが5倍、気孔率5%のAl2O3が10倍の耐摩耗性がある。
(1)基材の上にクロムカーバイドコーティング、
(2)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にMCrAlY、その上にYSZ、
(3)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にMCrAlY、その上にYSZ、その上にAl2O3、
(4)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にYSZ、
(5)基材の上にクロムカーバイドコーティング、その上にMCrAlY、その上にAl2O3
の5種類を用い、熱衝撃試験を実施し、限界厚さを検討した。
Cr3C2−25wt%(80wt%Ni−20wt%Cr)の配合比を用いる事が好ましい。また、溶射歩留と施工時に問題となる事象のスピッティングを回避するため、粉末の粒径分布は15〜45μmの粒度分布を用いることが好ましい。
(HP/HVOF)法を用いて施工することが好ましい。溶射条件は、コーティング硬度におてい常温でのマイクロビッカース硬度Hv300800 以上が確保できる条件を採用することが好ましい。
Claims (10)
- 石炭を加圧流動床ボイラーでガス化した燃料の燃焼排ガスを利用したガスタービンに用いられる高温用耐摩耗部材であって、
前記高温用耐摩耗部材は母材の表面に耐摩耗性の被覆を有する高温用耐摩耗部材であり、
前記母材上に、第一層として75wt%Cr3C2−25wt%(80wt%Ni−20wt%Cr)からなるサーメット材料が被覆され、第二層としてMCrAlY(M:NiCo或はCoNi)が被覆され、第三層として部分安定化ジルコニアが被覆され、第四層としてアルミナが被覆されており、前記第三層の部分安定化ジルコニアの気孔率が8%以下であり、前記第四層のアルミナの気孔率が5%以下であることを特徴とする高温用耐摩耗部材。 - 請求項1において、前記第三層の部分安定化ジルコニアが8%のイットリアを含むことを特徴とする高温用耐摩耗部材。
- 請求項1において、前記四層のアルミナが99.6% 以上の純度であることを特徴とする高温用耐摩耗部材。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記第三層の厚さが400〜500μmの範囲であることを特徴とする高温用耐摩耗部材。
- 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記四層の厚さが200〜300μmの範囲であることを特徴とする高温用耐摩耗部材。
- 石炭を加圧流動床ボイラーでガス化した燃料の燃焼排ガスを利用したガスタービンに用いられる高温用耐摩耗部材であって、母材の表面に耐摩耗性の被覆を有する高温用耐摩耗部材の製造方法において、
前記母材の上に、75wt%Cr3C2−25wt%(80wt%Ni−20wt%Cr)から成るサーメット皮膜を成膜し、
その上に、ボンドコートとしてMCrAlY(M:NiCo或はCoNi)合金皮膜を成膜し、
その上に、母材温度を600〜700℃の範囲に保持しながら、気孔率が8%以下である部分安定化ジルコニアを成膜し、
その上に、母材温度を500〜600℃の範囲に保持しながら、気孔率が5%以下であるアルミナを成膜することを特徴とする高温用耐摩耗部材の製造方法。 - 請求項6において、前記クロムカーバイドとニッケルクロムから成るサーメット皮膜を高速フレーム溶射法にて成膜することを特徴とする高温用耐摩耗部材の製造方法。
- 請求項6又は7において、前記MCrAlY合金皮膜を大気プラズマ溶射法にて成膜することを特徴とする高温用耐摩耗部材の製造方法。
- 請求項1〜5の何れかに記載の高温用耐摩耗部材を用いたガスタービン高温部材であって、
前記母材は、ガスタービン高温部材の基材であり、Ni又はCoを主成分とする耐熱合金から構成され、
前記ガスタービン高温部材の基材表面上の少なくとも一部に前記第一層、前記第二層、前記第三層、及び前記第四層からなる前記耐摩耗性の被覆が形成され、前記高温用耐摩耗部材を構成していることを特徴とするガスタービン高温部材。 - 石炭を加圧流動床ボイラーでガス化した燃料の燃焼排ガスを利用したガスタービンに用いられるガスタービン高温部材であって、
Ni又はCoを主成分とする耐熱合金から成る母材上に、第一層として75wt%Cr3C2−25wt%(80wt%Ni−20wt%Cr)からなるサーメット材料が被覆され、前記第一層被覆面の少なくとも一部であって燃焼ガス中の飛来粒子によるエロージョンの影響の大きい部分に、第二層としてMCrAlY(M:NiCo或はCoNi)、第三層として気孔率が8%以下である部分安定化ジルコニアが被覆され、前記第三層被覆面の少なくとも一部であって燃焼ガス中の飛来粒子によるエロージョンの影響の大きい部分に、第四層として気孔率が5%以下であるアルミナが被覆されていることを特徴とするガスタービン高温部材。
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