JPH0949089A - Heat resistant member and its production - Google Patents

Heat resistant member and its production

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JPH0949089A
JPH0949089A JP33836195A JP33836195A JPH0949089A JP H0949089 A JPH0949089 A JP H0949089A JP 33836195 A JP33836195 A JP 33836195A JP 33836195 A JP33836195 A JP 33836195A JP H0949089 A JPH0949089 A JP H0949089A
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JP
Japan
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heat
alloy
layer
resistant member
base material
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JP33836195A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Wada
国彦 和田
Shinji Arai
真次 荒井
Seiichi Suenaga
誠一 末永
Kazuhiro Yasuda
一浩 安田
Masako Nakabashi
昌子 中橋
Hiroshi Tateishi
浩史 立石
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a heat resistant member preventing the deterioration of the coating layer due to the formation of a nitride and the deterioration of the substrate by improving nitriding resistance. SOLUTION: In this heat resistant member provided with a metallic coating layer made of an M-Cr-Al-Y alloy layer (M is Fe, Ni or Co) 2a coated on the surface of a substrate 1, the M-Cr-Al-Y alloy layer 2a includes a region 2b in which at least one kind of nitride forming element selected from among Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta is contained at a high concn.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガスタービ
ンの動・静翼等の構成部材のように、高温かつ高応力下
での耐久性および信頼性が要求される部材等に好適な耐
熱部材およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-resistant member suitable for members that require durability and reliability under high temperature and high stress, such as constituent members such as moving and stationary blades of a gas turbine. And a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガスタービンに代表されるエネル
ギー機器の高効率化が精力的に進められている。このよ
うな高効率化を達成する最も効果的な手段としては、機
器使用温度の高温化が挙げられるが、これに伴って機器
構成部材に要求される材料特性は一層過酷になりつつあ
る。高温機器は、高温酸化・腐食環境下に晒されるた
め、高温機器の構成部材に要求される材料特性として
は、高温強度や耐食性、耐酸化性等が重要である。
2. Description of the Related Art In recent years, energy devices typified by gas turbines have been energetically promoted to be highly efficient. The most effective means for achieving such high efficiency is to raise the operating temperature of the equipment, but along with this, the material characteristics required for equipment constituent members are becoming more severe. Since high-temperature equipment is exposed to a high-temperature oxidative / corrosive environment, high-temperature strength, corrosion resistance, oxidation resistance, etc. are important as material properties required for constituent members of high-temperature equipment.

【0003】しかし、従来の鉄基合金、ニッケル基合
金、コバルト基合金等の耐熱合金単体では、上述したよ
うな高温強度と耐食・耐酸化性とを同時に満たすことが
困難であるため、これらベース耐熱合金への耐食・耐酸
化被覆技術が開発され、実機でもかなりの実績を挙げて
いる。
However, it is difficult for a conventional heat-resistant alloy such as iron-based alloy, nickel-based alloy or cobalt-based alloy to satisfy both the high temperature strength and the corrosion / oxidation resistance at the same time. Corrosion- and oxidation-resistant coating technology for heat-resistant alloys has been developed and has a considerable track record in actual machines.

【0004】このような耐食・耐酸化被覆材料として
は、M−Cr−Al−Y合金(MはFe、NiおよびC
oから選ばれる少なくとも1種の元素)が一般的に用い
られている。このM−Cr−Al−Y合金は、高温強度
および基材との整合性に優れた主成分のM元素と、耐食
・耐酸化効果の高い酸化被覆を形成するAlやCrと、
被覆層や酸化被膜の密着性を高めるYとから構成されて
いる。
As such a corrosion / oxidation-resistant coating material, an M-Cr-Al-Y alloy (M is Fe, Ni and C) is used.
At least one element selected from o) is generally used. This M-Cr-Al-Y alloy contains M element as a main component which is excellent in high temperature strength and compatibility with a base material, and Al and Cr which form an oxide coating having a high corrosion / oxidation resistance effect.
It is composed of Y which enhances the adhesion of the coating layer and the oxide film.

【0005】上述したM−Cr−Al−Y合金によるP
VD法、CVD法等の様々な方法が検討されている。こ
れらのうち、プラズマ溶射法は容易に厚い膜を形成する
ことができるため、M−Cr−Al−Y合金層の最も有
効な被覆方法として利用されている。
P by the above-mentioned M-Cr-Al-Y alloy
Various methods such as the VD method and the CVD method have been studied. Of these, the plasma spraying method can be used to form a thick film easily, and is therefore used as the most effective coating method for the M-Cr-Al-Y alloy layer.

【0006】ところで、既存のM−Cr−Al−Y合金
は、耐食・耐酸化性の観点から材料開発がなされてきた
ため、耐窒化特性に関してはほとんど考慮されていなか
った。
[0006] By the way, the existing M-Cr-Al-Y alloys have been developed in terms of corrosion resistance and oxidation resistance, so that little consideration was given to nitriding resistance.

【0007】しかし、耐熱合金の表面を従来のM−Cr
−Al−Y合金層で被覆した耐熱部材に関して、長時間
の高温条件下での運転を行うとM−Cr−Al−Y合金
層内部から基材の耐熱合金内部に向けて、燃焼ガス雰囲
気中の窒素によりAlやTi等の窒化物が生成し、この
窒化物自体の影響や表面の被覆層の剥離等によって、基
材が損傷し、著しい寿命低下を生じることが見出され
た。
However, the surface of the heat-resistant alloy is
When the heat-resistant member coated with the -Al-Y alloy layer is operated under high-temperature conditions for a long time, the heat-resistant member is exposed from the inside of the M-Cr-Al-Y alloy layer toward the inside of the heat-resistant alloy of the base material in a combustion gas atmosphere. It has been found that nitrogen of Al produces a nitride such as Al and Ti, and the substrate itself is damaged due to the influence of the nitride itself, the peeling of the coating layer on the surface, and the like, resulting in a significant decrease in life.

【0008】特に、耐酸化性の高い被覆層を形成した際
には、材料内部での酸素のポテンシャルを低減するた
め、窒素のポテンシャルが相対的に増加して窒化を助長
する可能性が見出だされた。
In particular, when the coating layer having high oxidation resistance is formed, the potential of oxygen inside the material is reduced, so that the potential of nitrogen is relatively increased and the nitriding may be promoted. Was issued.

【0009】また、M−Cr−Al−Y合金等からなる
金属被覆層の上に、Y安定化ZrO2 層等の熱伝導率の
低いセラミック被覆層をさらに設け、熱遮蔽効果を付与
することが行われているが、このような構成の耐熱部材
においても基材における窒化物の生成によって基材の損
傷が発生している。
Further, a ceramic coating layer having a low thermal conductivity such as a Y-stabilized ZrO 2 layer is further provided on the metal coating layer made of an M-Cr-Al-Y alloy or the like to provide a heat shielding effect. However, even in the heat resistant member having such a structure, the base material is damaged due to the formation of nitride in the base material.

【0010】上述したように、従来のM−Cr−Al−
Y合金からなる被覆層を用いた金属被覆材料は、M−C
r−Al−Y合金自体が耐酸化性を重視して開発されて
きたため、十分な耐窒化特性を有しておらず、長時間高
温条件下で運転を行うとM−Cr−Al−Y合金層内部
や基材の内部に窒化物が生成し、被覆層や基材が損傷す
るという問題を有していた。このため、耐食・耐酸化特
性と共に、耐窒化特性の向上を図った耐熱部材が求めら
れている。
As mentioned above, the conventional M-Cr-Al-
A metal coating material using a coating layer made of a Y alloy is MC
Since the r-Al-Y alloy itself has been developed with an emphasis on oxidation resistance, it does not have sufficient nitriding resistance, and if it is operated under high temperature conditions for a long time, the M-Cr-Al-Y alloy There is a problem that nitrides are formed inside the layers and inside the base material, and the coating layer and the base material are damaged. Therefore, there is a demand for a heat-resistant member that has improved corrosion resistance and oxidation resistance as well as nitriding resistance.

【0011】また、ガスタービンのみならず、アンモニ
ア生成プラントの反応容器や配管等の化学プラント用構
造部品や、ゴミ処理プラントのボイラーチューブ等、あ
るいは原子力プラント用構造部品においても窒化の問題
が顕在化されており、耐窒化性の高い耐熱部材の要求が
高い。
In addition to the gas turbine, the nitriding problem has become apparent not only in the chemical vessel structural parts such as the reaction vessel and piping of the ammonia generation plant, the boiler tube of the waste treatment plant, or the nuclear power plant structural parts. Therefore, there is a high demand for heat resistant members having high nitriding resistance.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
課題に対処するためになされたもので、耐熱性および耐
食・耐酸化性を満足させた上で、耐窒化性の向上を図る
ことによって、窒化物の生成による金属被覆層の剥離等
の劣化および基材の劣化を防止した耐熱部材、およびこ
の耐熱部材を再現性よく得るための製造方法を提供する
ことを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address such problems, and it is intended to improve nitriding resistance while satisfying heat resistance and corrosion / oxidation resistance. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a heat-resistant member that prevents deterioration such as peeling of a metal coating layer due to the formation of nitrides and deterioration of a base material, and a manufacturing method for obtaining the heat-resistant member with good reproducibility.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明における第1の耐
熱部材は、Fe、NiおよびCoから選ばれる少なくと
も1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、前記
基材表面に被覆されたM−Cr−Al−Y合金層(ただ
し、MはFe、NiおよびCoから選ばれる少なくとも
1種の元素を示す)とを具備する耐熱部材において、前
記M−Cr−Al−Y合金層中にSc、Th、Ce、L
a、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから選ばれる少
なくとも1種の窒化物形成元素がMCrAl合金より高
濃度な領域を含むことを特徴としている。
A first heat-resistant member according to the present invention comprises a base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component, and coating the surface of the base material. M-Cr-Al-Y alloy layer (where M represents at least one element selected from Fe, Ni and Co), and the M-Cr-Al-Y alloy layer Sc, Th, Ce, L
It is characterized in that at least one nitride forming element selected from a, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta contains a region having a higher concentration than the MCrAl alloy.

【0014】本発明における第2の耐熱部材は、Fe、
NiおよびCoから選ばれる少なくとも1種の元素を主
成分とする合金からなる基材と、前記基材表面に被覆さ
れたM−Cr−Al−Y合金層(ただし、MはFe、N
iおよびCoから選ばれる少なくとも1種の元素を示
す)とを具備する耐熱部材において、前記M−Cr−A
l−Y合金層の表面近傍部に、Sc、Th、Ce、L
a、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから選ばれる少
なくとも1種の窒化物形成元素を前記M−Cr−Al−
Y合金より高濃度に含む層が設けられていることを特徴
としている。
The second heat resistant member in the present invention is Fe,
A base material made of an alloy whose main component is at least one element selected from Ni and Co, and an M-Cr-Al-Y alloy layer coated on the surface of the base material (where M is Fe and N).
i and at least one element selected from Co), and the above-mentioned M-Cr-A
Sc, Th, Ce, L is added to the vicinity of the surface of the l-Y alloy layer.
At least one nitride-forming element selected from a, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta is added to the above M-Cr-Al-
It is characterized in that a layer containing a higher concentration than the Y alloy is provided.

【0015】また、第3の耐熱部材は、Fe、Niおよ
びCoから選ばれる少なくとも1種の元素を主成分とす
る合金からなる基材と、前記基材表面に被覆されたM−
Cr−Al−Y合金層(ただし、MはFe、Niおよび
Coから選ばれる少なくとも1種の元素を示す)とを具
備する耐熱部材において、前記M−Cr−Al−Y合金
層は、Sc、Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、N
bおよびTaから選ばれる少なくとも1種の窒化物形成
素を含み、かつ前記M元素を主成分とするマトリックス
相と、前記M元素、Al元素および前記窒化物形成素を
含む金属間化合物相とから主として構成されていること
を特徴としている。
The third heat-resistant member is a base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component, and M- coated on the surface of the base material.
A Cr-Al-Y alloy layer (where M represents at least one element selected from Fe, Ni and Co), the M-Cr-Al-Y alloy layer is Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, N
From a matrix phase containing at least one nitride forming element selected from b and Ta and containing the M element as a main component, and an intermetallic compound phase containing the M element, Al element and the nitride forming element. It is characterized by being mainly configured.

【0016】本発明に係る第4の耐熱部材は、Fe、N
iおよびCoから選ばれる少なくとも1種の元素を主成
分とする合金からなる基材と、前記基材表面に被覆形成
されたM−Cr−Al−Y合金(ただし、MはNi、C
oおよびFeから選ばれる少なくとも1種の元素を示
す)からなる金属被覆層とを少なくとも具備する耐熱部
材において、前記金属被覆層はその表面部側に酸化層を
有し、かつ前記酸化層下部から厚さ方向5μmの範囲に
初期析出物が面積比で10%以上存在していることを特
徴としている。
The fourth heat-resistant member according to the present invention comprises Fe, N
A base material made of an alloy containing at least one element selected from i and Co as a main component, and an M-Cr-Al-Y alloy coated on the surface of the base material (where M is Ni, C
a metal coating layer comprising at least one element selected from o and Fe), the metal coating layer has an oxide layer on the surface side, and The feature is that the initial precipitates are present in an area ratio of 10% or more in the range of 5 μm in the thickness direction.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の第1、第2、第3および
第4の耐熱部材における基材は、Fe、NiおよびCo
から選ばれる少なくとも1種の元素を主成分とする合金
からなるものであればよく、用途等により公知の耐熱合
金を適宜選択して使用することが可能である。実用上
は、IN738、IN939、Mar−M247、Re
ne80等のNi基超合金や、FSX−414、Mar
−M509等のCo基超合金を用いることが有効であ
る。以上の合金の組成を表1に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The base materials in the first, second, third and fourth heat resistant members of the present invention are Fe, Ni and Co.
Any heat-resisting alloy may be used as long as it is made of an alloy containing at least one element selected from the following as a main component, and a known heat-resistant alloy can be appropriately selected and used depending on the application. Practically, IN738, IN939, Mar-M247, Re
Ni-based superalloy such as ne80, FSX-414, Mar
It is effective to use a Co-based superalloy such as -M509. The composition of the above alloys is shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】本発明の第1,2,3,4の耐熱部材にお
けるM−Cr−Al−Y合金層(但しMはFe、Niお
よびCoから選ばれた少なくとも1種)には、0.1〜
20重量%のAl、10〜40重量%のCr、0.1〜
1.5重量%のYを含み、残部が実質的にMからなる組
成の合金を用いることが好ましい。
The M-Cr-Al-Y alloy layer (where M is at least one selected from Fe, Ni and Co) in the first, second, third, and fourth heat-resistant members of the present invention is 0.1. ~
20 wt% Al, 10-40 wt% Cr, 0.1-
It is preferable to use an alloy having a composition containing 1.5% by weight of Y and the balance being substantially M.

【0020】AlおよびCrは、耐食・耐酸化性を担う
元素である。AlおよびCrの含有量が上記範囲の下限
値未満であると、被覆層の耐食・耐酸化効果が低下して
十分な機能を発揮できないおそれがある。一方、上記範
囲の上限値を超えると、有害な金属間化合物層の生成が
促進されて、金属被覆層の延性が低下するため、金属被
覆層内の亀裂成長等により寿命が低下するおそれがあ
る。AlおよびCrのより好ましい組成比は、Alが3
〜15重量%、Crが15〜35重量%の範囲である。
Al and Cr are elements responsible for corrosion resistance and oxidation resistance. If the contents of Al and Cr are less than the lower limit of the above range, the corrosion resistance and oxidation resistance of the coating layer may be deteriorated and the sufficient function may not be exhibited. On the other hand, if it exceeds the upper limit of the above range, the production of harmful intermetallic compound layers is promoted, and the ductility of the metal coating layer is reduced, so that the life may be shortened due to crack growth in the metal coating layer. . A more preferable composition ratio of Al and Cr is 3 for Al.
˜15 wt% and Cr in the range of 15-35 wt%.

【0021】Yは、酸化層ならびに金属被覆層の密着性
を改善する元素であり、上記範囲外ではいずれも効果が
低下する。Yのより好ましい組成比は、0.3〜1重量
%の範囲である。
Y is an element that improves the adhesiveness of the oxide layer and the metal coating layer, and the effect is reduced in any case outside the above range. A more preferable composition ratio of Y is in the range of 0.3 to 1% by weight.

【0022】残部のM元素は、Fe、NiおよびCoか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であればよいが、基材
合金との整合性や寿命の面から、特にNiまたはCoの
単元素、あるいはNiとCo(Ni>Co)やCoとN
i(Co>Ni)の組合せが好ましい。
The balance of the M element may be at least one element selected from Fe, Ni and Co. From the viewpoint of compatibility with the base alloy and life, in particular, a single element of Ni or Co, or Ni and Co (Ni> Co) or Co and N
A combination of i (Co> Ni) is preferred.

【0023】また、この合金に、耐酸化性向上を目的と
して微量のTi,Hf,Ta,Zr,Nbを添加しても
良い。まず、第1の耐熱部材について詳述する。第1の
耐熱部材は、基材表面に被覆形成されたM−Cr−Al
−Y合金(ただし、MはNi、CoおよびFeから選ば
れる少なくとも1種の元素を示す)からなる金属被覆層
中にSc、Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、Nb
およびTaから選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元
素が周囲のM−Cr−Al−Y合金母材より高濃度な領
域を含んでいるものであるが、上記の窒化物形成元素
は、例えばガスタービンの使用温度である973K以上
の温度において、いずれも窒化物の標準生成自由エネル
ギーがAlより低いか、または同程度の元素であること
が必要である。これらの窒化物形成元素をM−Cr−A
l−Y合金母材より高濃度の領域を含有させることによ
って、窒素の材料内部への侵入を抑制し、Alの窒化物
等の生成を著しく抑制することができる。Alの窒化
は、保護性酸化被膜の形成を阻害し、被覆層の著しい劣
化を引き起こす。従って、M−Cr−Al−Y合金層中
にSc、Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、Nbお
よびTaから選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元素
を添加し、被覆層内部に侵入した窒素を窒化物形成元素
で捕捉することによって、Alの窒化を抑制することが
でき、これにより窒素存在下での金属被覆材料の長寿命
化を達成することが可能となる。
Further, a small amount of Ti, Hf, Ta, Zr or Nb may be added to this alloy for the purpose of improving oxidation resistance. First, the first heat resistant member will be described in detail. The first heat-resistant member is M-Cr-Al formed by coating on the surface of the base material.
-Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb in a metal coating layer made of a Y alloy (where M represents at least one element selected from Ni, Co and Fe).
And at least one nitride-forming element selected from Ta includes a region having a higher concentration than the surrounding M-Cr-Al-Y alloy base material. It is necessary that the standard free energy of formation of nitrides is lower than or equal to that of Al at temperatures of 973 K or higher, which is the operating temperature of the turbine. These nitride-forming elements are M-Cr-A
By including a region having a higher concentration than that of the l-Y alloy base material, it is possible to suppress the penetration of nitrogen into the material and significantly suppress the generation of Al nitrides and the like. The nitridation of Al hinders the formation of a protective oxide film and causes a significant deterioration of the coating layer. Therefore, at least one kind of nitride forming element selected from Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta is added to the M-Cr-Al-Y alloy layer to penetrate into the coating layer. The nitriding of Al can be suppressed by trapping the generated nitrogen with a nitride-forming element, which makes it possible to extend the life of the metal coating material in the presence of nitrogen.

【0024】また、窒化物形成元素を高濃度に含む領域
には、上記した主体となるM−Cr−Al−Y合金と同
程度のCr量、Al量およびY量を含むと共に、Sc、
Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTa
から選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元素を1〜3
0重量%含み、残部が実質的にM元素からなる組成の合
金を用いることが好ましい。
Further, the region containing a high concentration of the nitride-forming element contains Cr, Al and Y in the same extent as in the above-mentioned main M-Cr-Al-Y alloy, and Sc,
Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta
1 to 3 of at least one nitride-forming element selected from
It is preferable to use an alloy having a composition containing 0% by weight and the balance substantially consisting of M element.

【0025】AlおよびCrは、耐食・耐酸化性を担う
元素である。AlおよびCrの含有量が上記範囲の下限
値未満であると、被覆層の耐食・耐酸化効果が低下して
十分な機能を発揮することができない。一方、上記範囲
の上限値を超えると、有害な金属間化合物層の生成が促
進されて、被覆層の延性が低下するため、被覆層内の亀
裂成長等により寿命が低下する。AlおよびCrのより
好ましい組成比は、Alが3〜15重量%、Crが15
〜35重量%の範囲である。
Al and Cr are elements responsible for corrosion resistance and oxidation resistance. If the content of Al and Cr is less than the lower limit value of the above range, the corrosion resistance and the oxidation resistance effect of the coating layer are deteriorated and the sufficient function cannot be exhibited. On the other hand, when the content exceeds the upper limit of the above range, the formation of harmful intermetallic compound layers is promoted and the ductility of the coating layer is lowered, so that the life is shortened due to crack growth in the coating layer and the like. A more preferable composition ratio of Al and Cr is 3 to 15 wt% of Al and 15 of Cr.
3535% by weight.

【0026】Yは、保護性酸化被膜並びに被覆層の密着
性を改善する元素であり、上記範囲外ではいずれも効果
が低下する。Yのより好ましい組成比は、0.1〜1重
量%の範囲である。残部のM元素は、Fe、Niおよび
Coから選ばれる少なくとも1種の元素であればよい
が、基材合金との整合性や寿命の面から、特にNiまた
はCoの単元素、あるいはNiとCo(Ni>Co)や
CoとNi(Co>Ni)の組合せが好ましい。
Y is an element that improves the adhesiveness of the protective oxide film and the coating layer, and if the amount is out of the above range, the effect is reduced. A more preferable composition ratio of Y is in the range of 0.1 to 1% by weight. The balance of the M element may be at least one element selected from Fe, Ni and Co, but in view of compatibility with the base alloy and life, Ni or Co is a single element or Ni and Co. (Ni> Co) or a combination of Co and Ni (Co> Ni) is preferable.

【0027】また、窒化物形成元素を高濃度に含む被覆
層領域中の窒化物形成元素は、上述したように窒素を捕
捉して、Al等の窒化を抑制する元素である。このよう
な窒化物形成元素の含有量が0.1重量%未満である
と、窒素の捕捉効果を十分に得ることができず、逆に3
0重量%を超えると有害相が生成されて、被覆層の寿命
が低下するおそれがある。窒化物形成元素のより好まし
い含有量は、1〜20重量%の範囲である。
The nitride forming element in the coating layer region containing a high concentration of the nitride forming element is an element that traps nitrogen and suppresses nitriding of Al or the like as described above. If the content of such a nitride-forming element is less than 0.1% by weight, a sufficient nitrogen trapping effect cannot be obtained, and conversely 3
If it exceeds 0% by weight, a harmful phase may be generated and the life of the coating layer may be shortened. The more preferable content of the nitride forming element is in the range of 1 to 20% by weight.

【0028】なお被覆層の主体となるM−Cr−Al−
Y合金層中に、Sc、Th、Ce、La、Ti、Zr、
Hf、NbおよびTaから選ばれる少なくとも1種の窒
化物形成元素が含まれていてもよいが、基材側で窒化物
が主に生成されることを防止するために、あくまでも窒
化物形成元素を高濃度に含む領域に比べて低濃度とす
る。また、M−Cr−Al−Y合金層の延性等の低下を
抑制するためには、窒化物形成元素の含有量を5重量%
以下とすることが好ましい。
The main constituent of the coating layer is M-Cr-Al-
In the Y alloy layer, Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr,
At least one nitride-forming element selected from Hf, Nb, and Ta may be contained, but in order to prevent the nitride from being mainly formed on the base material side, the nitride-forming element is used only. The concentration is lower than that in the high-concentration region. Further, in order to suppress the decrease in ductility of the M-Cr-Al-Y alloy layer, the content of the nitride forming element is set to 5% by weight.
The following is preferable.

【0029】本発明に係る第2の耐熱部材は、Sc、T
h、Ce、La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaか
ら選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元素を被覆層の
主体となるM−Cr−Al−Y合金より高濃度に含む層
をM−Cr−Al−Y合金層に少なくとも1層有してい
る。第1の耐熱部材と同様に、上記した窒化物形成元素
は、例えばガスタービンの使用温度である973K以上
の温度において、いずれも窒化物の標準生成自由エネル
ギーがAlより低い、ないしは同程度の元素である。よ
って、これらの窒化物形成元素を高濃度含有する層をM
−Cr−Al−Y合金層内に形成することによって、窒
素の材料内部への侵入を抑制し、Alの窒化物等の生成
を著しく抑制することができる。
The second heat-resistant member according to the present invention is Sc, T
A layer containing at least one nitride-forming element selected from h, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta in a higher concentration than the M-Cr-Al-Y alloy which is the main constituent of the coating layer is M-. At least one Cr-Al-Y alloy layer is provided. Similar to the first heat-resistant member, the above-mentioned nitride-forming element is an element whose standard free energy of formation of nitride is lower than that of Al at the operating temperature of the gas turbine of 973 K or higher, for example. Is. Therefore, a layer containing a high concentration of these nitride-forming elements is M
By forming it in the -Cr-Al-Y alloy layer, it is possible to suppress the intrusion of nitrogen into the material and significantly suppress the generation of Al nitrides and the like.

【0030】前述したように、Alの窒化は、保護性酸
化被膜の形成を阻害し、また被覆層の延性を低下させる
ため、被覆層の著しい劣化を引き起こす。従って、M−
Cr−Al−Y合金層中にSc、Th、Ce、La、T
i、Zr、Hf、NbおよびTaから選ばれる少なくと
も1種の窒化物形成元素を高濃度含む層を形成し、被覆
層内部に侵入した窒素を窒化物形成元素高濃度層で捕捉
することによって、Alの窒化を抑制することができ、
これにより窒素存在下での金属被覆材料の長寿命化を達
成することが可能となる。ただし、上述した窒化物形成
元素をM−Cr−Al−Y合金層全体に添加すると、被
覆層自体の延性等が低下させ、亀裂発生等を促進するお
それがある。
As described above, the nitridation of Al hinders the formation of the protective oxide film and reduces the ductility of the coating layer, which causes the coating layer to be significantly deteriorated. Therefore, M-
Sc, Th, Ce, La, T in the Cr-Al-Y alloy layer
By forming a layer containing a high concentration of at least one nitride-forming element selected from i, Zr, Hf, Nb, and Ta, and trapping nitrogen that has penetrated into the inside of the coating layer with the high concentration layer of a nitride-forming element, Nitriding of Al can be suppressed,
This makes it possible to achieve a long life of the metal coating material in the presence of nitrogen. However, if the above-mentioned nitride-forming element is added to the entire M-Cr-Al-Y alloy layer, the ductility and the like of the coating layer itself may be reduced, and cracking and the like may be promoted.

【0031】そこで、本発明の第2の耐熱部材において
は、例えば図1に示すように、基材1上に設けられたM
−Cr−Al−Y合金被覆層2の表面近傍部に、その主
体となるM−Cr−Al−Y合金すなわち基材1側のM
−Cr−Al−Y合金層2aより窒化物形成元素を高濃
度に含むM−Cr−Al−Y合金層2bを形成してい
る。このような構成を採用することにより、通常のM−
Cr−Al−Y合金層2aによりM−Cr−Al−Y合
金本来の特性、すなわち耐食・耐酸化性や基材1との密
着性等を得た上で、窒化物形成元素を高濃度に含むM−
Cr−Al−Y合金層2bにより耐窒化性の向上を図る
ことができる。なお、窒化物形成元素を高濃度に含むM
−Cr−Al−Y合金層2bは、必ずしもM−Cr−A
l−Y合金層2の表面に露出して存在させなければなら
ないものではなく、被覆層2aと基材1の中間、あるい
は被覆層2aの内部に設けることも可能で、また2bは
一層以上設けることも可能であるが、実用上は一層であ
ることが最も好ましい。M−Cr−Al−Y合金被覆層
2の厚さは10〜300μm程度とすることが好まし
く、また窒化物形成元素を高濃度に含むM−Cr−Al
−Y合金層2bの厚さは、窒化物形成元素の含有量にも
よるが、1〜100μm程度とすることが好ましい。
Therefore, in the second heat-resistant member of the present invention, for example, as shown in FIG.
In the vicinity of the surface of the -Cr-Al-Y alloy coating layer 2, the main M-Cr-Al-Y alloy, that is, M on the base material 1 side, is formed.
An M-Cr-Al-Y alloy layer 2b containing a high concentration of a nitride forming element is formed from the -Cr-Al-Y alloy layer 2a. By adopting such a configuration, a normal M-
The Cr-Al-Y alloy layer 2a provides the original characteristics of the M-Cr-Al-Y alloy, that is, corrosion resistance / oxidation resistance, adhesion to the base material 1, and the like, and further increases the concentration of the nitride-forming element. Including M-
The Cr-Al-Y alloy layer 2b can improve nitriding resistance. Note that M containing a high concentration of a nitride-forming element
The -Cr-Al-Y alloy layer 2b is not always M-Cr-A.
It does not have to be exposed on the surface of the 1-Y alloy layer 2, and may be provided between the coating layer 2a and the base material 1 or inside the coating layer 2a, and at least one 2b is provided. However, it is most preferable for practical use. The thickness of the M-Cr-Al-Y alloy coating layer 2 is preferably about 10 to 300 μm, and the M-Cr-Al containing a nitride forming element in a high concentration.
The thickness of the —Y alloy layer 2b is preferably about 1 to 100 μm, although it depends on the content of the nitride forming element.

【0032】また、窒化物形成元素を高濃度に含む層に
は、上記した主体となるM−Cr−Al−Y合金と同程
度のCr量、Al量およびY量を含むと共に、Sc、T
h、Ce、La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaか
ら選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元素を1〜30
重量%含み、残部が実質的にM元素からなる組成の合金
を用いることが好ましい。
Further, the layer containing the nitride forming element in a high concentration contains Cr, Al and Y in the same degree as the above-mentioned main M-Cr-Al-Y alloy, and Sc, T
1 to 30 of at least one kind of nitride-forming element selected from h, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta.
It is preferable to use an alloy having a composition containing wt% and the balance substantially consisting of M element.

【0033】AlおよびCrは、耐食・耐酸化性を担う
元素である。AlおよびCrの含有量が上記範囲の下限
値未満であると、被覆層の耐食・耐酸化効果が低下して
十分な機能を発揮することができない。一方、上記範囲
の上限値を超えると、有害な金属間化合物層の生成が促
進されて、被覆層の延性が低下するため、被覆層内の亀
裂成長等により寿命が低下する。AlおよびCrのより
好ましい組成比は、Alが3〜15重量%、Crが15
〜35重量%の範囲である。
Al and Cr are elements responsible for corrosion resistance and oxidation resistance. If the content of Al and Cr is less than the lower limit value of the above range, the corrosion resistance and the oxidation resistance effect of the coating layer are deteriorated and the sufficient function cannot be exhibited. On the other hand, when the content exceeds the upper limit of the above range, the formation of harmful intermetallic compound layers is promoted and the ductility of the coating layer is lowered, so that the life is shortened due to crack growth in the coating layer and the like. A more preferable composition ratio of Al and Cr is 3 to 15 wt% of Al and 15 of Cr.
3535% by weight.

【0034】Yは、保護性酸化被膜並びに被覆層の密着
性を改善する元素であり、上記範囲外ではいずれも効果
が低下する。Yのより好ましい組成比は、0.1〜1重
量%の範囲である。残部のM元素は、Fe、Niおよび
Coから選ばれる少なくとも1種の元素であればよい
が、基材合金との整合性や寿命の面から、特にNiまた
はCoの単元素、あるいはNiとCo(Ni>Co)や
CoとNi(Co>Ni)の組合せが好ましい。
Y is an element that improves the adhesiveness of the protective oxide film and the coating layer, and if the amount is out of the above range, the effect is reduced. A more preferable composition ratio of Y is in the range of 0.1 to 1% by weight. The balance of the M element may be at least one element selected from Fe, Ni and Co, but in view of compatibility with the base alloy and life, Ni or Co is a single element or Ni and Co. (Ni> Co) or a combination of Co and Ni (Co> Ni) is preferable.

【0035】また、窒化物形成元素を高濃度に含む被覆
層中の窒化物形成元素は、上述したように窒素を捕捉し
て、Al等の窒化を抑制する元素である。このような窒
化物形成元素の含有量が0.1重量%未満であると、窒
素の捕捉効果を十分に得ることができず、逆に30重量
%を超えると有害層が生成されて、被覆層の寿命が低下
するおそれがある。窒化物形成元素のより好ましい含有
量は、1〜20重量%の範囲である。
The nitride forming element in the coating layer containing a high concentration of the nitride forming element is an element which traps nitrogen as described above and suppresses nitriding of Al or the like. If the content of such a nitride-forming element is less than 0.1% by weight, a sufficient nitrogen trapping effect cannot be obtained, and conversely, if it exceeds 30% by weight, a harmful layer is formed and the coating is performed. The life of the layer may be reduced. The more preferable content of the nitride forming element is in the range of 1 to 20% by weight.

【0036】なお被覆層の主体となるM−Cr−Al−
Y合金層中に、Sc、Th、Ce、La、Ti、Zr、
Hf、NbおよびTaから選ばれる少なくとも1種の窒
化物形成元素が含まれていてもよいが、基材側で窒化物
が主に生成されることを防止するために、あくまでも窒
化物形成元素を高濃度に含む層に比べて低濃度とする。
また、M−Cr−Al−Y合金層の延性等の低下を抑制
するためには、窒化物形成元素の含有量を5重量%以下
とすることが好ましい。
M-Cr-Al- which is the main constituent of the coating layer
In the Y alloy layer, Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr,
At least one nitride-forming element selected from Hf, Nb, and Ta may be contained, but in order to prevent the nitride from being mainly formed on the base material side, the nitride-forming element is used only. The concentration is lower than that of the layer containing a high concentration.
Further, in order to suppress the decrease in the ductility of the M-Cr-Al-Y alloy layer, the content of the nitride forming element is preferably 5% by weight or less.

【0037】上述した第2の耐熱部材は例えば以下のよ
うにして作製される。まず、Fe、NiおよびCoから
選ばれる少なくとも1種の元素を主成分とする耐熱合金
からなる基材上に、窒化物形成元素を低濃度で含む、あ
るいは全く含まないM−Cr−Al−Y合金層を、プラ
ズマ溶射法、電子ビームPVD法、CVD法等で形成す
る。次いで、窒化物形成元素を高濃度に含むM−Cr−
Al−Y合金層を同様な方法で形成する。あるいは、プ
ラズマ溶射法、電子ビームPVD法、CVD法等でM−
Cr−Al−Y合金層を形成した後、この部材を塩化ア
ンモニウムと窒化物形成元素粉末との混合粉末中に埋没
し、表面拡散により表面近傍層に窒化物形成元素粉末を
富化させる方法によっても作製することができる。
The above-mentioned second heat resistant member is manufactured, for example, as follows. First, M-Cr-Al-Y containing a low concentration or no nitride forming element on a base material made of a heat-resistant alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component. The alloy layer is formed by a plasma spraying method, an electron beam PVD method, a CVD method, or the like. Next, M-Cr- containing a high concentration of a nitride-forming element.
The Al-Y alloy layer is formed by the same method. Alternatively, a plasma spray method, an electron beam PVD method, a CVD method, etc. may be used to form
After a Cr-Al-Y alloy layer is formed, this member is embedded in a mixed powder of ammonium chloride and a nitride-forming element powder, and surface-diffusion is enriched with the nitride-forming element powder by a method of surface diffusion. Can also be made.

【0038】次に、第3の耐熱部材について詳述する。
第3の耐熱部材は、第1および第2の金属被覆材料と同
様に、Sc、Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、N
bおよびTaから選ばれる少なくとも1種の窒化物形成
元素を含むM−Cr−Al−Y合金を被覆層の構成材料
として用いる。
Next, the third heat resistant member will be described in detail.
The third heat-resistant member is made of Sc, Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, N similarly to the first and second metal coating materials.
An M-Cr-Al-Y alloy containing at least one nitride forming element selected from b and Ta is used as a constituent material of the coating layer.

【0039】そして、例えば図2に示すように、M−C
r−Al−Y合金層2をM元素を主成分とするマトリッ
クス相3と、M元素、Al元素および上述した窒化物形
成元素とを含む金属間化合物相4とから主として構成し
たものである。
Then, for example, as shown in FIG.
The r-Al-Y alloy layer 2 is mainly composed of a matrix phase 3 containing an M element as a main component and an intermetallic compound phase 4 containing an M element, an Al element and the above-mentioned nitride forming element.

【0040】上記構成のM−Cr−Al−Y合金層で
は、窒素が被覆層中に侵入すると金属間化合物層が分解
して窒化物が形成されるため、窒素のさらなる侵入を防
ぐことができる。また、窒化物形成元素は金属間化合物
相として、M元素を主成分とするマトリックス相中に分
散配置していることから、マトリックス相の延性等の特
性に悪影響を及ぼすことがなく、かつマトリックス相自
体は延性が高いため、M−Cr−Al−Y合金層に亀裂
等が発生することを抑制できる。さらに、M−Cr−A
l−Y合金層による基本的な耐食・耐酸化性は、主とし
てマトリックス相により得ることができる。
In the M-Cr-Al-Y alloy layer having the above structure, when nitrogen penetrates into the coating layer, the intermetallic compound layer is decomposed to form a nitride, so that further penetration of nitrogen can be prevented. . Further, since the nitride-forming element is dispersed and arranged as an intermetallic compound phase in the matrix phase containing the M element as a main component, it does not adversely affect characteristics such as ductility of the matrix phase, and the matrix phase Since it itself has high ductility, it is possible to suppress the occurrence of cracks or the like in the M-Cr-Al-Y alloy layer. Furthermore, M-Cr-A
The basic corrosion resistance and oxidation resistance of the l-Y alloy layer can be obtained mainly by the matrix phase.

【0041】上述した金属間化合物としては、例えばM
3 X、M53 、MX、M23 、MX3 、M29
413、MX2 、M25 、M172 、M2 X、M3
7、M5 X(ここで、Mは主としてFe、Niおよび
Coから選ばれる少なくとも1種の元素、Xは主として
Alおよび窒化物形成元素である)等が挙げられる。
As the above-mentioned intermetallic compound, for example, M
3 X, M 5 X 3, MX, M 2 X 3, MX 3, M 2 X 9,
M 4 X 13, MX 2, M 2 X 5, M 17 X 2, M 2 X, M 3
X 7 , M 5 X (where M is at least one element mainly selected from Fe, Ni and Co, and X is mainly Al and a nitride-forming element) and the like.

【0042】M−Cr−Al−Y合金層中の金属間化合
物相の体積率は1〜60%の範囲とすることが好まし
い。金属間化合物相の体積率が1%未満であると、窒素
の捕捉効果を十分に得ることができず、逆に60%を超
えるとM−Cr−Al−Y合金層本来の特性が低下し
て、被覆層の寿命が低下するおそれがある。金属間化合
物相の体積率は、5〜50%範囲とすることがさらに好
ましい。
The volume ratio of the intermetallic compound phase in the M-Cr-Al-Y alloy layer is preferably in the range of 1-60%. If the volume ratio of the intermetallic compound phase is less than 1%, a sufficient nitrogen trapping effect cannot be obtained, and conversely, if it exceeds 60%, the original characteristics of the M-Cr-Al-Y alloy layer deteriorate. As a result, the life of the coating layer may be shortened. The volume ratio of the intermetallic compound phase is more preferably in the range of 5 to 50%.

【0043】上述したような金属間化合物相を含むM−
Cr−Al−Y合金層には、基本的には前述した第1お
よび第2の耐熱部材における金属被覆材料に用いるM−
Cr−Al−Y合金と同様な組成の合金を用いられ、か
つ窒化物形成元素の含有量は上述した金属間化合物相の
体積率を満足するように設定される。具体的には1〜2
0重量%の範囲とすることが好ましい。また、例えば耐
酸化性をさらに向上させるためにAlやCrを増量し
て、マトリックス相および前記MX金属間化合物相と共
に、M元素とAl元素あるいはCr元素とからなる他の
金属間化合物をさらに析出させてもよい。
M-containing an intermetallic compound phase as described above
For the Cr-Al-Y alloy layer, M-, which is basically used for the metal coating material in the above-mentioned first and second heat resistant members, is used.
An alloy having the same composition as the Cr-Al-Y alloy is used, and the content of the nitride-forming element is set so as to satisfy the volume ratio of the intermetallic compound phase described above. Specifically 1-2
It is preferably in the range of 0% by weight. Further, for example, in order to further improve the oxidation resistance, the amount of Al or Cr is increased to further precipitate another intermetallic compound consisting of the M element and the Al element or the Cr element together with the matrix phase and the MX intermetallic compound phase. You may let me.

【0044】上述した第3の耐熱部材は、例えば以下の
ようにして作製される。Fe、NiおよびCoから選ば
れる少なくとも1種の元素を主成分とする耐熱合金から
なる基材上に、窒化物形成元素を含むM−Cr−Al−
Y合金層をプラズマ溶射法、電子ビームPVD法、CV
D法等で形成し、このM−Cr−Al−Y合金層の形成
時に金属間化合物相を形成する。あるいは、M−Cr−
Al−Y合金粉末と上述したような金属間化合物粉末と
の混合粉末を原料として用いて、同様にプラズマ溶射法
等でM−Cr−Al−Y合金層を形成することによって
も作製することができる。
The above-mentioned third heat-resistant member is manufactured, for example, as follows. M-Cr-Al- containing a nitride-forming element on a base material made of a heat-resistant alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component.
Y alloy layer is plasma sprayed, electron beam PVD, CV
It is formed by the D method or the like, and an intermetallic compound phase is formed at the time of forming this M-Cr-Al-Y alloy layer. Alternatively, M-Cr-
The mixed powder of the Al-Y alloy powder and the intermetallic compound powder as described above may be used as a raw material, and the M-Cr-Al-Y alloy layer may be similarly formed by the plasma spraying method or the like. it can.

【0045】本発明の第1、第2および第3の金属被覆
材料においては、M−Cr−Al−Y合金層上にセラミ
ックス層を遮熱層(最外被覆層)として設けてもよい。
このセラミックス層は外部の熱を遮蔽して、基材合金の
温度上昇を低減する効果を有している。セラミックスの
種類としては、Si34 、SiC、Al23 、Zr
2 、TiN、A1N、サイアロン等が例示され、いず
れのセラミックス材料を用いてもよいが、ZrO2 が遮
熱層としては好適である。また、ZrO2 の安定化剤と
してはY23 、CaO、MgO等が用いられるが、こ
れらのうちY23 が最も好ましく、特にY23 を8
重量%程度含む部分安定化ジルコニアが極めて優れた特
性を示す。このセラミックス層は、通常多くのポアを含
み、環境側の元素は容易に通過させる。
In the first, second and third metal coating materials of the present invention, a ceramic layer may be provided as a heat shield layer (outermost coating layer) on the M-Cr-Al-Y alloy layer.
This ceramic layer has the effect of shielding external heat and reducing the temperature rise of the base alloy. The types of ceramics include Si 3 N 4 , SiC, Al 2 O 3 and Zr.
O 2 , TiN, A1N, sialon, etc. are exemplified, and any ceramic material may be used, but ZrO 2 is suitable as the heat shield layer. Further, as a stabilizer of ZrO 2 , Y 2 O 3 , CaO, MgO and the like are used, but among these, Y 2 O 3 is most preferable, and Y 2 O 3 is particularly preferably 8
Partially stabilized zirconia containing about wt% exhibits extremely excellent characteristics. This ceramic layer usually contains many pores, and the elements on the environment side easily pass through.

【0046】従って、本発明のM−Cr−Al−Y合金
層を基材とセラミックス層との結合層として利用するこ
とにより、窒素による材料劣化を軽減し、熱遮蔽被覆材
料の長寿命化に大きな効果を示す。
Therefore, by utilizing the M-Cr-Al-Y alloy layer of the present invention as the bonding layer of the base material and the ceramic layer, the deterioration of the material due to nitrogen is reduced and the life of the heat shield coating material is extended. Great effect.

【0047】次に本発明に係る第4の耐熱部材ならびに
その製造方法について説明する。本発明における第4の
耐熱部材を製造することの可能な第1の耐熱部材の製造
方法は、Fe、NiおよびCoから選ばれる少なくとも
1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、前記基
材表面に被覆形成された金属被覆層とを少なくとも具備
する耐熱部材の製造方法において、前記被覆材料に大気
圧により減圧された大気雰囲気中で加熱処理を施し、前
記金属被覆層の表面部側に酸化層を形成する工程を有す
ることを特徴としている。
Next, a fourth heat resistant member according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described. A first heat-resistant member manufacturing method capable of manufacturing a fourth heat-resistant member according to the present invention comprises a base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component, In the method for producing a heat-resistant member comprising at least a metal coating layer formed on the surface of the base material, the coating material is subjected to a heat treatment in an atmospheric atmosphere depressurized by atmospheric pressure, and a surface portion of the metal coating layer is formed. It is characterized by having a step of forming an oxide layer on the side.

【0048】また、本発明に係る第4の耐熱部材を製造
することが可能な第2の耐熱部材の製造方法は、Fe、
NiおよびCoから選ばれる少なくとも一種の元素を主
成分とする合金からなる基材と、前記基材表面に被覆形
成された金属被覆層とを少なくとも具備する耐熱部材の
製造方法において、一旦雰囲気圧を1×103 Pa以下
まで減圧した後、この雰囲気圧より高くかつ大気圧より
低い雰囲気圧となるように酸素を供給した雰囲気中で、
前記耐熱被覆材料に加熱処理を施し、前記金属被覆層の
表面部側に酸化層を形成する工程を有することを特徴と
している。
Further, the second heat-resistant member manufacturing method capable of manufacturing the fourth heat-resistant member according to the present invention is
In a method for producing a heat-resistant member, which comprises at least a base material made of an alloy containing at least one element selected from Ni and Co as a main component, and a metal coating layer formed on the surface of the base material, the atmospheric pressure is temporarily adjusted. After reducing the pressure to 1 × 10 3 Pa or less, in an atmosphere in which oxygen is supplied so that the atmospheric pressure is higher than the atmospheric pressure and lower than the atmospheric pressure,
It is characterized in that the heat-resistant coating material is subjected to heat treatment to form an oxide layer on the surface side of the metal coating layer.

【0049】本発明の第4の耐熱部材は、上述したよう
な合金基材の表面に、M−Cr−Al−Y合金(MはN
i、CoおよびFeから選ばれる少なくとも1種の元素
を示す)からなる金属被覆層が設けられている。なお、
M−Cr−Al−Y合金からなる金属被覆層上にセラミ
ックス遮熱層を最外被覆層として設けてもよい。セラミ
ックス遮熱層は外部の熱を遮蔽して、基材の温度上昇を
低減する効果を有している。
The fourth heat-resistant member of the present invention comprises an M-Cr-Al-Y alloy (M is N) on the surface of the alloy base material as described above.
i, Co, and Fe, which represent at least one element). In addition,
A ceramic heat shield layer may be provided as the outermost coating layer on the metal coating layer made of the M-Cr-Al-Y alloy. The ceramics heat shield layer has an effect of shielding outside heat and reducing a temperature rise of the base material.

【0050】上記M−Cr−Al−Y合金層には、0.
1〜20重量%のAl、10〜40重量%のCr、0.
1〜1.5重量%のYを含み、残部が実質的にM元素か
らなる組成の合金を用いることが好ましい。
In the M-Cr-Al-Y alloy layer, 0.
1-20 wt% Al, 10-40 wt% Cr, 0.
It is preferable to use an alloy having a composition containing 1 to 1.5% by weight of Y and the balance substantially consisting of M element.

【0051】AlおよびCrは、耐食・耐酸化性を担う
元素である。AlおよびCrの含有量が上記範囲の下限
値未満であると、被覆層の耐食・耐酸化効果が低下して
十分な機能を発揮できないおそれがある。一方、上記範
囲の上限値を超えると、有害な金属間化合物層の生成が
促進されて、金属被覆層の延性が低下するため、金属被
覆層内の亀裂成長等により寿命が低下するおそれがあ
る。AlおよびCrのより好ましい組成比は、Alが3
〜15重量%、Crが15〜35重量%の範囲である。
Al and Cr are elements responsible for corrosion resistance and oxidation resistance. If the contents of Al and Cr are less than the lower limit of the above range, the corrosion resistance and oxidation resistance of the coating layer may be deteriorated and the sufficient function may not be exhibited. On the other hand, if it exceeds the upper limit of the above range, the production of harmful intermetallic compound layers is promoted, and the ductility of the metal coating layer is reduced, so that the life may be shortened due to crack growth in the metal coating layer. . A more preferable composition ratio of Al and Cr is 3 for Al.
˜15 wt% and Cr in the range of 15-35 wt%.

【0052】Yは、酸化層ならびに金属被覆層の密着性
を改善する元素であり、上記範囲外ではいずれも効果が
低下する。Yのより好ましい組成比は、0.3〜1重量
%の範囲である。
Y is an element that improves the adhesiveness of the oxide layer and the metal coating layer, and the effect is reduced in any case outside the above range. A more preferable composition ratio of Y is in the range of 0.3 to 1% by weight.

【0053】残部のM元素は、Fe、NiおよびCoか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であればよいが、基材
合金との整合性や寿命の面から、特にNiまたはCoの
単元素、あるいはNiとCo(Ni>Co)やNi(C
o>Ni)の組合せが好ましい。
The remaining M element may be at least one element selected from Fe, Ni and Co. From the viewpoint of compatibility with the base alloy and life, in particular, a single element of Ni or Co, or Ni and Co (Ni> Co) and Ni (C
The combination of o> Ni) is preferred.

【0054】また、上記セラミックス遮熱層の構成材料
としては、Si34 、SiC、Al23 、ZrO
2 、TiN、A1N、サイアロン等の各種セラミックス
材料が例示され、いずれのセラミックス材料を用いても
よいが、ZrO2 が特に好適である。ZrO2 の安定化
剤としては、Y23 、CaO、MgO等が用いられる
が、これらのうちY23 が最も好ましく、特にY2
3 を8重量%程度含む部分安定化ジルコニアが極めて優
れた特性を示す。
The constituent materials of the ceramics heat shield layer are Si 3 N 4 , SiC, Al 2 O 3 and ZrO.
Various ceramic materials such as 2 , TiN, A1N, and sialon are exemplified, and any ceramic material may be used, but ZrO 2 is particularly preferable. As the stabilizer of ZrO 2 , Y 2 O 3 , CaO, MgO and the like are used, and among these, Y 2 O 3 is most preferable, and particularly Y 2 O.
Partially stabilized zirconia containing about 8% by weight of 3 shows extremely excellent characteristics.

【0055】上述したM−Cr−Al−Y合金からなる
金属被覆層は、その表面部側に酸化層を有していると共
に、この酸化層下部から厚さ方向5μmの範囲に、γ´
相ならびにβ相からなる初期析出物が面積比で10%以
上存在している。すなわち、本発明の耐熱被覆材料は、
例えば本発明の熱処理方法を適用することによって、A
l酸化物を主体とする酸化層自体を、緻密で内部欠陥の
少ない酸化物層としていると共に、M−Cr−Al−Y
合金の表面部側に存在するγ´相ならびにβ相からなる
初期析出物の部分的な消失を抑制したものである。
The metal coating layer made of the above-mentioned M-Cr-Al-Y alloy has an oxide layer on the surface side thereof, and γ'in the range of 5 μm in the thickness direction from the lower portion of the oxide layer.
An initial precipitate consisting of the phase and β phase is present in an area ratio of 10% or more. That is, the heat-resistant coating material of the present invention,
For example, by applying the heat treatment method of the present invention, A
The oxide layer mainly composed of 1-oxide is a dense oxide layer with few internal defects, and M-Cr-Al-Y
It suppresses the partial disappearance of the initial precipitates consisting of the γ'phase and β phase existing on the surface side of the alloy.

【0056】上述した緻密で内部欠陥の少ない酸化層
は、環境中に含まれる窒素の材料中への侵入抑止効果を
有しているため、金属被覆層ならびに基材中における窒
化物の生成を抑制することができる。また、M−Cr−
Al−Y合金層の表面近傍部、すなわち酸化層下部から
厚さ方向に5μmの範囲において、初期析出物の部分的
な消失を抑制し、初期析出物を面積比で10%以上存在
させることによって、実環境中での酸化速度を著しく低
下させることができる。従って、M−Cr−Al−Y合
金が本来有する耐酸化性の低下を防止することが可能と
なる。
Since the above-mentioned dense oxide layer having few internal defects has an effect of inhibiting nitrogen contained in the environment from penetrating into the material, it suppresses the formation of nitride in the metal coating layer and the base material. can do. In addition, M-Cr-
In the vicinity of the surface of the Al—Y alloy layer, that is, in the range of 5 μm in the thickness direction from the lower part of the oxide layer, the partial disappearance of the initial precipitates is suppressed, and the initial precipitates are present in an area ratio of 10% or more. The oxidation rate in the actual environment can be remarkably reduced. Therefore, it becomes possible to prevent deterioration of the oxidation resistance originally possessed by the M-Cr-Al-Y alloy.

【0057】ここで、M−Cr−Al−Y合金層3中に
は初期状態においては、図3に示すように、M元素がN
iの場合にはNi3 Al(γ´相)やNiAl(β相)
等、M元素がCoの場合にはCoAl(β相)等、M元
素がFeの場合にはFeAl(β2 相)等が、初期析出
物4として存在している。これらはいずれもM−Cr−
Al−Y合金相の耐酸化性を担うAlの金属間化合物相
である。
Here, in the initial state of the M-Cr-Al-Y alloy layer 3, as shown in FIG.
In the case of i, Ni 3 Al (γ 'phase) or NiAl (β phase)
Etc. When the M element is Co, CoAl (β phase) and the like, and when the M element is Fe, FeAl (β 2 phase) and the like are present as the initial precipitates 4. These are all M-Cr-
It is an intermetallic compound phase of Al that is responsible for the oxidation resistance of the Al-Y alloy phase.

【0058】従って、M−Cr−Al−Y合金層の表面
近傍部における上記初期析出物の量が面積比で10%以
下となると、実環境中でM−Cr−Al−Y合金層が急
激に酸化し、M−Cr−Al−Y合金層本来の耐酸化性
が著しく損われてしまう。より良好な耐酸化性を得る上
で、M−Cr−Al−Y合金層の表面近傍部における初
期析出物量は面積比で30%以上存在させることが好ま
しい。
Therefore, when the amount of the above-mentioned initial precipitates in the vicinity of the surface of the M-Cr-Al-Y alloy layer becomes 10% or less in area ratio, the M-Cr-Al-Y alloy layer suddenly grows in an actual environment. And the original oxidation resistance of the M-Cr-Al-Y alloy layer is significantly impaired. In order to obtain better oxidation resistance, the amount of initial precipitates in the vicinity of the surface of the M-Cr-Al-Y alloy layer is preferably 30% or more in terms of area ratio.

【0059】後に詳述するが、本発明の製造方法によれ
ば、M−Cr−Al−Y合金層の表面近傍部におけるA
lを蓄えている初期析出物の部分的な消失を抑えて、上
述したようなAl酸化物を主体とする酸化層を形成する
ことができる。
As will be described in detail later, according to the manufacturing method of the present invention, A in the vicinity of the surface of the M-Cr-Al-Y alloy layer is A.
It is possible to suppress the partial disappearance of the initial precipitate that stores l and form the oxide layer mainly containing Al oxide as described above.

【0060】本発明の耐熱部材における金属被覆層表面
の酸化層は、上述したように、M−Cr−Al−Y合金
本来の耐酸化性を低下させることなく、耐窒化性の向上
を図ることを可能にしたものである。なお、上記金属被
覆層上にセラミックス遮熱層を形成する場合には、金属
被覆層とセラミックス遮熱層との界面近傍に、上述した
ような酸化層が形成されると共に、その酸化層下部から
厚さ方向5μmの範囲の初期析出物量が面積比で10%
以上となる。
As described above, the oxide layer on the surface of the metal coating layer in the heat-resistant member of the present invention should improve the nitriding resistance without deteriorating the original oxidation resistance of the M-Cr-Al-Y alloy. Is made possible. When the ceramics heat shield layer is formed on the metal coating layer, the above-mentioned oxide layer is formed in the vicinity of the interface between the metal cover layer and the ceramics heat shield layer, and from the bottom of the oxide layer. The amount of initial precipitates in the range of 5 μm in the thickness direction is 10% in area ratio
That is all.

【0061】次に、本発明の第4の耐熱部材の第1の製
造方法における熱処理方法について説明する。まず、第
1の製造方法は、金属被覆層を形成した耐熱部材に大気
圧より減圧された大気雰囲気中で加熱処理を施すことに
よって、金属被覆層の表面部側に酸化層を形成する工程
を有している。
Next, the heat treatment method in the first manufacturing method of the fourth heat-resistant member of the present invention will be described. First, the first manufacturing method includes a step of forming an oxide layer on the surface side of the metal coating layer by subjecting the heat-resistant member on which the metal coating layer is formed to heat treatment in an air atmosphere at a pressure lower than atmospheric pressure. Have

【0062】このような加熱処理によれば、大気中より
酸化ポテンシャルの低い環境下で金属被覆層、例えばM
−Cr−Al−Y合金層の表面部側に酸化層を形成する
ことができる。この酸化層の成長速度は、大気中での加
熱処理と比較して遅いため、M−Cr−Al−Y合金層
中の元素拡散が十分に行われる。従って、図4に示すよ
うに、M−Cr−Al−Y合金層3内の上記したAlを
蓄えている初期析出物4が均一に消費され、耐酸化性を
担う初期析出物4を表面近傍部で部分的に枯渇させるこ
となく、健全かつ緻密なAl酸化物を主体とする酸化層
5を表面に形成することができる。
According to such heat treatment, the metal coating layer, for example M, is added under the environment where the oxidation potential is lower than that in the atmosphere.
An oxide layer can be formed on the surface portion side of the -Cr-Al-Y alloy layer. Since the growth rate of this oxide layer is slower than that in the heat treatment in the atmosphere, element diffusion in the M-Cr-Al-Y alloy layer is sufficiently performed. Therefore, as shown in FIG. 4, the above-mentioned Al-containing initial precipitates 4 in the M-Cr-Al-Y alloy layer 3 are uniformly consumed, and the initial precipitates 4 responsible for oxidation resistance are near the surface. It is possible to form a sound and dense oxide layer 5 mainly composed of Al oxide on the surface without being partially depleted in the part.

【0063】ここで、酸化層形成のための加熱処理を大
気圧中で行うと、図5に示す様に、酸化層5が急激に形
成されるため、M−Cr−Al−Y合金層3中の表面層
に近い部分の初期析出物4が急激に消費され、耐酸化性
を担う初期析出物4を表面近傍部6において部分的に枯
渇するので、酸化層5の緻密性が低下すると共に、内在
する欠陥が多くなり、金属被覆層ならびに基材内部への
窒素の侵入を抑制することができない。
Here, when the heat treatment for forming the oxide layer is performed at atmospheric pressure, the oxide layer 5 is rapidly formed as shown in FIG. 5, so that the M-Cr-Al-Y alloy layer 3 is formed. The initial precipitates 4 near the inner surface layer are rapidly consumed, and the initial precipitates 4 responsible for the oxidation resistance are partially depleted in the surface vicinity part 6, so that the denseness of the oxide layer 5 decreases. However, the number of internal defects increases, and it is not possible to suppress the penetration of nitrogen into the metal coating layer and the inside of the substrate.

【0064】従来の耐熱部材においては、上記したよう
な窒素の侵入に伴う金属被覆層ならびに基材内部におけ
る窒化物の生成によって、基材の損傷を招いていたもの
である。
In the conventional heat-resistant member, the base material is damaged due to the formation of the nitride in the metal coating layer and the base material in association with the penetration of nitrogen as described above.

【0065】本発明の第1の製造方法における熱処理方
法により形成される酸化層は、大気中で形成された酸化
層と比較して、緻密で内在する欠陥が極めて少ないた
め、環境中に含まれる窒素の材料中への侵入に対して優
れた抑止効果を示す。
Since the oxide layer formed by the heat treatment method in the first manufacturing method of the present invention is dense and has very few internal defects as compared with the oxide layer formed in the atmosphere, it is included in the environment. It has an excellent deterrent effect on the penetration of nitrogen into the material.

【0066】しかも、Alを蓄えているM−Cr−Al
−Y合金層内の初期析出物の部分的な消失を抑えて、A
l酸化物を主体とする酸化層を形成することができるた
め、実環境中での酸化速度を著しく低下させることが可
能となる。これらによって、前述したように耐酸化性と
耐窒化性とを両立させた耐熱被覆材料が得られる。
Moreover, M-Cr-Al which stores Al
-By suppressing partial disappearance of the initial precipitates in the Y alloy layer, A
Since it is possible to form an oxide layer mainly containing 1-oxide, it becomes possible to significantly reduce the oxidation rate in an actual environment. With these, a heat resistant coating material having both oxidation resistance and nitriding resistance as described above can be obtained.

【0067】第1の製造方法の熱処理方法における雰囲
気圧は、基本的には大気圧より減圧されていればその減
圧度に見合った効果が得られるが、特に3×102 〜5
×10-6Paの範囲とすることが好ましい。3×102
Paを超える雰囲気中では、CrやNi等のM元素が酸
化層中に含まれ、これが酸化層の窒素侵入抑止効果を低
下させる。また逆に、5×10-6Pa未満の高真空中で
は、酸化層の成長速度が著しく遅いため、生産性を大幅
に低下させ、現実的ではない。
[0067] atmospheric pressure in the heat treatment method of the first production method is basically the effect commensurate with the degree of reduced pressure if pressure is reduced below atmospheric pressure can be obtained, especially 3 × 10 2 to 5
It is preferably in the range of × 10 -6 Pa. 3 x 10 2
In an atmosphere exceeding Pa, M elements such as Cr and Ni are contained in the oxide layer, which reduces the effect of inhibiting nitrogen intrusion of the oxide layer. On the contrary, in a high vacuum of less than 5 × 10 −6 Pa, the growth rate of the oxide layer is remarkably slow, which significantly reduces productivity and is not realistic.

【0068】また、加熱処理時の条件は、金属被覆層の
構成材料やその厚さ等に応じて適宜設定するものとする
が、例えば900〜1300Kの温度で10〜70時間
程度の加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理温度が
低すぎたり、また加熱時間が短すぎると酸化物量が不足
し、十分に耐窒化性を付与できないおそれがある。一
方、熱処理温度が高すぎると、酸化層の品質低下を招く
おそれがある。また、加熱時間が長すぎると、酸化物の
形成量が多すぎて金属被覆層本来の特性が損なわれるお
それがある。
The conditions for the heat treatment are set as appropriate according to the constituent material of the metal coating layer, the thickness thereof, and the like. For example, the heat treatment at a temperature of 900 to 1300 K for about 10 to 70 hours is performed. It is preferable to carry out. If the heat treatment temperature is too low or the heating time is too short, the amount of oxides may be insufficient, and sufficient nitriding resistance may not be imparted. On the other hand, if the heat treatment temperature is too high, the quality of the oxide layer may deteriorate. On the other hand, if the heating time is too long, the amount of oxide formed may be too large and the original properties of the metal coating layer may be impaired.

【0069】本発明の第4の耐熱部材の第2の製造方法
における熱処理方法においては、一旦雰囲気圧を1×1
3 Pa以下まで減圧した後(P1 )、この雰囲気圧P
1 より高くかつ大気圧(P0 )より低い雰囲気圧(P
2 :P1 <P2 <P0 )となるように酸素を供給した雰
囲気中で、金属被覆層を形成した耐熱被覆材料に加熱処
理を施すことによって、金属被覆層の表面部側に酸化層
を形成する。
In the heat treatment method of the second manufacturing method of the fourth heat-resistant member of the present invention, the atmospheric pressure is once set to 1 × 1.
After reducing the pressure to 0 3 Pa or less (P 1 ), the atmospheric pressure P
Atmospheric pressure (P higher than 1 and lower than atmospheric pressure (P 0 ).
2 : In the atmosphere in which oxygen is supplied so that P 1 <P 2 <P 0 , the heat-resistant coating material on which the metal coating layer is formed is subjected to a heat treatment to form an oxide layer on the surface side of the metal coating layer. To form.

【0070】このような加熱処理によれば、第1の製造
方法における熱処理と同様に、耐酸化性を担う初期析出
物を表面近傍部で部分的に枯渇させることなく、緻密か
つ健全なAl酸化物を主体とする酸化層を表面に形成す
ることができる共に、装置上の制約等により十分な真空
度が得られず、酸化物と窒化物が同時に形成されるよう
な環境下であっても、その後の酸素の供給によって雰囲
気中の酸化ポテンシャルのみが増加するため、窒化物等
の形成や窒素の固溶を防いだ状態で、酸化物のみを表面
近傍に形成することができる。
According to the heat treatment as described above, similar to the heat treatment in the first manufacturing method, the dense and sound Al oxidation can be performed without partially depleting the initial precipitates responsible for the oxidation resistance in the vicinity of the surface. It is possible to form an oxide layer mainly composed of a substance on the surface, and even in an environment where an oxide and a nitride are formed at the same time because a sufficient degree of vacuum cannot be obtained due to restrictions on the device. Since the subsequent supply of oxygen increases only the oxidation potential in the atmosphere, it is possible to form only the oxide near the surface while preventing the formation of nitrides and the solid solution of nitrogen.

【0071】そして、一旦表面に緻密で健全な酸化層が
形成されると、窒素の材料内部への侵入は極めて抑制さ
れるため、耐熱被覆材料の耐窒化性は著しく向上する。
また、第2の製造方法における熱処理方法では、加熱処
理時の雰囲気圧をあまり下げずに耐窒化性にすぐれた酸
化層の形成が可能であるため、熱処理装置自体が安価と
なる利点もある。
Once the dense and sound oxide layer is formed on the surface, the penetration of nitrogen into the material is extremely suppressed, so that the nitriding resistance of the heat resistant coating material is significantly improved.
In addition, the heat treatment method in the second manufacturing method has an advantage that the heat treatment apparatus itself is inexpensive because it is possible to form an oxide layer having excellent nitriding resistance without significantly lowering the atmospheric pressure during the heat treatment.

【0072】ここで、当初の減圧時に雰囲気圧P1 を1
×103 Paより高い値に設定すると、窒素の影響を十
分に排除することができない。また、その後に供給する
酸素は、雰囲気圧が3×10-1Pa以下を維持するよう
に供給することが好ましい。酸素供給後の雰囲気圧が3
×10-1Paを超えると、酸化ポテンシャルが高くなり
すぎてAl以外の酸化層が急激に形成され、緻密性が低
下すると共に内部欠陥が増大する。なお、第2の製造方
法における加熱処理条件は、第1の製造方法と同様とす
ることが好ましい。
At this time, the atmospheric pressure P 1 is set to 1 at the initial depressurization.
If the value is set higher than × 10 3 Pa, the effect of nitrogen cannot be sufficiently eliminated. Further, it is preferable to supply oxygen so that the atmospheric pressure is maintained at 3 × 10 −1 Pa or less. Atmospheric pressure after oxygen supply is 3
When it exceeds x10 -1 Pa, the oxidation potential becomes too high, and an oxide layer other than Al is rapidly formed, so that the denseness is lowered and the internal defects are increased. The heat treatment conditions in the second manufacturing method are preferably the same as those in the first manufacturing method.

【0073】なお、M−Cr−Al−Y合金層上にセラ
ミックス被覆層を形成する場合においても、本発明の第
1、第2の製造方法は有効である。すなわち、セラミッ
クス被覆層は通常多くのポアを含み、加熱雰囲気中の元
素を容易に通過させるため、雰囲気中の酸素によってM
−Cr−Al−Y合金層の表面部側に上述したような酸
化層を形成することができる。
The first and second manufacturing methods of the present invention are also effective when the ceramic coating layer is formed on the M-Cr-Al-Y alloy layer. That is, since the ceramic coating layer usually contains many pores and easily allows the elements in the heating atmosphere to pass through, the oxygen in the atmosphere causes M
The oxide layer as described above can be formed on the surface portion side of the —Cr—Al—Y alloy layer.

【0074】さらに、Al23 やZrO2 、サイアロ
ン等の酸化物系あるいは酸窒化物系セラミックスを合金
層上に有する被覆材料において、本発明の熱処理を適用
すると、雰囲気中の酸素のみならず、セラミックス層内
の酸素を消費して合金層表面に優れた特性を有する酸化
層を形成することが可能であり、雰囲気中の酸素による
酸化が生じても困難な2×10-4Pa適度以上の高真空
度の領域でも後者の機構によって酸化層形成が可能であ
る。なお、前述した酸化物、酸窒化物系セラミックスの
中でも、ZrO2 か酸素を多量に固溶し、また、解離も
容易であるから、本発明の製造方法の酸素供給源として
最も好適である。また、セラミックス被覆層は環境中の
元素も容易に通過させるため、本発明の製造方法により
耐窒化性を向上させた酸化層を形成することによって、
熱遮蔽被覆材料の超寿命化を達成することができる。
Furthermore, when the heat treatment of the present invention is applied to a coating material having oxide-based or oxynitride-based ceramics such as Al 2 O 3 , ZrO 2 and sialon on the alloy layer, not only oxygen in the atmosphere but also oxygen in the atmosphere is applied. It is possible to consume oxygen in the ceramic layer to form an oxide layer having excellent characteristics on the surface of the alloy layer, and it is difficult to oxidize due to oxygen in the atmosphere, 2 × 10 −4 Pa or more Even in the high vacuum region, the oxide layer can be formed by the latter mechanism. Among the above-mentioned oxide and oxynitride-based ceramics, ZrO 2 or oxygen is dissolved in a large amount, and dissociation is easy. Therefore, it is most suitable as an oxygen supply source in the production method of the present invention. Further, since the ceramic coating layer easily allows passage of elements in the environment, by forming an oxide layer with improved nitriding resistance by the manufacturing method of the present invention,
It is possible to achieve a long life of the thermal barrier coating material.

【0075】本発明における第1および第2の製造方法
は、上述したようなM−Cr−Al−Y合金からなる金
属被覆層に限らず、いわゆるアルミパック法等による金
属被覆層に対しても有効である。
The first and second manufacturing methods of the present invention are not limited to the metal coating layer made of the M-Cr-Al-Y alloy as described above, but may be applied to the metal coating layer formed by the so-called aluminum pack method. It is valid.

【0076】すなわち、Alを含む金属粉末と添加剤の
塩化アンモニウムや焼結防止剤の酸化アルミニウム粉末
等との混合粉末中、あるいはこの混合粉末から発生する
蒸気中に、基材もしくはM−Cr−Al−Y合金層を被
覆形成した基材を設置し、水素雰囲気中で873〜14
73K程度の温度に加熱することにより、基材上もしく
はM−Cr−Al−Y合金層上にAl被覆層が金属被覆
層として形成される。アルミパック法により形成される
Al被覆層は基本的にはAlとNiCo、Fe等との化
合物からなるものである。
That is, in a mixed powder of a metal powder containing Al and an additive such as ammonium chloride or an aluminum oxide powder as a sintering inhibitor, or in vapor generated from this mixed powder, the base material or M-Cr- A base material coated with an Al-Y alloy layer is placed, and 873-14 in a hydrogen atmosphere.
By heating to a temperature of about 73 K, an Al coating layer is formed as a metal coating layer on the base material or the M-Cr-Al-Y alloy layer. The Al coating layer formed by the aluminum pack method is basically composed of a compound of Al and NiCo, Fe or the like.

【0077】上述したようなAl被覆層を形成した耐熱
被覆材料に対して、本発明の第1または第2の熱処理方
法を適用することによって、金属被覆層がM−Cr−A
l−Y合金層単独である場合と同様に、緻密でかつ内部
欠陥の少ない酸化層をAl被覆層の表面部側に形成する
ことができる。これによって、耐酸化性と耐窒化性を共
に付与することができる。
By applying the first or second heat treatment method of the present invention to the heat resistant coating material having the Al coating layer as described above, the metal coating layer becomes M-Cr-A.
As in the case of using only the l-Y alloy layer, a dense oxide layer with few internal defects can be formed on the surface side of the Al coating layer. This makes it possible to impart both oxidation resistance and nitriding resistance.

【0078】また、本発明の第1および第2の製造方法
に係る熱処理方法は、本発明の耐熱被覆材料や上述した
アルミパック法を利用した耐熱被覆材料の製造方法とし
て利用できるのみならず、例えばガスタービン翼等の熱
機器用部品の補修時に、本発明の熱処理を適用すること
も可能である。すなわち、熱機器用部品の補修時に本発
明の熱処理を施すことによって、ガスタービンの燃焼ガ
ス雰囲気等では得られない緻密なAl酸化物を主体とす
る酸化層を再形成することができる。これによって、ガ
スタービン翼等の熱機器用部品をより長寿命化すること
ができる。
Further, the heat treatment methods according to the first and second production methods of the present invention can be used not only as a method for producing the heat resistant coating material of the present invention and the heat resistant coating material using the aluminum pack method described above, but also For example, the heat treatment of the present invention can be applied at the time of repairing a component for thermal equipment such as a gas turbine blade. That is, by performing the heat treatment of the present invention at the time of repairing a component for a thermal device, it is possible to re-form an oxide layer mainly composed of a dense Al oxide that cannot be obtained in a combustion gas atmosphere of a gas turbine or the like. This makes it possible to prolong the service life of parts for thermal equipment such as gas turbine blades.

【0079】[0079]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 まず、基材としてNi基合金IN738LCを用意し
た。この基材を20×20×5mmの寸法に切断した後、
アルミナ粒子による表面粗面化処理(サンドブラスト)
を行った。その後、この基材上にNi−22%Co−1
7%Cr−12%Al−0.6%Y(重量%)組成の合
金粉末を、厚さ約150μmとなるように減圧プラズマ
溶射した。さらに、その上にNi−21%Co−17%
Cr−12%Al−1.5%Sc−0.6%Y(重量
%)組成の合金粉末を厚さ約50μmとなるように減圧
プラズマ溶射して、表面側に窒化物形成元素としてSc
を高濃度に含む層を有するM(Ni,Co)−Cr−A
l−Y合金層を形成した。このようにして目的とする金
属被覆材料を作製し、後述する特性評価に供した。
Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 First, a Ni-based alloy IN738LC was prepared as a base material. After cutting this substrate into a size of 20 × 20 × 5 mm,
Surface roughening treatment with alumina particles (sandblasting)
I went. Then, Ni-22% Co-1 was formed on this substrate.
An alloy powder having a composition of 7% Cr-12% Al-0.6% Y (wt%) was plasma sprayed under reduced pressure to a thickness of about 150 μm. Furthermore, Ni-21% Co-17% on it
An alloy powder having a composition of Cr-12% Al-1.5% Sc-0.6% Y (wt%) was plasma sprayed under reduced pressure to a thickness of about 50 μm, and Sc was used as a nitride forming element on the surface side.
(Ni, Co) -Cr-A having a layer containing a high concentration of
An I-Y alloy layer was formed. In this way, the intended metal coating material was produced and subjected to the characteristic evaluation described later.

【0080】また、本発明との比較例として、上記実施
例1と同一の基材上にNi−22%Co−17%Cr−
12%Al−0.6%Y(重量%)組成粉末のみを約2
00μmの厚さで減圧プラズマ溶射した試料(比較例1
A)を作製して特性評価を供した。また、Ni基合金I
N738LC単体の試料(比較例1B)についても、同
様に特性評価に供した。
As a comparative example with the present invention, Ni-22% Co-17% Cr-on the same substrate as in Example 1 above.
About 12% Al-0.6% Y (wt%) composition powder only
Sample of low pressure plasma spraying with a thickness of 00 μm (Comparative Example 1
A) was prepared and subjected to characteristic evaluation. In addition, Ni-based alloy I
A sample of N738LC alone (Comparative Example 1B) was also subjected to the characteristic evaluation in the same manner.

【0081】上述した実施例1および比較例1による各
試験片に、まず純窒素ガス流中(5×10-33 /mi
n)にて1273K×500hの加熱処理を施した。加
熱処理後、試験片の断面をSEMにより観察して、内部
に生成した窒化物層の厚さを測定した。その結果、比較
例1Aでは被覆層中に55μm、比較例1Bでは150
μmの窒化物層がそれぞれ観察された。これに対して、
実施例1では9μmの窒化物層しか観察されず、本発明
による被覆層は耐窒化特性を部材に付与でき、部材の長
寿命化が達成できることが分かった。
Each test piece of Example 1 and Comparative Example 1 described above was first subjected to a pure nitrogen gas flow (5 × 10 −3 m 3 / mi).
In n), a heat treatment of 1273K × 500h was performed. After the heat treatment, the cross section of the test piece was observed by SEM to measure the thickness of the nitride layer formed inside. As a result, in Comparative Example 1A, the coating layer was 55 μm, and in Comparative Example 1B, 150 μm.
Each μm nitride layer was observed. On the contrary,
In Example 1, only the nitride layer having a thickness of 9 μm was observed, and it was found that the coating layer according to the present invention can impart the nitriding resistance property to the member and achieve the long life of the member.

【0082】実施例2 上記実施例1における2層構造のM−Cr−Al−Y合
金層に代えて、表1に組成を示すM−Cr−Al−Y合
金および窒化物形成元素含有M−Cr−Al−Y合金を
用いる以外は、実施例1と同一条件で金属被覆材料を作
製した。比較例2も窒化物形成元素含有M−Cr−Al
−Y合金を用いない以外は同様である。これら実施例2
および比較例2による金属被覆材料の耐窒化特性を実施
例1と同様にして測定した。その結果を窒化物層の厚さ
として表2に併せて示す。
Example 2 Instead of the two-layer M-Cr-Al-Y alloy layer in Example 1, the M-Cr-Al-Y alloy whose composition is shown in Table 1 and the nitride-forming element-containing M- A metal coating material was produced under the same conditions as in Example 1 except that the Cr-Al-Y alloy was used. Comparative Example 2 is also M-Cr-Al containing a nitride forming element.
It is the same except that the -Y alloy is not used. Example 2
The nitriding resistance of the metal coating material according to Comparative Example 2 was measured in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 2 as the thickness of the nitride layer.

【0083】[0083]

【表2】 [Table 2]

【0084】実施例3 基材としてNi基合金IN738LCを用意し、この基
材表面にNi−22%Co−17%Cr−12%Al−
1.5%Zr−0.6%Y(重量%)組成の合金粉末を
厚さ約200μmとなるように、減圧プラズマ溶射し
た。得られた被覆相中の生成相をXRDによって同定し
た結果、NiAl相と共に(Al,Zr)Ni3 相が確
認された。また、マトリックス相はNiおよびCoを主
成分とする相であった。このようにして、金属間化合物
相を含有するM(Ni,Co)−Cr−Al−Y合金層
を形成した金属被覆材料を作製し、後述する特性評価に
供した。
Example 3 A Ni-base alloy IN738LC was prepared as a base material, and Ni-22% Co-17% Cr-12% Al- was formed on the surface of the base material.
An alloy powder having a composition of 1.5% Zr-0.6% Y (wt%) was sprayed under reduced pressure to a thickness of about 200 μm. As a result of identifying the produced phase in the obtained coating phase by XRD, the (Al, Zr) Ni 3 phase was confirmed together with the NiAl phase. The matrix phase was a phase containing Ni and Co as main components. In this way, the metal coating material having the M (Ni, Co) -Cr-Al-Y alloy layer containing the intermetallic compound phase was prepared and provided for the characteristic evaluation described later.

【0085】また、本発明との比較例として、同一の基
材上にNi−22%Co−17%Cr−12%Al−
0.6%Y(重量%)組成の合金粉末のみを約200μ
mの厚さで減圧プラズマ溶射した試料(比較例3)を作
製し、同様に特性評価を供した。
As a comparative example with the present invention, Ni-22% Co-17% Cr-12% Al-on the same base material.
Approximately 200μ only for alloy powder with 0.6% Y (wt%) composition
A sample (Comparative Example 3) having a thickness of m and subjected to low pressure plasma spraying was prepared and subjected to the same characteristic evaluation.

【0086】上述した実施例3および比較例3による各
試験片に、まず純窒素ガス流中(5×10-33 /mi
n)にて1273K×500hの加熱処理を施した。加
熱処理後、試験片の断面をSEMにより観察したとこ
ろ、比較例3では表面から55μmの窒化物層が観察さ
れたが、実施例3では2μmの窒化物層しか観察されな
かった。
Each of the test pieces of Example 3 and Comparative Example 3 described above was first subjected to a pure nitrogen gas flow (5 × 10 −3 m 3 / mi).
In n), a heat treatment of 1273K × 500h was performed. When the cross section of the test piece was observed by SEM after the heat treatment, a nitride layer of 55 μm from the surface was observed in Comparative Example 3, but only a 2 μm nitride layer was observed in Example 3.

【0087】実施例4 上記実施例3におけるM−Cr−Al−Y合金に代え
て、表2に組成を示す窒化物形成元素含有M−Cr−A
l−Y合金を用いる以外は、実施例3と同一条件で金属
被覆材料を作製した。これら金属被覆材料の被覆相中の
生成相(化合物相)をXRDで同定すると共に、耐窒化
特性を実施例3と同様にして測定した。その結果を窒化
物層の厚さとして表3に併せて示す。
Example 4 In place of the M-Cr-Al-Y alloy in Example 3, the nitride forming element-containing M-Cr-A whose composition is shown in Table 2 is used.
A metal coating material was produced under the same conditions as in Example 3 except that the I-Y alloy was used. The produced phase (compound phase) in the coating phase of these metal coating materials was identified by XRD, and the nitriding resistance was measured in the same manner as in Example 3. The results are also shown in Table 3 as the thickness of the nitride layer.

【0088】[0088]

【表3】 [Table 3]

【0089】実施例5 基材としてNi基合金IN738LCを用意し、この基
材上にCo−29%Cr−6%Al−0.4%Y(重量
%)組成の合金粉末を厚さ約150μmとなるように減
圧プラズマ溶射し、その上にCo−29%Cr−6%A
l−10%Hf−0.4%Y(重量%)組成の合金粉末
を厚さ約50μmとなるように減圧プラズマ溶射した。
さらに、上記M(Co)−Cr−Al−Y合金層上に、
8%Y23 −ZrO2 粉末を厚さ約200μmとなる
ように大気プラズマ溶射した。このようにして、窒化物
形成元素としてHfを高濃度に含む層を有するM(C
o)−Cr−Al−Y合金層上にセラミックス遮熱層を
形成した金属被覆材料を作製し、後述する特性評価に供
した。
Example 5 A Ni-base alloy IN738LC was prepared as a base material, and an alloy powder having a composition of Co-29% Cr-6% Al-0.4% Y (wt%) was formed on the base material to a thickness of about 150 μm. Low pressure plasma spraying so that Co-29% Cr-6% A
An alloy powder having a composition of 1-10% Hf-0.4% Y (weight%) was sprayed under reduced pressure to a thickness of about 50 μm.
Further, on the M (Co) -Cr-Al-Y alloy layer,
8% Y 2 O 3 —ZrO 2 powder was plasma sprayed in the atmosphere to a thickness of about 200 μm. Thus, M (C) having a layer containing Hf at a high concentration as a nitride forming element
o) A metal coating material in which a ceramics heat shield layer was formed on a -Cr-Al-Y alloy layer was prepared and subjected to the characteristic evaluation described later.

【0090】また、本発明との比較例として、同一の基
材上にCo−29%Cr−6%Al−0.4%Y(重量
%)組成の合金粉末のみを厚さ約200μmで減圧プラ
ズマ溶射し、その上に8%Y23 −ZrO2 粉末を厚
さ200μmで大気プラズマ溶射した試料(比較例4)
を作製して、同様に特性評価に供した。
As a comparative example with the present invention, only alloy powder of Co-29% Cr-6% Al-0.4% Y (wt%) composition was depressurized to a thickness of about 200 μm on the same substrate. Sample which was plasma sprayed and on which 8% Y 2 O 3 —ZrO 2 powder was plasma sprayed to a thickness of 200 μm in air (Comparative Example 4).
Was prepared and subjected to characteristic evaluation in the same manner.

【0091】上述した実施例5および比較例4による各
試験片に、まず純窒素ガス流中(5×10-33 /mi
n)にて1273K×500hの加熱処理を施した。加
熱処理後、試験片の断面をSEMにより観察したとこ
ろ、比較例4では金属被覆層中に120μmの窒化物層
が観察されたが、実施例5では7μmの窒化物層しか観
察されなかった。この結果、セラミックス遮熱層を形成
する場合においても、本発明による金属被覆層の効果は
極めて大きいことが分かった。
Each of the test pieces of Example 5 and Comparative Example 4 described above was first subjected to a pure nitrogen gas flow (5 × 10 −3 m 3 / mi).
In n), a heat treatment of 1273K × 500h was performed. When the cross section of the test piece was observed by SEM after the heat treatment, a nitride layer of 120 μm was observed in the metal coating layer in Comparative Example 4, but only a nitride layer of 7 μm was observed in Example 5. As a result, it was found that the effect of the metal coating layer according to the present invention is extremely large even when the ceramics heat shield layer is formed.

【0092】実施例6 まず、合金基材としてNi基合金IN738LCを用意
し、この基材を20×20×5mmの試験片寸法に切断し
た。次いで、この試験片形状の基材表面にアルミナ粒子
による表面粗面化処理(サンドブラスト処理)を施し
た。この後、基材の粗面化した表面に、減圧プラズマ溶
射法(VPS)を用いて、Co−29%Cr−6%Al
−0.4%Y合金(重量%)を約200μmの厚さで被
覆形成した。
Example 6 First, a Ni-base alloy IN738LC was prepared as an alloy base material, and this base material was cut into a specimen size of 20 × 20 × 5 mm. Then, the surface of the base material in the shape of the test piece was subjected to surface roughening treatment (sandblasting treatment) with alumina particles. Then, Co-29% Cr-6% Al was applied to the roughened surface of the base material by using a reduced pressure plasma spraying method (VPS).
A 0.4% Y alloy (% by weight) was coated to a thickness of about 200 μm.

【0093】次に、上記Co−Cr−Al−Y合金層を
形成した基材を真空加熱炉内に配置し、炉内を1.5×
10-4Paまで真空引きした後、基材の強度回復熱処理
として1393K×2hの条件で熱処理を施し、次いで
上記真空度を維持したまま1123Kまで冷却し、その
温度で24時間の熱処理、すなわち本発明の第1の方法
を適用した熱処理を施した。この後、常温まで冷却し
て、本発明の耐熱被覆材料を得た。この耐熱被覆材料を
後述する特性評価に供した。
Next, the base material on which the Co-Cr-Al-Y alloy layer is formed is placed in a vacuum heating furnace and the inside of the furnace is set to 1.5 ×.
After evacuation to 10 -4 Pa, heat treatment is carried out under the condition of 1393K × 2h as strength recovery heat treatment for the base material, then cooled to 1123K while maintaining the above vacuum degree, and heat treatment at that temperature for 24 hours, that is, the main A heat treatment was applied to which the first method of the invention was applied. Then, it cooled to normal temperature and obtained the heat resistant coating material of this invention. This heat resistant coating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

【0094】また、本発明との比較例として、上記溶射
施工後に熱処理を施していない被覆材料(比較例5)
と、上記溶射施工後の熱処理を静止大気中で実施(温度
および時間は実施例6と同一条件)した被覆材料(比較
例6)とを作製し、後述する特性評価に供した。
Further, as a comparative example with the present invention, a coating material which is not subjected to heat treatment after the above-mentioned thermal spraying (Comparative Example 5).
And a coating material (Comparative Example 6) in which the heat treatment after the above-mentioned thermal spraying was carried out in a still atmosphere (the temperature and time were the same as those in Example 6) were prepared and subjected to the characteristic evaluation described later.

【0095】上記実施例6および比較例5、6による各
試験片の耐窒化性を調べるために、各試験片に1273
Kの純窒素ガス流中にて500時間の加熱試験を施し
た。そして、この加熱試験後に、各試験片の断面の組織
観察を行い、窒化物層(A1NとTiN)の厚さを測定
した。
In order to examine the nitriding resistance of each test piece according to Example 6 and Comparative Examples 5 and 6, 1273 was applied to each test piece.
A heating test was performed for 500 hours in a pure nitrogen gas flow of K. Then, after this heating test, the structure of the cross section of each test piece was observed to measure the thickness of the nitride layer (A1N and TiN).

【0096】その結果、比較例5による試験片は、3種
類の試験片中で窒化物の生成が最も著しく、Co−Cr
−Al−Y合金層内では全体にわたって窒化物が生成
し、さらに基材内部ではCo−Cr−Al−Y合金層と
基材との界面から50μmの深さまで窒化物が観察され
た。また、比較例2の試験片は、基材内部では窒化物は
観察されなかったが、Co−Cr−Al−Y合金層内部
では130μmの厚さの窒化物層が観察された。
As a result, in the test piece of Comparative Example 5, the formation of nitride was the most remarkable among the three kinds of test pieces.
Nitride was formed throughout the -Al-Y alloy layer, and further, nitride was observed inside the substrate up to a depth of 50 µm from the interface between the Co-Cr-Al-Y alloy layer and the substrate. Further, in the test piece of Comparative Example 2, no nitride was observed inside the base material, but a nitride layer having a thickness of 130 μm was observed inside the Co—Cr—Al—Y alloy layer.

【0097】これらに対して、実施例6による試験片で
は、基材内部はもとよりCo−Cr−Al−Y合金層内
部でも窒化物は認められず、溶射施工後に施した本発明
の第1の熱処理方法に基く熱処理が耐窒化性の向上に極
めて有効であることが示された。この原因を調べるため
に、X線回析により表面酸化物の同定を行った結果、比
較例6による酸化層はCr23 やCrO3 、さらにN
i、Co、Al、Crの複合酸化物から構成されていた
のに対して、実施例6による酸化層ではAl23 だけ
が同定された。
On the other hand, in the test piece according to Example 6, no nitride was found not only inside the substrate but also inside the Co—Cr—Al—Y alloy layer, and the first sample of the present invention was applied after the thermal spraying. It was shown that the heat treatment based on the heat treatment method is extremely effective in improving the nitriding resistance. In order to investigate the cause, the surface oxide was identified by X-ray diffraction. As a result, the oxide layer of Comparative Example 6 was found to have Cr 2 O 3 or CrO 3 and N
Whereas it was composed of a composite oxide of i, Co, Al and Cr, only Al 2 O 3 was identified in the oxide layer according to Example 6.

【0098】このところから、本発明の低酸素ポテンシ
ャル中での熱処理を施すことによって、酸素との親和力
の最も高いAlのみが選択的に酸化物を形成し、その形
成速度も極めて遅いため、緻密でかつ不純物を含まない
Al23 層が形成され、この表面酸化層が優れた耐窒
化性を与えていることが分かった。
From the above, by performing the heat treatment in the low oxygen potential of the present invention, only Al, which has the highest affinity for oxygen, selectively forms an oxide, and the formation rate thereof is extremely slow. It was found that an Al 2 O 3 layer containing no impurities was formed, and this surface oxide layer provided excellent nitriding resistance.

【0099】また、実施例6および比較例6による各試
験片において、それぞれ酸化層下部から厚さ方向5μm
の範囲の初期析出物量を走査型電子顕微鏡観察により測
定したところ、実施例6の試験片では面積比で42%の
初期析出物が存在していたのに対し、比較例6の試験片
では初期析出物が面積比0.7%まで消費されていた。
このことから、実施例1による試験片は本来の耐酸化性
を維持していることが分かる。
In each of the test pieces of Example 6 and Comparative Example 6, the thickness direction was 5 μm from the bottom of the oxide layer.
When the amount of the initial precipitates in the range of 4 was measured by scanning electron microscope observation, the test piece of Example 6 had 42% of the initial precipitates in the area ratio, whereas the test piece of Comparative Example 6 had the initial precipitates. The precipitate was consumed up to an area ratio of 0.7%.
From this, it can be seen that the test piece according to Example 1 maintains the original oxidation resistance.

【0100】実施例7 合金基材としてNi基合金IN738LCを用意し、こ
の基材を20×20×5mmの試験片寸法に切断した。次
いで、この試験片形状の基材表面にアルミナ粒子による
表面粗面化処理(サンドブラスト処理)を施した。この
後、基材の粗面化した表面に、減圧プラズマ溶射法(V
PS)を用いて、Co−29%Cr−6%Al−0.4
%Y合金(重量%)を約200μmの厚さで被覆形成し
た。
Example 7 An Ni base alloy IN738LC was prepared as an alloy base material, and this base material was cut into a specimen size of 20 × 20 × 5 mm. Then, the surface of the base material in the shape of the test piece was subjected to surface roughening treatment (sandblasting treatment) with alumina particles. After that, a low pressure plasma spraying method (V
PS-), Co-29% Cr-6% Al-0.4
% Y alloy (wt%) was coated to a thickness of about 200 μm.

【0101】次に、上記Co−Cr−Al−Y合金層を
形成した基材を真空加熱炉内に配置し、炉内を一旦1.
2×10-4Paまで真空引きした後、雰囲気圧が8.6
×10-3Paとなるように純酸素を供給し、この雰囲気
中で基材の強度回復熱処理として1393K×2hの条
件で熱処理を施し、次いで上記真空度を維持したまま1
123Kまで空冷し、その温度で24時間の熱処理、す
なわち本発明の第2の方法を適用した熱処理を施した。
この後、常温まで空冷して、本発明の耐熱被覆材料を得
た。この耐熱被覆材料を後述する特性評価に供した。
Next, the base material on which the Co-Cr-Al-Y alloy layer is formed is placed in a vacuum heating furnace, and the inside of the furnace is temporarily set to 1.
After vacuuming to 2 × 10 -4 Pa, the atmospheric pressure is 8.6.
Pure oxygen was supplied so that the pressure became × 10 −3 Pa, and the heat treatment for strength recovery of the base material was performed in this atmosphere under the condition of 1393 K × 2 h, and then 1 while keeping the above vacuum degree.
It was air-cooled to 123K and heat-treated at that temperature for 24 hours, that is, the heat treatment to which the second method of the present invention was applied.
Then, it was air-cooled to room temperature to obtain the heat resistant coating material of the present invention. This heat resistant coating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

【0102】また、本発明との比較例として、上記溶射
施工後の熱処理を静止大気中で実施(温度および時間は
実施例7と同一条件)した被覆材料(比較例7)を作製
し、後述する特性評価に供した。
As a comparative example with the present invention, a coating material (Comparative Example 7) in which the heat treatment after the thermal spraying was carried out in the static atmosphere (temperature and time were the same conditions as in Example 7) was prepared, and described later. Was subjected to the characteristic evaluation.

【0103】上記実施例7および比較例7による各試験
片の耐窒化性を調べるために、各試験片に1273Kの
純窒素ガス流中にて500時間の加熱試験を施した。そ
して、この加熱試験後に、各試験片の断面の組織観察を
行い、窒化物層(A1NとTiN)の厚さを測定した。
In order to examine the nitriding resistance of each test piece according to Example 7 and Comparative Example 7, each test piece was subjected to a heating test for 500 hours in a pure nitrogen gas flow of 1273K. Then, after this heating test, the structure of the cross section of each test piece was observed to measure the thickness of the nitride layer (A1N and TiN).

【0104】その結果、比較例7による試験片では、C
o−Cr−Al−Y合金層内部に130μmの厚さの窒
化物層が観察された。これに対して、実施例7による試
験片では、基材内部はもとよりCo−Cr−Al−Y合
金層内部でも窒化物は認められず、溶射施工後に施した
本発明の第2の方法に基く熱処理が耐窒化性の向上に極
めて有効であることが示された。
As a result, in the test piece of Comparative Example 7, C
A 130 μm-thick nitride layer was observed inside the o-Cr-Al-Y alloy layer. On the other hand, in the test piece according to Example 7, no nitride was found not only inside the base material but also inside the Co—Cr—Al—Y alloy layer, which was based on the second method of the present invention applied after thermal spraying. It was shown that the heat treatment is extremely effective in improving the nitriding resistance.

【0105】また、実施例7および比較例7による各試
験片において、それぞれ酸化層下部から厚さ方向5μm
の範囲の初期析出物量を走査型電子顕微鏡観察により測
定したところ、実施例7の試験片では面積比で53%の
初期析出物が存在していたのに対し、比較例7の試験片
では初期析出物が面積比で1.3%まで消費されてい
た。このことから、実施例7による試験片は本来の耐酸
化性を維持していることが分かる。
Further, in each of the test pieces of Example 7 and Comparative Example 7, the thickness direction was 5 μm from the lower part of the oxide layer.
When the amount of the initial precipitates in the range of 10 was measured by scanning electron microscope observation, the test piece of Example 7 had 53% of the initial precipitates in area ratio, whereas the test piece of Comparative Example 7 had the initial precipitates. The precipitate was consumed up to 1.3% in area ratio. From this, it can be seen that the test piece according to Example 7 maintains the original oxidation resistance.

【0106】実施例8 Ni基合金IN738LCを基材とし、この基材表面に
Co−29%Cr−6%Al−0.4%Y合金(重量
%)を減圧プラズマ溶射法で被覆(厚さ:約200μ
m)したガスタービン動翼に対して、製造時と6000
時間運転毎の定期検査時に、1.5×10-4Paの真空
中で熱処理(条件:1393K×2h→冷却+1123
K×24h→冷却)を施した。
Example 8 A Ni-base alloy IN738LC was used as a base material, and the surface of the base material was coated with a Co-29% Cr-6% Al-0.4% Y alloy (weight%) by a low pressure plasma spraying method (thickness). : About 200μ
m) gas turbine rotor blades, and
Heat treatment in a vacuum of 1.5 × 10 −4 Pa (condition: 1393K × 2h → cooling + 1123)
K × 24 h → cooling).

【0107】また、本発明との比較例として、上記ガス
タービン動翼に対して製造時のみに静止大気中で熱処理
(加熱条件は実施例8と同一)を施したもの(比較例
8)と、製造時と6000時間運転毎の定期検査時に静
止大気中で熱処理(加熱条件は実施例8と同一)を施し
たもの(比較例9)とを用意した。
As a comparative example with the present invention, a heat treatment (heating conditions are the same as those in Example 8) was applied to the above-mentioned gas turbine rotor blades in a static atmosphere only during manufacturing (Comparative Example 8). A sample (comparative example 9) which was subjected to heat treatment (heating conditions are the same as those in Example 8) in still air at the time of manufacture and at the time of periodic inspection every 6000 hours of operation was prepared.

【0108】これら実施例8および比較例8、9による
各タービン動翼を18000時間使用した後に断面を切
断し、光学顕微鏡によって組織観察を行った。その結
果、比較例8によるガスタービン動翼では、基材/金属
被覆層界面から基材内部へ平均270μmの窒化物層が
観察された。また、比較例9によるガスタービン動翼で
は、基材内部に平均130μmの窒化物層が認められ
た。
After each turbine blade according to Example 8 and Comparative Examples 8 and 9 was used for 18000 hours, its cross section was cut and the structure was observed with an optical microscope. As a result, in the gas turbine blade of Comparative Example 8, a nitride layer of 270 μm on average was observed from the base material / metal coating layer interface to the inside of the base material. Further, in the gas turbine blade of Comparative Example 9, a nitride layer having an average thickness of 130 μm was observed inside the base material.

【0109】これらに対して、実施例8によるガスター
ビン動翼では、金属被覆層内部にのみ表面から60μm
の窒化物層しか観察されず、本発明の熱処理方法に基く
補修方法を適用することによって、ガスタービン動翼の
耐窒化性が大きく改善されることが分かった。
On the other hand, in the gas turbine rotor blade according to Example 8, 60 μm from the surface only inside the metal coating layer.
It was found that the nitriding resistance of the gas turbine blade was significantly improved by applying the repair method based on the heat treatment method of the present invention.

【0110】実施例9 合金基材としてNi基合金IN738LCを用意し、こ
の基材を20×20×5mmの試験片寸法に切断した。
次いで、この試験片形状の基材表面にアルミナ粒子によ
るサンドブラスト処理を施した。この後、基材の粗面化
した表面に、減圧プラズマ溶射法(VPS)を用いて、
Co−29%Cr−6%Al−0.4%Y合金(重量
%)を約200μmの厚さで被覆形成した。さらに、こ
のCo−Cr−Al−Y合金層上に大気プラズマ溶射法
によって、厚さ約210μmのZrO2 −Y23 層を
最表面層として形成した。
Example 9 A Ni-base alloy IN738LC was prepared as an alloy base material, and this base material was cut into a test piece of 20 × 20 × 5 mm.
Next, the surface of the base material in the shape of the test piece was sandblasted with alumina particles. After that, using a low pressure plasma spraying method (VPS) on the roughened surface of the substrate,
A Co-29% Cr-6% Al-0.4% Y alloy (wt%) was coated to a thickness of about 200 μm. Further, a ZrO 2 —Y 2 O 3 layer having a thickness of about 210 μm was formed as an outermost surface layer on the Co—Cr—Al—Y alloy layer by an atmospheric plasma spraying method.

【0111】次に、上記試料を加熱炉内に配置し、不活
性ガス中で1473K×2hの条件で熱処理を施した
後、続けて2.4×10-4Paの真空中で1123K×
24hの熱処理を施した。この後、常温まで空冷して、
本発明の耐熱被覆材料を得た。この耐熱被覆材料を後述
する特性評価に供した。
Next, the above sample was placed in a heating furnace, heat-treated in an inert gas under the condition of 1473K × 2 h, and then continuously in a vacuum of 2.4 × 10 −4 Pa, 1123K ×.
Heat treatment was performed for 24 hours. After this, air cool to room temperature,
A heat resistant coating material of the present invention was obtained. This heat resistant coating material was subjected to the characteristic evaluation described later.

【0112】また、本発明とも比較例として、1123
K×24hの最終熱処理を静止大気中で実施(温度およ
び時間は実施例6と同一条件)した被覆材料(比較例1
0)を作製し、後述する特性評価に供した。
As a comparative example with the present invention, 1123
A final heat treatment of K × 24 h was carried out in still air (temperature and time were the same as in Example 6) for coating material (Comparative Example 1).
0) was prepared and subjected to the characteristic evaluation described later.

【0113】上記実施例9および比較例10による各試
験片の耐窒化性を調べるために、各試験片に1273K
の純窒素ガス流中にて500時間の加熱試験を施した。
そして、この加熱試験後に、各試験片の断面の組織観察
を行い、窒化物層(A1NとTiN)の厚さを測定し
た。
In order to examine the nitriding resistance of each test piece according to Example 9 and Comparative Example 10 described above, 1273K was applied to each test piece.
Was subjected to a heating test for 500 hours in a stream of pure nitrogen gas.
Then, after this heating test, the structure of the cross section of each test piece was observed to measure the thickness of the nitride layer (A1N and TiN).

【0114】その結果、比較例10による試験片では、
Co−Cr−Al−Y合金層内部に80μmの厚さの窒
化物層が観察されたのに対し、実施例9による試験片で
はCo−Cr−Al−Y合金層内部に5μmの厚さの窒
化物層しか認められなかった。
As a result, in the test piece according to Comparative Example 10,
While a nitride layer having a thickness of 80 μm was observed inside the Co—Cr—Al—Y alloy layer, the test piece according to Example 9 had a thickness of 5 μm inside the Co—Cr—Al—Y alloy layer. Only the nitride layer was observed.

【0115】実施例10 合金基材としてNi基合金IN738LCを用意し、こ
の基材を20×20×5mmの試験片寸法に切断した。こ
の後、上記基材をFe−Al合金と塩化アンモニウム、
酸化アルミニウムとの混合粉末中に埋設し、水素雰囲気
中で1173K×2hの拡散浸透処理を行って、表面に
厚さ56μmのNiAl層を形成した。
Example 10 A Ni-base alloy IN738LC was prepared as an alloy base material, and this base material was cut into a specimen size of 20 × 20 × 5 mm. After that, the above-mentioned base material was replaced with Fe-Al alloy and ammonium chloride
It was embedded in a mixed powder with aluminum oxide and subjected to a diffusion and permeation treatment of 1173 K × 2 h in a hydrogen atmosphere to form a NiAl layer having a thickness of 56 μm on the surface.

【0116】次に、上記試料を加熱炉内に配置し、2.
4×10-4Paの真空中で1173K×30hの熱処理
を施した。この後、常温まで空冷して、本発明の耐熱被
覆材料を得た。この耐熱被覆材料を後述する特性評価に
供した。また、真空中での熱処理を行わない以外は同様
に作製した被覆材料(比較例11)を、後述する特性評
価に供した。
Next, the above sample was placed in a heating furnace, and 2.
A heat treatment of 1173 K × 30 h was performed in a vacuum of 4 × 10 −4 Pa. Then, it was air-cooled to room temperature to obtain the heat resistant coating material of the present invention. This heat resistant coating material was subjected to the characteristic evaluation described later. In addition, a coating material (Comparative Example 11) prepared in the same manner except that the heat treatment was not performed in vacuum was subjected to the characteristic evaluation described below.

【0117】上記実施例10および比較例11による各
試験片の耐窒化性を調べるために、各試験片に1273
Kの純窒素ガス流中にて500時間の加熱試験を施し
た。そして、この加熱試験後に、各試験片の断面の組織
観察をSEMにより行い、窒化物層の厚さを測定した。
その結果、比較例11による試験片では厚さ53μmの
窒化物層が観察されたのに対し、実施例5による試験片
では厚さ7μmの窒化物層しか認められなかった。この
ことから、本発明の熱処理方法はアルミパックコーティ
ング法による金属被覆層の耐窒化性の向上にも寄与する
ことが明らかとなった。
In order to examine the nitriding resistance of each test piece according to the above-mentioned Example 10 and Comparative Example 11, 1273 was applied to each test piece.
A heating test was performed for 500 hours in a pure nitrogen gas flow of K. After this heating test, the cross-section structure of each test piece was observed by SEM to measure the thickness of the nitride layer.
As a result, a 53 μm thick nitride layer was observed in the test piece of Comparative Example 11, whereas only a 7 μm thick nitride layer was observed in the test piece of Example 5. From this, it became clear that the heat treatment method of the present invention contributes to the improvement of the nitriding resistance of the metal coating layer by the aluminum pack coating method.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る第
1、第2および第3の耐熱部材は、M−Cr−Al−Y
合金層による窒素の捕捉効果が高いため、基材および金
属被覆層の窒化による劣化を格段に抑制でき、寿命を著
しく延ばすことが可能となる。従って、例えばガスター
ビン翼の使用環境のように、酸化と窒化、さらには応力
が重畳して材料に作用する環境下においても、優れた耐
食性、耐酸化性、耐窒化性並びに高温強度を長時間にわ
たって維持できる金属被覆材料を提供することが可能と
なる。
As described above, the first, second and third heat resistant members according to the present invention are M-Cr-Al-Y.
Since the alloy layer has a high nitrogen trapping effect, the deterioration of the base material and the metal coating layer due to nitriding can be significantly suppressed, and the life can be remarkably extended. Therefore, even in an environment where oxidation and nitriding, and stress are superimposed on the material, such as the usage environment of a gas turbine blade, excellent corrosion resistance, oxidation resistance, nitriding resistance, and high temperature strength can be obtained for a long time. It is possible to provide a metal coating material that can be maintained over the entire length.

【0119】さらに、本発明の第1および第2の耐熱部
材の製造方法によれば、表面側の初期析出物の部分的な
消失を抑制した上で、緻密でかつ内部欠陥の少ない酸化
層を金属被覆層の表面部側に形成することができる。こ
れによって、金属被覆層本来の耐酸化性を低下させるこ
となく、窒化による材料劣化を格段に抑制することが可
能となり、よって耐熱被覆材料の長寿命に大きく貢献す
る。
Furthermore, according to the first and second methods for manufacturing a heat-resistant member of the present invention, it is possible to form a dense oxide layer having few internal defects while suppressing partial disappearance of initial precipitates on the surface side. It can be formed on the surface side of the metal coating layer. This makes it possible to remarkably suppress material deterioration due to nitriding without deteriorating the original oxidation resistance of the metal coating layer, thus greatly contributing to the long life of the heat resistant coating material.

【0120】また、本発明の第4の耐熱部材によれば、
例えばガスタービン翼の使用環境のように、高温で酸化
と窒化が同時に作用するような環境下においても、優れ
た耐酸化・耐窒化性を長時間にわたって維持することが
可能となる。
According to the fourth heat resistant member of the present invention,
For example, even in an environment in which oxidation and nitriding simultaneously act at a high temperature, such as an environment in which a gas turbine blade is used, excellent oxidation / nitriding resistance can be maintained for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第2の耐熱部材の一構成例を模式的
に示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a second heat resistant member of the present invention.

【図2】 本発明の第3の耐熱部材の一構成例を模式的
に示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a third heat resistant member of the present invention.

【図3】 耐熱部材金属被覆層中の初期析出物の分散状
態を模式的に示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a dispersed state of initial precipitates in the heat resistant member metal coating layer.

【図4】 図3に示す耐熱部材を本発明の製造方法によ
り熱処理した時の初期析出物の分散状態を模式的に示す
断面図。
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a dispersed state of initial precipitates when the heat-resistant member shown in FIG. 3 is heat-treated by the manufacturing method of the present invention.

【図5】 図3に示す耐熱部材を大気中で熱処理した時
の初期析出物の分散状態を模式的に示す断面図。
5 is a sectional view schematically showing a dispersed state of initial precipitates when the heat-resistant member shown in FIG. 3 is heat-treated in the atmosphere.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基材 2…M−Cr−Al−Y合金被覆層 2a…M−Cr−Al−Y合金層 2b…窒化物形成元素を高濃度に含むM−Cr−Al−
Y合金層 3…マトリックス相(M−Cr−Al−Y合金層) 4…窒化物形成元素を含む金属間化合物相(初期析出
物) 5…酸化層 6…表面近傍部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... M-Cr-Al-Y alloy coating layer 2a ... M-Cr-Al-Y alloy layer 2b ... M-Cr-Al- containing a nitride forming element in high concentration.
Y alloy layer 3 ... Matrix phase (M-Cr-Al-Y alloy layer) 4 ... Intermetallic compound phase containing a nitride forming element (initial precipitate) 5 ... Oxide layer 6 ... Surface vicinity part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 一浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中橋 昌子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 立石 浩史 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kazuhiro Yasuda Kazuhiro Yasuda 1 Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Kanagawa Prefecture R & D Center, Ltd. (72) Inventor Masako Nakahashi Komukai-Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa Town No. 1 Incorporated Corporate Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Hiroshi Tateishi No. 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Corporate Toshiba Research and Development Center

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材表面に被覆されたM−Cr−Al−Y合金層
(ただし、MはFe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を示す)とを具備する耐熱部材におい
て、 前記M−Cr−Al−Y合金層は、Sc、Th、Ce、
La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから選ばれる
少なくとも1種の窒化物形成元素が高濃度含まれる領域
を含んでいることを特徴とする耐熱部材。
1. A base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component,
A heat-resistant member comprising an M-Cr-Al-Y alloy layer coated on the surface of the base material (where M represents at least one element selected from Fe, Ni and Co), wherein the M-Cr The -Al-Y alloy layer includes Sc, Th, Ce,
A heat-resistant member comprising a region containing a high concentration of at least one kind of nitride-forming element selected from La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta.
【請求項2】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材表面に被覆されたM−Cr−Al−Y合金層
(ただし、MはFe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を示す)とを具備する耐熱部材におい
て、 前記M−Cr−Al−Y合金層の表面近傍部に、Sc、
Th、Ce、La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTa
から選ばれる少なくとも1種の窒化物形成元素を前記M
−Cr−Al−Y合金より高濃度に含む層が設けられて
いることを特徴とする耐熱部材。
2. A base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component,
A heat-resistant member comprising an M-Cr-Al-Y alloy layer coated on the surface of the base material (where M represents at least one element selected from Fe, Ni and Co), wherein the M-Cr In the vicinity of the surface of the -Al-Y alloy layer, Sc,
Th, Ce, La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta
At least one nitride-forming element selected from the above M
A heat-resistant member comprising a layer containing a higher concentration than a -Cr-Al-Y alloy.
【請求項3】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材表面に被覆されたM−Cr−Al−Y合金層
(ただし、MはFe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を示す)とを具備する耐熱部材におい
て、 前記M−Cr−Al−Y合金層は、Sc、Th、Ce、
La、Ti、Zr、Hf、NbおよびTaから選ばれる
少なくとも1種の窒化物形成元素を含み、かつ前記M元
素を主成分とするマトリックス相と、前記マトリックス
相中に分散配置した前記M元素、Al元素および前記窒
化物形成元素を含む金属間化合物相とから主として構成
されていることを特徴とする耐熱部材。
3. A base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component,
A heat-resistant member comprising an M-Cr-Al-Y alloy layer coated on the surface of the base material (where M represents at least one element selected from Fe, Ni and Co), wherein the M-Cr The -Al-Y alloy layer includes Sc, Th, Ce,
A matrix phase containing at least one nitride forming element selected from La, Ti, Zr, Hf, Nb and Ta, and having the M element as a main component; and the M element dispersedly arranged in the matrix phase, A heat resistant member, which is mainly composed of an intermetallic compound phase containing an Al element and the nitride forming element.
【請求項4】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材表面に被覆形成されたM−Cr−Al−Y合金
(ただし、MはNi、CoおよびFeから選ばれる少な
くとも1種の元素を示す)からなる金属被覆層とを少な
くとも具備する耐熱部材において、 前記金属被覆層は、その表面側に酸化層を有し、かつ前
記酸化層下部から厚さ方向5μmの範囲に、初期析出物
が面積比で10%以上存在していることを特徴とする耐
熱部材。
4. A base material made of an alloy whose main component is at least one element selected from Fe, Ni and Co.
A heat-resistant member comprising at least a metal coating layer formed of an M-Cr-Al-Y alloy (where M represents at least one element selected from Ni, Co and Fe) coated on the surface of the base material. In the above, the metal coating layer has an oxide layer on the surface side thereof, and the initial precipitates are present in an area ratio of 10% or more in the range of 5 μm in the thickness direction from the lower portion of the oxide layer. Heat resistant material
【請求項5】 請求項12の耐熱部材、前記初期析出物
はAlの金属間化合物である。
5. The heat resistant member according to claim 12, wherein the initial precipitate is an intermetallic compound of Al.
【請求項6】 請求項12の耐熱部材、前記酸化層は主
としてAl2 、O3 からなる。
6. The heat-resistant member according to claim 12, wherein the oxide layer is mainly composed of Al 2 and O 3 .
【請求項7】 請求項1、請求項2、請求項3又は請求
項4の耐熱部材において、前記M−Cr−Al−Y合金
層上に、さらにセラミックス層が遮熱層として設けられ
ていることを特徴とする耐熱部材。
7. The heat resistant member according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein a ceramic layer is further provided as a heat shield layer on the M—Cr—Al—Y alloy layer. A heat resistant member characterized by the above.
【請求項8】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少な
くとも1種の元素を主成分とする合金からなる基材と、
前記基材表面に被覆形成された金属被覆層とを少なくと
も具備する耐熱部材の製造方法において、 前記耐熱部材に大気圧より減圧された雰囲気中で加熱処
理を施し、前記金属被覆層の表面に酸化層を形成する工
程を有することを特徴とする耐熱部材の製造方法。
8. A base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component,
In the method for producing a heat-resistant member including at least a metal coating layer formed by coating on the surface of the base material, the heat-resistant member is subjected to heat treatment in an atmosphere depressurized below atmospheric pressure to oxidize the surface of the metal coating layer. A method for producing a heat-resistant member, comprising the step of forming a layer.
【請求項9】 請求項15の耐熱部材の製造方法におい
て、前記雰囲気圧力は3×102 から5×10-6Paの
範囲である耐熱部材の製造方法。
9. The method for producing a heat-resistant member according to claim 15, wherein the atmospheric pressure is in the range of 3 × 10 2 to 5 × 10 −6 Pa.
【請求項10】 請求項15の耐熱部材の製造方法にお
いて、前記加熱処理温度は900から1300Kの範囲
である耐熱部材の製造方法。
10. The method of manufacturing a heat-resistant member according to claim 15, wherein the heat treatment temperature is in the range of 900 to 1300K.
【請求項11】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少
なくとも一種の元素を主成分とする合金からなる基材
と、前記基材表面に被覆形成された金属被覆層とを少な
くとも具備する耐熱部材の製造方法において、 1×103 Pa以下まで減圧した雰囲気圧中に前記耐熱
部材を保持後、1×103 Paより高くかつ大気圧より
低い雰囲気圧となるように酸素を供給した雰囲気中で、
前記耐熱部材に加熱処理を施し、前記金属被覆層の表面
部側に酸化層を形成する工程を有することを特徴とする
耐熱部材の製造方法。
11. A heat-resistant member comprising at least a base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component, and a metal coating layer formed on the surface of the base material. In the method, after holding the heat resistant member in an atmosphere pressure reduced to 1 × 10 3 Pa or less, oxygen is supplied so that the atmosphere pressure is higher than 1 × 10 3 Pa and lower than atmospheric pressure,
A method for producing a heat-resistant member, comprising the step of subjecting the heat-resistant member to a heat treatment to form an oxide layer on the surface side of the metal coating layer.
【請求項12】 請求項18の耐熱部材の製造方法にお
いて、前記酸素を供給した雰囲気の圧力は3×10-1
a以下である。
12. The method for manufacturing a heat-resistant member according to claim 18, wherein the pressure of the oxygen-supplied atmosphere is 3 × 10 −1 P.
a or less.
【請求項13】 Fe、NiおよびCoから選ばれる少
なくとも一種の元素を主成分とする合金からなる基材
を、Alを含む金属粉末と塩化アンモニゥムおよび酸化
アルミニウムの混合粉末中に埋没させ、水素雰囲気中で
加熱浸透処理し、Al被覆層を形成した後、大気圧より
減圧された雰囲気圧中で加熱処理を施し、前記金属被覆
層の表面側に酸化層を形成する工程を行うことを特徴と
する耐熱部材の製造方法。
13. A hydrogen atmosphere in which a base material made of an alloy containing at least one element selected from Fe, Ni and Co as a main component is immersed in a mixed powder of Al-containing metal powder, ammonium chloride and aluminum oxide, and a hydrogen atmosphere. And a heat treatment is performed in an atmosphere pressure lower than atmospheric pressure to form an oxide layer on the surface side of the metal coating layer. A method for manufacturing a heat resistant member.
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