JPH0344484A - スーパーアロイに用いるアルミニウム処理コーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属基質の保護用のコーティングに関し、特
に、ガスタービンエンジン部材のコーティングに関する
。

［従来の技術］ スーパーアロイ（超合金）は、高温で優れた機械的性能
を示す材料である。これらの合金は、通常、ニッケル、
コバルトもしくは鉄のうちの１種以上を主として含有し
、これにクロム、アルミニウム、チタン及び耐火性金属
等の元素を添加合金して構成される。スーパーアロイは
、様々なかたちでガスタービンエンジンに適用されてい
る。この場合、酸化や腐食による悪化によりエンジン部
材の耐久性が低下し、安全性の問題を生じる。従ってこ
れらからその表面を保護する必要がある。

スーパーアロイエンジン部材にコーティングを施せば、
これを酸化や腐食から保護することができる。コーテイ
ング材として、一般にＭＣｒＡＩＹで示されるものが良
く知られている。Ｍを、鉄、ニッケル、コバルト及びこ
れらの混合物から選択すれば、ガスタービンエンジンの
ブレード、ベーン等の部材の耐久性を著しく向上できる
。ＭＣｒＡＩＹコーティングは、これらがスーパーアロ
イの表面に合金として付着され、付着工程や部材の作動
中に基盤と相互作用しないことから、オーバーレイコー
ティングと呼ばれている。ＭＣｒＡＩＹコーティングは
、物理的蒸着、スバタリングあるいはプラズマ溶射等、
種々の手法によって付着できることは周知である。また
、このＭＣｒＡＬＹコーティングに、貴金属類、ハフニ
ウムあるいはシリコンのうちの１種以上を添加含有する
こともある。さらに、他の希土類元素とイツトリウムを
混合して用いたり、あるいはこれと置換したりしても良
い。これらについては、米国特許第３，５４２．５３０
号、３，９１８，１３９号、３，９２８，０２６号、３
，９９３，４５４号、４，０３４，１４２号及びＲｅ、
３２，１２１号に開示されている。

米国特許第Ｒｅ、３２．１２１号は、ＭＣｒＡＩＹコー
ティングが、酸化や腐食からスーパーアロイを保護する
のに最も優れた効果を持つことを開示している。

一方、アルミニウム処理コーティングは、従来より、ス
ーパーアロイの酸化及び腐食防止可能なコーテイング材
として良く知られている。例えば、米国特許第３，５４
４，３４８号、第３．９６１．０９８号、第４．０７０
．５０７号、第４，１３２．８１６号にその詳細が開示
されている。

アルミニウム処理工程において、アルミニウムと基盤と
の間に、かなりの相互作用がある。即ち、主として基盤
の化学的性質や付着温度が、コーティングの化学的性質
や厚み等その性能に大きな影響を与える。アルミニウム
処理コーティングの欠点は、最適な耐酸化性及び耐腐食
性を有するのＪこ要求されるコーティングの厚さが、通
常、およそ０゜００３５インチであるとされているため
、ガスタービンエンジンブレードやベーンが作動中に直
面する典型的なストレスによりコーティングが脆弱化し
、割れることにある。この時の割れは、基盤内に広がり
、スーパーアロイ部材の構造的な耐久性を低下させる。

また、米国特許第３，９２８，０２６号、第４，２４６
．３２３号、第４，３８２，９７６号、第Ｒｅ、　３１
　、３３９号で論じられているように、割れやすさは、
結果的に耐酸化性及び耐腐食性を低下させる。

およそ０．００３５インチ厚のアルミニウム処理コーテ
ィングは、割れに対する耐性を有するが、このように薄
いアルミニウム処理コーティングは、ＭＣｒＡＩＹコー
ティングのように良好な耐酸化性を持たない。

米国特許第３，８７３，３４７号及び第４，０８０，４
８６号では、オーバーレイコーティングとアルミニウム
処理コーティングの長所を組み合わせる試みがなされて
いる。それぞれの特許において、好適には、０゜００３
乃至０．００５インチ厚のＭＣｒＡＩＹ：１−ティング
を、バックセメンテイション法によりアルミニウム処理
し、ＭＣｒＡＩＹコーティングの外側面に、未処理のＭ
ＣｒＡＩＹに比べ、高温で耐酸化性の強い高濃度のアル
ミニウム層を形成させている。

米国特許第Ｒｅ、３０，９９５号によれば、アルミニウ
ム処理Ｍ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ　Ｙコーティングが基盤から剥
離したり、割れたりするのを防止するために、アルミニ
ラムが基盤内に拡散しないように、即ち、アルミニウム
をＭＣｒＡＩＹ／基盤の界面から０゜０００５インチ以
上の間隔をおいて分散させる。

また、アルミニウム処理ＭＣｒＡＩＹ内のアルミニウム
含量は、１０ｗｔ％以下でなければ最良のコーテイング
性能を有する組成にならないと開示している。

米国特許第３．９６１．０９８号においては、ＭＣｒ粉
末を、基盤表面に打ちつけられる時に粉末が十分に溶解
しないような方法で、金属基盤上に溶射している。続い
て、アルミニウムをオーバーレイコーティング内さらに
は基盤表面内に分散させている。実験により、アルミニ
ウム処理工程は、コーティング内の最終的なアルミニウ
ム濃度が２０ｗｔ％以下になるように鴻整しなければ、
コーティングが脆弱化し、腐食及び耐酸化性を有さなく
なることがわかっている。

米国特許第４．２４６，３２３号は、ＭＣｒＡＩＹコー
ティングをアルミニウムリッチ１こする工程を示唆して
いる。この工程は、アルミニウムがＭＣｒＡＩＹの外側
面の内部だけに分散するように制御されている。コーテ
ィング外側のアルミニウムリッヂ部は耐酸化性を有し、
内側の非アルミニウム処理ＭＣｒＡＩＹは、良好な機械
的性能を有すると報告されている。

米国特許第Ｒｅ、３１．３：（９号においては、Ｍ　Ｃ
ｒ　ＡＩＹで被覆されたスーパーアロイ部材をアルミニ
ウム処理し、次いで被覆された部材を熱間等静圧圧縮成
形にかける方法を開示している。Ｍ　Ｃｒ　ＡＩＹ外側
部のアルミニウムリッチ相内に大きなリザーバが存在す
ることにより、コーティングの耐久性は、ｆ分に大きく
なる。上述した特許でそれぞれ論じられているように、
アルミニウムは、ＭＣｒＡＩＹ外側面内のみに分散して
いる。米国特許第４，１５２，２２４号は、米国特許第
Ｒｅ、３１，３３９号同様に、ＭＣｒＡＩＹで被覆した
スーパーアロイの周囲を金属包晶で包囲し、ついで熱間
静圧圧縮成形してＭＣｒＡＩＹコーティング内の総ての
割れ目を封じ、オーバーレイ内に金属包晶部を分散させ
る。アルミニウム箔を包晶として用いるならば、箔は圧
縮成形中に融解し、基盤と共に金属間化合物を形成する
。これらの化合物は、コーティングの耐酸化性を高める
とされている。しかしながら、このような金属間化合物
は、被覆された部材の疲れ強度に対して、望ましくない
影響を与える。

米国特許第４，３８２，９７６号は、Ｍ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ
　Ｙで被覆されたスーパーアロイ部材をパック法により
、不活性キャリアーガスの圧力を周期的に変化させてア
ルミニウム処理を行っている。アルミニウムは、Ｍ　Ｃ
ｒ　Ａ　Ｉ　Ｙと共に作用して、種々の金属中間体アル
ミニウム含有相を形成する。基盤合金内のアルミニウム
分散の程度は、直接基盤をアルミニウム処理した場合よ
りも有意に小さかったと報告されている。

米国特許第４．１０１，７１３号は、高エネルギー製粉
されたＭＣｒＡＩＹ粉末を溶射法によりスーパーアロイ
基盤上に付着させる工程を開示している。

被覆された部材は、Ｍ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ　Ｙコーティング
内、所望ならば基盤材内にアルミニウムが分散されるこ
とによって、アルミニウム処理されている。しかしなが
ら、米国特許第Ｒｅ、３０，９９５号（同じ発明者に付
与）によれば、基盤内へのアルミニウムの分散は、ＭＣ
ｒＡＩＹコーティングを基盤から剥離させることになる
。

その他のアルミニウム処理ＭＣｒＡＩＹコーティングに
ついては、米国特許第３，８７４，９０１及び第４．１
２３．５９５号に開示されている。

スーパーアロイのその他のコーティングに関する従来技
術は、以下の、米国特許第３，６７６．０８５、第３，
９２８，０２６、第３，９７９．２７３、第３，９９９
，９５６、第４゜００５．９８９、第４，１０９．Ｑ６
１．第４，１２３，５９４、第４，１３２，８１６、第
４４９８．４４２、第４，２４８，９４０及び第４，３
７１，５７０号に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、より厳しいスーパーアロイ部材の作動条
件のもとでは、さらなる酸化及び腐食耐性、また、熱疲
労に対する耐性が要求される。従って、スーパーアロイ
のコーティング手法の研究が引き続き行われている。こ
れまで述べてきたように、コーティング手法の進歩は、
その耐酸化性を著しく改善した。しかしながら、現在の
ところ、被覆されたスーパーアロイの熱疲労によって生
じる割れに対する耐性を有するようなコーティングの開
発はあまり進行していない。

従って、本発明の目的は、スーパーアロイに用いる、低
コストのコーティング方法を提供することにある。

また、良好な耐酸化性、耐熱疲労性を有する、スーパー
アロイのコーティング方法を提供することにある。

さらに、オーバーレイコーティングが耐酸化性を有し、
アルミニウム処理コーティングが耐熱疲労性を有するよ
うな、スーパーアロイのコーティング方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による耐酸化性及び
耐熱疲労性を有するコーティングにおいては、 まず、０．０００５乃至０．００３インチ厚の。

イツトリウム、あるいはイツトリウムとケイ素とハフニ
ウム、あるいは二種以上の酸素活性元素を含有する、第
一のコーティングもしくはオーバーレイコーティングを
基盤の表面に付着させる。第一のコーティングの組成は
、ｗｔ％で、２０乃至３８のコバルト（あるいは３０乃
至３８のコバルトでも良い）と、１２乃至２０のクロム
と、１０乃至１４のアルミニウムと、２乃至３．５のイ
ツトリウム及び残部ニッケルとする。あるいは、約１０
乃至４０のコバルトと、５乃至３０のクロムと、５乃至
１５のアルミニウムと、０．ｌ乃至５のイツトリウムと
、０．１乃至７のケイ素と、０゜１乃至２のハフニウム
とする。また、イツトリウムあるいはさらにケイ素及び
ハフニウムは、０゜５乃至９ｗｔ％の二種以上の酸素活
性元素で置換しても良い。また、上記イツトリウム及び
ケイ素並びにハフニウムの合計含量は、０．５乃至９ｗ
ｔ％、好適には、０．５乃至６ｗｔ％、最適には、約１
．２ｗｔ％とする。

さて、付着された第一のコーティングの表面近傍に、約
２０乃至３５ｗｔ％のアルミニウムを含有するような外
側領域と、該外側領域の内側に、前記外側領域よりも低
濃度で前記基盤よりも高濃度のアルミニウムを含有する
ような分散領域とを形成するように、上記第一のコーテ
ィング及び前記基盤内にアルミニウムを分散させて第二
のコーティングを形成する。この時、外側領域と前記分
散領域の合計厚を、約０．００１乃至０．００４インチ
とする。ここで、分散領域に含有されるアルミニウムの
濃度は、この領域の厚さに伴って変動し、また、分散領
域は、外側領域よりも低い耐酸化性を示すようにコーテ
ィングを形成する。

また、前記第一のコーティングは、ｏ、ｏｏ。

５乃至０．００１５インチ厚、あるいは０．００２乃至
０．００３インチ厚とする。

また、前記各領域の合計厚は、０．００２乃至０．００
３インチとしても良い。さらに、この合計厚が、前記第
一のコーティング厚の１００％以上大になるように形成
する。

さて、第一のコーティングは、粉末を、該粉末がスーパ
ーアロイ表面に打ち付けられる際に十分融解するような
プラズマ溶射によって、付着させて形成する。この時、
低圧プラズマ溶射を用いると良い。また、プラズマ溶射
される粉末は、５Ｗ【％以上のアルミニウムを含有する
よう調製する。

このアルミニウムは、第一のコーティング内に、パック
セメンティジョン法により分散する。

さて、第一のコーティングは、約３５ｗｔ％のコバルト
と、１５ｗｔ％のクロムと、１１ｗｔ％のアルミニウム
と、２．５ｗｔ％のイツトリウム及び残部ニッケルから
、あるいは、約２２ｗｔ％のコバルトと、１７ｗｔ％の
クロムと、１２．５ｗｔ％のアルミニウムと、０，６ｗ
ｔ％のイツトリウムと、０．４ｗｔ％のケイ素と、０．
２ｗｔ％のハフニウム及び残部ニッケルから構成するの
が望ましい。

なお、第一のコーティングには、分散工程の前に、ピー
ニングを施す。

［作用］ 上記のように構成されたスーパーアロイのコーティング
は、高濃度のアルミニウム含有領域に存在するイツトリ
ウムやケイ素やハフニウム等酸素活性元素が、コーティ
ングの耐酸化性を向上するように作用する。また、オー
バーレイコーティングと、基盤との間に形成された分散
領域中に分散したアルミニウムが、熱疲労に対する耐久
性を向上するように作用する。

［実施例〕 本発明は、スーパーアロイ部材に、少量のイツトリウム
、あるいはさらにケイ素、ハフニウムを含有するアルミ
ニウム分散コーティングを施したことを特徴とするもの
である。コーティングは、現在使用されているオーバー
レイコーティングの耐酸化性を有し、オーバーレイコー
ティングよりもはるかに優れかつ現在最良のアルミニウ
ム処理コーティングと同等の耐熱疲労性を有している。

本発明のコーティングは、薄い、およそ０．００１５イ
ンチの、イツトリウム、あるいはさらにケイ素、ハフニ
ウムを含有するオーバーレイコーティングをスーパーア
ロイの基盤表面に付着させ、次いで被覆された部材を、
パックアルミニウム処理により、バック由来のアルミニ
ウムを、オーバーレイコーティング内、さらにはスーパ
ーアロイ基盤内に分散させる。得られたコーティングは
、およそ０．００１乃至０．００４インチ厚の二段構造
をとる。オーバーレイコーティングは、２０乃至３８ｗ
ｔ％のコバルト、１２乃至２０ｗｔ％のクロム、１０乃
至１４ｗｔ％のアルミニウム、２乃至３．５ｗｔ％のイ
ツトリウム及び残部ニッケルの組成を有し、最適な組成
としては、およそ３５ｗｔ％のコバルト、１５ｗｔ％の
クロム、１１ｗｔ％のアルミニウム、２．５ｗｔ％のイ
ツトリウム及び残部ニッケルの組成を有することが望ま
しい。二段構造の外側領域は、およそ０，０００５乃至
０．００３インチの厚みを有し、２ｏ乃至３５ｗｔ％の
アルミニウムリッチにし、およそ０．２乃至２．０ｗｔ
％のイツトリウムを含有し、あるいはまた、およそ２０
乃至３５ｗｔ％のアルミニウムリッチにし、およそ０．
１乃至５．０ｗ１％のイツトリウム、およそ０．１乃至
７．０ｗ１％のケイ素、およそ０．１乃至２．０ｗｔ％
のハ・フニウムを含有する。外側領域の高いアルミニウ
ム含量により、最適な耐酸化性が得られ、イツトリウム
、あるいはさらに添加したケイ素、ハフニウムの存在に
より、高温での作動中に形成されるアルミナスケールの
吸着を高め、アルミニウムの消耗を抑制することができ
る。

本発明のコーティングは、現在使用されているアルミニ
ウム処理コーティングよりも良好で、現在使用されてい
るオーバーレイコーティングよりも良好な耐酸化性を有
する。内側あるいは分散領域は、外側領域よりも低濃度
で基盤よりも高濃度のアルミニウムを含有する。この分
散領域は、コーティング内に割れが広がって基盤に達す
る速度を減じる作用を持つ。結果的に、本発明により製
造されたコーティングはオーバーレイコーティング類に
比べ良好で、また、殆どの割れ耐性を有するアルミニウ
ム処理コーティング類に匹敵する熱疲労による割れに対
する耐性を有している。　以下に、上記した本発明の特
徴の詳細を、添付する図面を参照しながら、好適な実施
例において具体的に説明する。

本発明は、少量ではあるが効果的な量のイツトリウム、
あるいはさらにケイ素及びハフニウムを含有する、分散
アルミニウム処理コーティング法である。本コーティン
グは、まず薄いオーバーレイコーティングをスーパーア
ロイの表面に付着させ、次いでこのオーバーレイコーテ
ィングで被覆された部材をアルミニウム処理して製造す
る。得られたコーティングの微細構造は従来のアルミニ
ウム処理コーティング類と同様であるが、コーティング
の耐酸化性を著しく高めるのに十分な濃度のイツトリウ
ム、あるいはさらにケイ素及びハフニウムを含有してい
る点において異なっている。また、単なるオーバーレイ
コーティングとは異なり、本発明のコーディングは、そ
のアルミニウム処理工程に形成される分散領域を有して
おり、この分散領域によって、以下に記載するように、
被覆された部材の熱疲労に対する所望の強度、その他所
望の性能が得られる。

本コーティングは、特にスーパーアロイを用いたガスタ
ービンエンジン部材を、酸化や腐食劣化から保護するの
に有用であり、また、所望の熱疲労耐性を有している。

このようなエンジンのタービン部のブレード及びベーン
は、その作動中に非常に厳しい条件にさらされ、その結
果、本発明のコーティングが最も有効に用いられること
となる。

第１図及び第２図に、本発明のコーティングの詳細を示
す。第１図は、ケイ素とハフニウムをも含有するＮ１Ｃ
ｏＣｒＡＩＹオーバーレイコーテイングをニッケルベー
スのスーパーアロイの表面に付着させた際の顕微鏡写真
である。典型的なオーバーレイコーティング類が、スー
パーアロイ表面に劣化層を形成するのに比べ、本オーバ
ーレイコーティングと基盤の間に相互作用あるいは拡散
現象は見られない。第２図は、本発明のコーティングの
微細構造を示す顕微鏡写真である。コーティングは、５
０　ｍ　ｌの乳酸、３５　ｍ　ｌの硝酸及び２ｍｌのフ
ッ化水素酸でエツチングしである。第２図のコーティン
グは、第１図のオーバーレイコーティングを以下に詳細
に記載する手法にてアルミニウム処理して製造されたも
のである。金属組織学的に、本発明のコーティングは、
外側領域と、この外側領域と基盤の間の内側領域とに特
徴づけられる二段構造をとっている。（内側領域は、以
下、しばしば分散領域という名称で用いている。）電子
マイクロプローブ微量分析によれば、典型的なニッケル
ベースのスーパーアロイの上にｗｔ％で、およそ２０乃
至３５のアルミニウムと、およそ０．２乃至２．０のイ
ツトリウムと、およそ４０以下のコバルトと、およそ５
乃至３０のクロムと、残部ニッケルの組成、あるいは、
およそ２０乃至３５のアルミニウムと、およそ０．１乃
至５゜０のイツトリウムと、およそ０．１乃至７．０の
ケイ素と、およそＯ９ｌ乃至２．０のハフニウムと、お
よそ１０乃至４０のコバルト、５乃至３゜のクロム、残
部ニッケルの組成を有する外側領域が存在する。以下に
さらに詳細に記載するように、最終的な外側領域は、ア
ルミニウム処理工程で、およそ１０乃至２５ｗｔ％、あ
るいはおよそ５乃至３０ｗｔ％のアルミニウムを既に存
在するオーバーレイコーティングに添加することによっ
て形成される。分散領域は、外側領域よりも低濃度で基
盤よりも高濃度のアルミニウムを含有する。また、この
分散領域は、基盤元素も含有している。

さらに、分散領域は、（Ｎｉ、Ｇｏ）ＡＩで示される金
属間化合物、固溶化ニッケル及び種々のイツトリウム含
有化合物を包含する。その微細構造は、金属組織学的に
は、他のアルミニウム処理コーティングと同等である。

しかし、コーティングがイツトリウム、あるいはさらに
ケイ素及びハフニウムを含有するため、本コーティング
は酸素活性元素リッチな分散アルミニウム処理コーティ
ングと言うこともできる。

第３図に、相対酸化耐久性と相対熱疲労耐久性との関係
を、販売されているニッケルベースのスーパーアロイに
上程のコーティングを行って検討した結果を示す。相対
酸化耐久性は、所定の量の基盤酸化を引き起こす時間で
測定した。即ち、本テストにおいては、このようなコー
ティングの相対酸化耐久性は、２，１００°Ｆで５５分
、４００′Ｆで５分放置する工程を繰り返して測定した
。

相対熱疲労耐久性は、テスト部材が疲労で破壊されるま
での上記工程の反復回数を測定した。テスト部材には、
熱処理を反復している間、一定の張力をかけて、付加し
た歪みがαΔＴに等しくなるように凋整した。ここで、
αは、基盤の熱膨張係数、ΔＴは、部材に繰り返しかけ
られた温度の範囲である。テスト条件は、ガスタービン
エンジンのタービン部のブレードがさらされる温度範囲
及び歪みを模して這択した。

さて、第３図において、プラズマ溶射ＮｉＣ。

ＣｒＡＩＹ＋Ｈｆ＋Ｓ　ｉオーバーレイは、米国特許第
Ｒｅ、３２，１２１号に記載されているコーティングに
代表される。電子ビームＮ１ＣｏＣｒＡＩＹは、米国特
許第３，９２８．０２６号記載のコーティングであり、
ＭＣｒＡＩＹ付着アルミニウム処理コーティングは、米
国特許第４，００５，９８９号記載のコーティングであ
り、°従来のアルミニウム処理Ｍ　Ｃｒ　Ａ【Ｙ“とあ
るのは、バックセメンテイション法を用いてアルミニウ
ム処理を施し、オーバーレイの外側部にアルミニウムを
０．００２インチ分散させた、０．００６インチ厚のＮ
ｉＣｏＣｒＡｌＹコーティングである。

アルミニウム処理Ａは、米国特許束３，５４４，３４８
号記載と同様のバックセメンテイション法により形成し
た分散コーティングであり、アルミニウム処理Ｂは、米
国特許束４，１３２，８１６号記載と同様であるが被覆
された部材の熱疲労耐性を高めるために僅かな変更を加
えた気相付着法によって形成した分散コーティングであ
る。°本発明のアルミニウム処理ＭＣｒＡＩＹ”とめる
のは、第２図と同様の微細構造をとり、以下に記載の方
法によって薄いオーバーレイをアルミニウム処理するこ
とによりて形成されたコーティングである。

第３図から明らかなとおり、本発明のコーティングはテ
ストされたうちで最も耐酸化性の高いコーティングに匹
敵する耐酸化性を示している。また、テストされたうち
で最も耐熱疲労性の高いコーティングに匹敵する耐熱疲
労性を示している。

こうして、本発明により、所望の性能を組み合わせたコ
ーティングを製造することができる。

本発明のコーティングは、従来より周知の手法を用いて
製造する。オーバーレイにより被覆されたスーパーアロ
イのアルミニウム処理には、バックセメンテイション法
を用いる。前述のように、従来のアルミニウム処理オー
バーレイで被覆されたスーパーアロイでは、オーバーレ
イは一般に０゜００３乃至０．００５インチ厚である。

また、従来のアルミニウム処理は、アルミニウム含量を
、米国特許第Ｒｅ、３０．９９５号では１０ｗｔ％以下
としているが、米国特許束３，９６１，０９８号によれ
ば通常２０ｗｔ％以下に抑えて行っている。本発明にお
いては、オーバーレイは比較的薄く、およそ０゜００３
インチ厚以下であり、およそ０．０００５から０．００
１５インチ厚の範囲であることが望ましい。アルミニウ
ム処理は、コーティングのアルミニウム含量が外側コー
ティング領域でおよそ２０ｗｔ％以上となるように調整
して行う。本発明の場合、所望の耐酸化性が得られるの
は、上記のように高いアルミニウム含量を示す外側コー
ティング領域に、イツトリウム、あるいはさらにケイ素
及びハフニウムが存在することによるものと考えられる
。この高アルミニウム含量は、良好な耐酸化性をもたら
し、イツトリウムとさらにはケイ素とハフニウムの存在
は、アルミナスケールの吸着を高めコーティングからの
アルミニウムの消耗度を減じる。本発明のコーティング
は、アルミニウム含量が、例えば米国特許束３，９６１
，０９８号に見られるような従来法と反対に、２０ｗｔ
％以上であるときに疲労耐性が向上する（第３図参照）
。

好ましい熱疲労割れに対する耐性は、コーティングの薄
さと内外側のコーティング領域の相互作用によって得ら
れる。内外側領域の合計厚は、およそｏ、ｏｏｉ乃至０
．００４あるいは０．００５インチとし、さらにはおよ
そ０．００２乃至０゜００３インチとするのが望ましい
。外側領域内で割れが形成されても、外側領域が薄いた
め、割れの広がる速度は比較的遅くなる。また、−旦割
れが分散領域に達すると、この分散領域のアルミニウム
含量が外側領域よりも低いため、割れの表面が酸化を受
は始める。割れが酸化されるに従い、割れの表面は粗く
なり、その先端は鈍化してその進行速度を減じる。

分散領域は、基盤元素を含有しても良い。米国特許束４
，４０２，７７２号記載のように、一般にスーパーアロ
イは、タングステン、タンタル、モリブデン、コロンビ
ウムにオブ）等の耐火性元素を固溶体を強化するために
含有している。アルミニウム処理工程で温度をＬ昇させ
ている間、これらの元素は分散領域に移動する傾向があ
る。ある種の耐火性元素は耐酸化性を減じることが知ら
れており、これらが分散領域に存在すると分散領域の耐
酸化性は外側領域や基盤のそれよりも低くなる。

こうして、−旦割れが分散領域に達すると、割れの表面
の酸化は外側領域や基盤よりも速く進行し、割れの進行
速度を十分に下げるはたらきをする。

本発明のアルミニウム処理コーティング製法を用いたオ
ーバーレイコーティングは、プラズマ溶射、電子ビーム
蒸着、電解メツキ、スバタリングあるいはスラリー付着
等により形成できる。さらには、オーバーレイコーティ
ングは、ｗｔ％で１０乃至４０のコバルト、５乃至１５
のアルミニウム、２乃至３．５のイツトリウム（あるい
はＯｌｌ乃至５のイブトリウム＋０．１乃至７のケイ素
＋０．１乃至２のハフニウム）の組成を持つ粉末をプラ
ズマ溶射することにより形成するのが望ましい。より好
適な組成を、ｗｔ％で、２０乃至３８のコバルト、１２
乃至２０のクロム、１０乃至１４のアルミニウム、２乃
至３，５のイツトリウム及び残部ニッケル、あるいは、
２０乃至２４のコバルト、１２乃至２０のクロム、１０
乃至１４のアルミニウム、０．１乃至３．５のイツトリ
ウム、０．ｌ乃至７のケイ素、０．１乃至２のハフニウ
ムとし、さらに最適な組成として、３０ｗｔ％のコバル
ト、１５ｗｔ％のクロム、１１ｗｔ％のアルミニウム、
２．５ｗｔ％のイツトリウム及び残部ニッケル、あるい
は、２２ｗｔ％のコバルト、１７ｗｔ％のクロム、１２
．５ｖｔ％のアルミニウム、０．６ｗｔ％のイツトリウ
ム、０．４ｗｔ％のケイ素、０．２ｗｔ％のハフニウム
が挙げられる。オーバーレイ中のイツトリウム、ケイ素
及びハフニウム合計含量は、およそ０．５乃至９ｗｔ％
とする。さらには、その範囲をおよそ０゜５乃至６ｗｔ
％とするのが望ましく、最適にはおよそ１．２ｗｔ％と
する。プラズマ溶射は、真空あるいは低圧プラズマ溶射
法を用いるのが望ましく、粉末が基盤面をたたく際にこ
れら粉末が十分に融解していることが望ましい。米国特
許第４，５８５．４８１号に関連技術が開示されている
。

オーバーレイコーティングがスーパーアロイ部材の表面
に付着された後、アルミニウムをオーバーレイコーティ
ング内及びスーパーアロイ基盤内に完全に分散させる。

オーバーレイコーティングされた部材のアルミニウム処
理にはパックセメンティジョン法を用いるのが望ましい
。アルミニウム処理中に、アルミニウムはオーバーレイ
コーティングと反応してオーバーレイを、酸素活性元素
即ちイブトリウム、あるいはさらにケイ素及びハフニウ
ムでリッチにしたアルミニウム処理コーティング内に移
動させる。米国特許第３．５４４，３４８号記載のよう
なバックセメンテイションが、アルミニウムをオーバー
レイ内に分散させる方法として好ましいが、アルミニウ
ムは気相付着によって分散させたり、アルミニウム層（
またはこれらの合金）をオーバーレイの表面上に積層し
て加熱処理によってアルミニウム層をオーバーレイやス
ーパーアロイ基盤内に分散させたりすることも可能であ
る。

また、アルミニウム層は、電解メツキ、スバタリング、
溶射あるいはスラリー法等の手法によって付着させ、加
熱処理しても良い。

本発明をより明確にするために以下の実験を行っｔ−。

及隨艷−Ｌ ５から４４ミクロンの直径を有し、ｗｔ％でコバルト２
０、クロム１５、アルミニウム１１．５、イツトリウム
２．５及び残部ニッケルの組成を有するＮ１ＣｏＣｒＡ
ＩＹ粉末を単結晶ニッケルベースの、クロム１０、コバ
ルト５、タングステン４、チタン１．５、タンタル１２
、アルミニウム５及び残部ニッケルの組成を有するスー
パーアロイの表面にプラズマ溶射して付着した。ＮｉＣ
。

ＣｒＡＩＹ粉末は、エレクトロプラズマコーボレイショ
ン販売の低圧チャンバースプレィ装置（モデル００５）
を用いて溶射した。このスプレィ装置には、粉末を溶射
する密閉されたチャンバーが設置されており、このチャ
ンバーをお上そ５０ｍｍＨｇに減圧したアルゴン雰囲気
中で使用した。

プラズマ溶射は、およそ５０ボルト、１，５２０アンペ
アの条件で、８５％アルゴン−１５％ヘリウムアークガ
ス中で行った。これらの条件により、粉末はスーパーア
ロイの表面に打ち付けられる際に十分に融解された。粉
末の供給速度はおよそ０゜３ボンド／分とし、およそ０
．００１インチ厚で第１２に示すコーティングと同様の
Ｎ１ＣｏＣｒＡＩＹが形成された。

ＮｉＣｏＣｒＡｌＹコーティングをスーパーアロイ表面
に付着した後、これをガラスピーズで００１７乃至０．
０１９インチＮの強さでピーニングし、次いで被覆部材
をｗｔ％で１０ＣｏｔＡｌｓ、ＩＣｒ、０．５ＮＨ，Ｃ
Ｉ、残部ＡＩｔｏｓの組成を有するパックセメンティシ
リン混合物中でアルミニラム処理した。このアルミニウ
ム処理は、ｌ８７５°Ｆで３時間、アルゴン雰囲気中で
行った。

続いて、被覆された部材を１９７５°Ｆで４時間加熱処
理してアルミニウムを分散させ、１６００°Ｆで３２時
間加熱処理してこれを沈着させた。

金属組織学的検査の結果、アルミニウム処理したＮ　ｉ
　Ｃｏ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ　Ｙコーティングニッケルベース
スーパーアロイ部材は、第２図に示すのと同様な二段構
造を示した。また、その外側領域がおよそ０．００２イ
ンチ厚で、分散領域がおよそ０゜００１インチ厚であっ
た。従って、外側領域と分散領域との合計コーティング
厚は、およそ０．００３インチ厚であり、最初のＮ　ｉ
　Ｃｏ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ　Ｙコーティング厚よりもおよそ
２００％増であった。

加えて、分散領域は外側領域厚のおよそ５０％程度まで
、この領域内部に広がっていた。この分散領域厚は外側
領域厚のおよそ３０％以下とするのが望ましい。外側領
域の組成は、電子マイクロプローブ微量分析によって以
下のように決定された。

即ち、ｗｔ％でアルミニウム濃度約２４乃至３１゜イツ
トリウム濃度約０．３乃至０，７、クロム濃度約５乃至
１８、コバルト濃度約３０以下、及び残部ニッケルの組
成を有していた。分散領域は、外側領域よりも低濃度で
、基盤よりも高濃度のアルミニウムを含有していた。本
発明のコーティングの性能は、分散領域内のアルミニウ
ム濃度勾配に依存しないが、一般に、分散領域内のアル
ミニウム濃度は、層の深さの関数として低下した。また
、分散領域は、基盤元素をも組成中に含有していた。

酸化試験は、２１００°Ｆで行ったが、本発明、≦のコ
ーティングは、約１２５０時間、基盤の悪化を防いだ。

これはＮ１ＣｏＣｒＡＩＹとＨｆとＳｉのオーバーレイ
をプラズマ溶射したものと同等以上の保護効果であった
。熱疲労試験においては、被覆された部材に、８００°
Ｆから１２００″Ｆの間の加熱を繰り返している間、０
．５％の歪みをかけた。ニッケルベースの単結晶スーパ
ーアロイ試験部材は、約１５０００回の耐久性を持ち、
薄層アルミニウ′ムコート部材（第３図におけるアルミ
ニウム処理Ｂ）と同等以上であった。

亙菫１−」− アルミニウム処理した際に優れた耐酸化性を示したオー
バーレイコーティングについて、その組成の臨界範囲を
決定するための試験を行った。本試験においては、実験
Ｉ同様に低圧プラズマ溶射法を用いてオーバーレイコー
ティングを付着させ、ピーニングを行ってアルミニウム
処理をし、次いで加熱処理を行った。オーバーレイコー
ティングの厚さは約０．００１インチであった。試験に
用いたコーティングの組成は以下の通りである。

３７　　　　３５　　　　１５ ２゜ ＊０゜ ７％のハフニウムを含有する。

バーナーを用いて酸化試験を、 約２Ｉ００゜ で５５分間加熱し、次いで約５分間空冷する工程を反復
して行った。結果を第４図に示す。本図より最も良好な
耐酸化性を有する部材のイツトリウム含量が、約２乃至
３．５ｗＬ％であり、コバルト合戦が、約１２乃至２０
ｗｔ％であり、クロム含量が、約１２乃至２０ｗｔ％で
あり、アルミニウム含量が、約１０乃至１４ｗｔ％であ
った。特に、イツトリウムとコバルトの含量の重要性は
、図において、Ｆ、Ｇ、Ｈの反復酸化耐久性が最も高い
値を示していることから明瞭である、イットリウムとコ
バルトの含量が上述の範囲から逸脱しているその他のサ
ンプルの耐酸化性は、著しく劣っていた。これは、少な
くとも以下のように説明できる。完全にイツトリウムを
欠くサンプルＡは、酸化物スケール吸着性が低い、イッ
トリウムは、酸化物スケール吸着に有益な影響を与える
ことは知られており、従ってサンプルＡの組成は好まし
くない。イツトワウ１１含量が非常に高いサンプルＢは
、低融点のコーティングであり、これは好ましくない。

また、イブトリウムリッチな粉末を含有するコーティン
グは、内部酸化を引き起こす（イツトリウムは容易に酸
化される）。従って、このような粉末を包含するオーバ
ーレイコーティングは、全体的に耐酸化性が低くなる。

サンプルＢはまた、コバルトを含有しておらず、クロム
やアルミニウムの含量も非常に低い。サンプルＣは、イ
ツトリウム含量は、好ましい範囲内にあるが、ニッケル
を含有せず、コバルト含量が非常に高いコーティングで
ある。サンプルＤは、コバルト含量が望ましい範囲内に
あっても、イツトリウム含量が低い場合の効果を示して
いる。サンプルＥは、イツトリウム含量が望ましい範囲
内にあるが、コバルト含量が低い場合の効果を示してい
る。

Ｘ五社−り 反復酸化耐久性試験を２Ｉ００°Ｆで行い、本発明のＮ
１ＣｏＣｒＡＩＹの組成を有するオーバーレイコーティ
ングと、イツトリウムリッチな同じ＜Ｎ１ＣｏＣｒＡＩ
Ｙの組成を有するアルミニウム処理コーティングの耐久
性（コーティング１ｍ１ｌが酸化されるのに要する時間
）を比較した。

Ｎ　ｉ　Ｃｏ　Ｃｒ　Ａ　Ｉ　Ｙの組成は、Ｎｉ−３５
Ｃｏ−１５Ｃｒ−１１ＡＩ−２，５Ｙであり、オーバー
レイコーティングには、実験■同様に溶射、ピーニング
、加熱処理を行った、イットリウムリッチなアルミニウ
ム処理コーティングもまた実験■同様の手法で製造した
。

試験の結果、オーバーレイコーティングの耐久性は、約
１７０時間／　ｍ　ｉ　＋であったのに対し、本発明の
コーティングの耐久性は、約４１０時間／ｍｉ１であっ
た。従って、本発明の手法は、コーティングの耐久性を
ほぼ１５０％改善した。

ＬＬ乱−Ｌ ５から４４ミクロンの直径を有し、ｗｔ％でコバルト２
２、クロム！７、アルミニウム！２．５、イブトリウム
０．６、ケイ素０．４、ハフニウム０．２及び残部ニッ
ケルの組成を有する粉末をニッケルベースの、クロムＩ
Ｏ、コバルト５、タングステン４、チタン１．５、タン
タル１２、アルミニウム５及び残部ニッケルの組成を有
するスーパーアロイの表面にプラズマ溶射して付着した
。粉末は、エレクトロプラズマコーボレイシゴン販売の
低圧チャンバースプレィ装置（モデル００５）を用いて
溶射した。このスプレィ装置には、粉末を溶射する密閉
されたチャンバーが設置されており、このチャンバーを
およそ５０ｍｍＨｇに減圧したアルゴン雰囲気中で使用
した。プラズマ溶射は、およそ５０ボルト、１，５２０
アンペアの条件で、８５％アルゴン−１６％ヘリウムア
ークガス中で行った。これらの条件により、粉末はスー
パーアロイの表面に打ち付けられる際に十分に融解され
た。粉末の供給速度はおよそ０．３ボンド／分とし、お
よそｏ、ｏｏｔインチ厚で第１図に示すコーティングと
同様のオーバーレイが形成された。

オーバーレイコーティングをスーパーアロイ表面に付着
した後、これをガラスピーズで０．０１７乃至０．０１
９インチＮの強さでピーニングし、次いで被覆部材をｗ
ｔ％で１０ＣｏｔＡｌｓ、ＩＣｒ、０．５ＮＨ−ＣＩ、
残部Ａｌｔｏｓの組成を有するパックセメンティジョン
混合物中でアルミニウム処理した。このアルミニウム処
理は、１８７５°Ｆで３時間、アルゴン雰囲気中で行っ
た。続いて、被覆された部材を１９７５°Ｆで４時間加
熱処理してアルミニウムを分散させ、１６００゜Ｆで３
２時間加熱処理してこれを沈着させた。

金属組織学的検査の結果、アルミニウム処理したオーバ
ーレイコーティングニッケルベーススーパーアロイ部材
は、第２図に示すのと同様な二段構造を示した。また、
その外側領域がおよそ０゜００２インチ厚で、分散領域
がおよそ０．００１インチ厚であった。従って、外側領
域と分散領域との合計コーティング厚は、およそ０．０
０３インチ厚であり、オーバーレイコーティング厚より
もおよそ２００％増であった。加えて、分散領域は外側
領域厚のおよそ５０％程度まで、この領域内部に広がっ
ていた。分散領域厚は外側領域厚のおよそ３０％以下と
するのが望ましい。外側領域の組成は、電子マイクロプ
ローブ微量分析によって以下のように決定された。即ち
、ｗｔ％でアルミニウム濃度約２４乃至３１、イツトリ
ウム濃度約０．２乃至０．３、ハフニウム濃度的０．０
５乃至０．１５、ケイ素濃度約０．１乃至０．２、クロ
ム濃度約５乃至１８、コバルト濃度約３０以下、及び残
部ニッケルの組成を有していた。分散領域は、外側領域
よりも低濃度で、基盤よりも高め度のアルミニウムを含
有していた。本発明のコーティングの性能は、分散領域
内のアルミニウム濃度勾配に依存しないが、一般に、分
散領域内のアルミニウム濃度は、層の深さの関数として
低下した。また、分散領域は、基盤元素をも組成中に含
有していた。

酸化試験は、２１００°Ｆで行ったが、本発明のコーテ
ィングは、約１２５０時間基盤の悪化を防いだ。これは
Ｎ１ＣｏＣｒＡＩＹとＨｆとＳｉのオーバーレイをプラ
ズマ溶射したものと同等以上の保護効果であった。熱疲
労試験においては、被覆された部材に、８００°Ｆから
１２００°Ｆの間の加熱を繰り返している間、０．５％
の歪みをかけた。ニッケルベースの単結晶スーパーアロ
イ試験部材は、約１５０００回の耐久性を持ち、薄層ア
ルミニウムコート部材（第３図におけるアルミニウム処
理Ｂ）と同等以上であった。

Ｘ生色−と ５乃至４４ミクロンの直径を有し、ｗｔ％で、コバルト
２２、クロム１７、アルミニウム！２゜５、イツトリウ
ム０．６、ケイ素０．３、ハフニウム０．２、及び残部
ニッケルの組成を有する粉末を、実験■に記載した組成
のニッケルベーススーパーアロイ上に、実験■と同じパ
ラメータを用いてプラズマ溶射した。

得られたコーティングをガラスピーズで、実験■と同様
にピーニングしてアルミニウム処理を行った。酸化試験
は、２１００°Ｆで行った。コーティングは、約１２５
０時間の間、基盤の悪化を防止した。

よ蓬」Ｌ二東 約５乃至４４ミクロンの直径を有し、ｗｔ％で、コバル
ト２２、クロム１７、アルミニウム１２゜５、イツトリ
ウム０．５、ケイ素２．２の組成を有する粉末を、実験
■に記載の組成を有するニッケルベーススーパーアロイ
上に、実験■と同じパラメータを用いてプラズマ溶射し
た。得られたコーティングは、ガラスピーズで、実験■
同様にピーニングしてアルミニウム処理を行った。酸化
試験は２１００’Ｆで行った。コーティングは約９００
時間の間、基盤を保護した。

及敷鯉−！ ｗｔ％で、コバルト２２、クロム１７、アルミニウム１
２．５、イツトリウム０．３、ケイ素０゜５、セリウム
０．６の組成を有する粉末を、実験■同様に溶射し、ピ
ーニングしてアルミニウム処理を行った。酸化試験は２
１００°Ｆで行った。

コーティングは、約７５０時間の間、基盤を保護した。

１羞上り２東 ｗｔ％で、コバルト２２、クロム１７、アルミニウム１
２．５、イツトリウム０．３、ハフニウム１．２の組成
を有する粉末を、実験■同様に溶射、ピーニングしてア
ルミニウム処理を行った。

酸化試験は２１００″Ｆで行った。コーティングは約６
５０時間の間、基盤を保護した。

去１１引−較一 ブーソらに付与された米国特許第３，５４４，３４８号
に記載の手法で、アルミニウムのみでフーティングした
部材を２１００″Ｆで酸化試験にかけた。

アルミニウムコーティングは約３７５時間の間、基盤を
酸化から保護した。

こうして、上述の実験■から■の結果より、オーバーレ
イコーティングをアルミニウム処理したコーティングは
総て、単にアルミニウムのみで被覆した実験ＩＸのコー
ティングの耐酸化性に比べ有意に耐酸化性が向上してい
た。

なお、本発明の適応は、例示された実施例に限られるも
のでなく、特許請求の範囲に述べた本発明の主旨を逸脱
しない範囲での総ての変形例において、実施し得るもの
である。上述した実施例は、イツトリウム、ケイ素及び
ハフニウムを組み合わせてオーバーレイコーティングの
好ましい元素として用いているが、同様の酸素活性能を
有する他の元素を用いることも可能である。これらの元
素には、従来より周知のセリウムその他の希土類元素が
含まれる。これら酸素活性元素のうち二種以上がオーバ
ーレイコーティング内に０．５乃至９ｗｔ％の範囲で存
在することが望ましい。

［発明の効果］ 上記のように構成されたスーパーアロイのコーティング
は、高濃度のアルミニウム含有領域に存在するイブトリ
ウムやケイ素やハフニウム等酸素活性元素によって、コ
ーティングの耐酸化性を向上することができる。また、
オーバーレイコーティングと、基盤との間に形成された
分散領域中に分散したアルミニウムにより、熱疲労に対
する耐久性を向↓することができる。即ち、本発明によ
れば、従来のアルミニウム処理コーティング及びオーバ
ーレイコーティングを組み合わせることにより、両者の
性能を併せ持ち、優れた耐酸化性と耐熱疲労性を有する
コーティングを製造できる。また、本発明は、従来より
周知の手法を駆使して応用しているため、容易に製造を
行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付した図面において、第１図は、本発明により製造さ
れたコーティング内のオーバーレイコーティングの顕微
鏡写真、 第２図は、本発明のコーティングの顕微鏡写真、第３図
は、本発明のコーティングを数種類の他のコーティング
に対して、その酸化及び熱疲労に対する耐久性を比較し
たグラフ、 第４図は、本発明のコーティングと他のコーティングに
関して、反復酸化試験を行った結果を示すグラフである
。 手続補正書（自発） 平成２年６月６日 平成１年特許願第３４５０３２号 発明の名称 スーパーアロイに用いるアルミニウム処理コーティング
をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　ユナイテッド　チクノロシーズ コーポレーション

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐酸化性及び耐熱疲労性を有するコーティングで
   あって、該コーティングが、ニッケルとコバルトをベー
   スにしたスーパーアロイ群から選択された基盤と、 該基盤に分散された０．００１乃至０．００４インチ厚
   のアルミニウム処理コーティングから構成され、 上記コーティングが、外側領域と、該外側領域の内側に
   分散領域とを有し、 上記外側領域が、ｗｔ％で、２０乃至３５のアルミニウ
   ムと、０．２乃至２のイットリウムと、５乃至３０のク
   ロムと、４０以下のコバルト及び残部ニッケルで示され
   る組成をとり、 前記分散領域が、前記外側領域よりも低濃度かつ前記基
   盤よりも高濃度のアルミニウムを含有することを特徴と
   する、コーティング。
2. （２）前記含有されるアルミニウムの濃度が、前記分散
   領域において、該領域厚に伴って変動することを特徴と
   する、請求項第１項に記載のコーティング。
3. （３）前記分散領域が、前記外側領域よりも低い耐酸化
   性を有することを特徴とする、請求項第１項に記載のコ
   ーティング。
4. （４）０．０００５乃至０．００３インチ厚のｗｔ％で
   、２０乃至３８のコバルトと、１２乃至２０のクロムと
   、１０乃至１４のアルミニウムと、２乃至３．５のイッ
   トリウム及び残部ニッケルから成る組成を有する第一の
   コーティングを基盤の表面に付着させ、 該コーティングの表面近傍に、約２０乃至３５ｗｔ％の
   アルミニウムを含有するような外側領域と、該外側領域
   の内側に、前記外側領域よりも低濃度で前記基盤よりも
   高濃度のアルミニウムを含有するような分散領域とを形
   成するように、上記第一のコーティング及び前記基盤内
   にアルミニウムを分散させて第二のコーティングを形成
   する工程からなる、耐酸化性及び耐熱疲労性を有するコ
   ーティングをニッケルあるいはコバルトをベースとする
   スーパーアロイに付着させる方法。
5. （５）前記外側領域と前記分散領域の合計厚が、約０．
   ００１乃至０．００４インチであることを特徴とする請
   求項第４項に記載の方法。
6. （６）前記第一のコーティングが、０．０００５乃至０
   ．００１５インチ厚であることを特徴とする請求項第４
   項に記載の方法。
7. （７）前記第一のコーティング厚が、０．００２乃至０
   ．００３インチであることを特徴とする、請求項第４項
   に記載の方法。
8. （８）前記各領域の合計厚が、０．００２乃至０．００
   ３インチであることを特徴とする、請求項第５項に記載
   の方法。
9. （９）前記各領域の合計厚が、前記第一のコーティング
   厚の１００％以上大であることを特徴とする請求項第５
   項に記載の方法。
10. （１０）前記第一のコーティングが、粉末を、該粉末が
    スーパーアロイ表面に打ち付けられる際に十分融解する
    ようなプラズマ溶射によって、付着させて形成されるこ
    とを特徴とする請求項第４項に記載の方法。
11. （１１）前記第一のコーティングが、低圧プラズマ溶射
    によって付着されることを特徴とする、請求項第１０項
    に記載の方法。
12. （１２）前記プラズマ溶射される粉末が、５ｗｔ％以上
    のアルミニウムを含有することを特徴とする、請求項第
    １０項に記載の方法。
13. （１３）前記アルミニウムが、前記第一のコーティング
    内に、バックセメンテイション法により分散されること
    を特徴とする、請求項第４項に記載の方法。
14. （１４）前記第一のコーティングが、約３０乃至３８ｗ
    ｔ％のコバルトと、１２乃至２０ｗｔ％のクロムと、１
    ０乃至１４ｗｔ％のアルミニウムと、２乃至３．５ｗｔ
    ％のイットリウム及び残部ニッケルから構成されること
    を特徴とする、請求項第４項に記載の方法。
15. （１５）前記第一のコーティングが、約３５ｗｔ％のコ
    バルトと、１５ｗｔ％のクロムと、１１ｗｔ％のアルミ
    ニウムと、２．５ｗｔ％のイットリウム及び残部ニッケ
    ルから構成されることを特徴とする請求項第４項に記載
    の方法。
16. （１６）前記第一のコーティングが、前記分散工程の前
    に、ピーニングされることを特徴とする、請求項第４項
    に記載の方法。
17. （１７）請求項第７項に記載の製造方法によって製造さ
    れることを特徴とするコーティング。
18. （１８）ｗｔ％で、２０乃至３８のコバルト、１２乃至
    ２０のクロム、１０乃至１４のアルミニウム、２乃至３
    ．５のイットリウム及び残部ニッケルから構成されるこ
    とを特徴とするＮｉＣｏＣｒＡｌＹコーティング。
19. （１９）耐酸化性及び耐熱疲労性を有するコーティング
    であって、該コーティングが、ニッケルとコバルトをベ
    ースにしたスーパーアロイ群から選択された基盤と、 該基盤に分散された０．００１乃至０．００４インチ厚
    のアルミニウム処理コーティングから構成され、 上記コーティングが、外側領域と、該外側領域の内側に
    分散領域とを有し、 上記外側領域が、ｗｔ％で、２０乃至３５のアルミニウ
    ムと、０．１乃至５のイットリウムと、０．１乃至７の
    ケイ素と、０．１乃至２のハフニウムと、５乃至３０の
    クロムと、１０乃至４０のコバルト及び残部ニッケルで
    示される組成をとり、前記分散領域が、前記外側領域よ
    りも低濃度かつ前記基盤よりも高濃度のアルミニウムを
    含有することを特徴とする、コーティング。
20. （２０）前記含有されるアルミニウムの濃度が、前記分
    散領域において、該領域厚に伴って変動することを特徴
    とする、請求項第１９項に記載のコーティング。
21. （２１）０．０００５乃至０．００３インチ厚の、イッ
    トリウムと、ケイ素と、ハフニウムを含有するオーバー
    レイコーティングを基盤の表面に付着させ、 　該コーティングの表面近傍に、約２０乃至３５ｗｔ％
    のアルミニウムを含有するような外側領域と、該外側領
    域の内側に、前記外側領域よりも低濃度で前記基盤より
    も高濃度のアルミニウムを含有するような分散領域とを
    形成し、上記外側領域と分散領域の合計厚が、約０．０
    ０１乃至０．００５インチとなるように、上記オーバー
    レイコーティング及び前記基盤内にアルミニウムを分散
    させる工程からなる、耐酸化性及び耐熱疲労性を有する
    コーティングをニッケルあるいはコバルトをベースとす
    るスーパーアロイに付着させる方法。
22. （２２）前記オーバーレイコーティングが、０．０００
    ５乃至０．００１５インチ厚であることを特徴とする請
    求項第２１項に記載の方法。
23. （２３）前記各領域の合計厚が、前記オーバーレイコー
    ティング厚の１００％以上大であることを特徴とする請
    求項第２１項に記載の方法。
24. （２４）前記オーバーレイコーティングが、粉末を、該
    粉末がスーパーアロイ表面に打ち付けられる際に十分融
    解するようなプラズマ溶射によって、付着させて形成さ
    れることを特徴とする請求項第２１項に記載の方法。
25. （２５）前記プラズマ溶射される粉末が、５ｗｔ％以上
    のアルミニウムを含有することを特徴とする、請求項第
    ２１項に記載の方法。
26. （２６）前記オーバーレイコーティング厚が、約０．０
    ０２乃至０．００３インチであることを特徴とする、請
    求項第２２項に記載の方法。
27. （２７）前記各領域の合計厚が、約０．００２乃至０．
    ００３インチであることを特徴とする、請求項第２３項
    に記載の方法。
28. （２８）前記オーバーレイコーティングが、低圧プラズ
    マ溶射によって付着されることを特徴とする、請求項第
    ２４項に記載の方法。
29. （２９）前記オーバーレイコーティングが、前記分散工
    程の前に、ピーニングされることを特徴とする、請求項
    第２１項に記載の方法。
30. （３０）前記オーバーレイコーティングが、約１０乃至
    ４０ｗｔ％のコバルトと、５乃至３０ｗｔ％のクロムと
    、５乃至１５ｗｔ％のアルミニウムと、０．１乃至５ｗ
    ｔ％のイットリウムと、０．１乃至７のケイ素と、０．
    １乃至２のハフニウム及び残部ニッケルから構成される
    ことを特徴とする、請求項第２１項に記載の方法。
31. （３１）前記オーバーレイコーティングが、約２２ｗｔ
    ％のコバルトと、１７ｗｔ％のクロムと、１２．５ｗｔ
    ％のアルミニウムと、０．６ｗｔ％のイットリウムと、
    ０．４ｗｔ％のケイ素と、０．２ｗｔ％のハフニウム及
    び残部ニッケルから構成されることを特徴とする請求項
    第３０項に記載の方法。
32. （３２）前記オーバーレイコーティング内のイットリウ
    ムと、ケイ素と、ハフニウムの合計含量が、約０．５乃
    至９ｗｔ％であることを特徴とする、請求項第３０項に
    記載の方法。
33. （３３）前記オーバーレイコーティング内のイットリウ
    ムと、ケイ素と、ハフニウムの合計含量が、約０．５乃
    至６ｗｔ％であることを特徴とする、請求項第３０項に
    記載の方法。
34. （３４）前記オーバーレイコーティング内のイットリウ
    ムと、ケイ素と、ハフニウムの合計含量が、約１．２ｗ
    ｔ％であることを特徴とする、請求項第３０項に記載の
    方法。
35. （３５）０．０００５、乃至０．００３インチ厚の、二
    種以上の酸素活性元素を合計で約０．５乃至９ｗｔ％含
    有するオーバーレイコーティングを基盤の表面に付着さ
    せ、 該コーティングの表面近傍に、約２０乃至３５ｗｔ％の
    アルミニウムを含有するような外側領域と、該外側領域
    の内側に、前記外側領域よりも低濃度で前記基盤よりも
    高濃度のアルミニウムを含有するような分散領域とを形
    成し、上記外側領域と分散領域の合計厚が、約０．００
    １乃至０．００５インチとなるように、上記オーバーレ
    イコーティング及び前記基盤内にアルミニウムを分散さ
    せる工程からなる、耐酸化性及び耐熱疲労性を有するコ
    ーティングをニッケルあるいはコバルトをベースとする
    スーパーアロイに付着させる方法。