JPS5963303A - 被覆超合金ガスタ−ビン部品 - Google Patents
被覆超合金ガスタ−ビン部品Info
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- JPS5963303A JPS5963303A JP58102995A JP10299583A JPS5963303A JP S5963303 A JPS5963303 A JP S5963303A JP 58102995 A JP58102995 A JP 58102995A JP 10299583 A JP10299583 A JP 10299583A JP S5963303 A JPS5963303 A JP S5963303A
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- F01D5/12—Blades
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被覆された超合金ガスタービン部品に関する。
液体硫酸ナトリウム（Ｎ ａ２ＳＯ４）堆積物がガスタ
ービン部品の寿命に悪影響を与えることは、２５年以上
も前から知られている。硫酸ナトＩＪウムは、ナトリウ
ムおよび硫黄不純物を含む燃料を、これも代表的にはＮ
ａＣ１の形態でナトリウム分を含む空気で燃焼すること
により生成する。一般に熱腐食（ｈｏｔ ｃｏｒｒｏｓ
ｉｏｎ ）として知られるこの腐食反応の機構はこれま
でよく研究されている。そして数年前に、思いがけず、
海洋環境で運転されるガスタービンにおいて、金属温度
（約４５０〜７５０°′Ｃ）が硫酸ナトＩＪウムの融点
（即ちｇｇｌｌ’ｃ）より著しく低い低出力条件下で第
１段のＣｏＣｒＡｌＹ被覆ブレードが急速に劣化を示す
ことが見出された。このタイプの侵食をここでは「低温
熱腐食Ｊ （ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｏｔ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ）と呼ぶことにし、用語法を区別
する上で、この用語が１中間温度」熱腐食と称されるタ
イプの熱腐食も包含すると理解されたい。
ービン部品の寿命に悪影響を与えることは、２５年以上
も前から知られている。硫酸ナトＩＪウムは、ナトリウ
ムおよび硫黄不純物を含む燃料を、これも代表的にはＮ
ａＣ１の形態でナトリウム分を含む空気で燃焼すること
により生成する。一般に熱腐食（ｈｏｔ ｃｏｒｒｏｓ
ｉｏｎ ）として知られるこの腐食反応の機構はこれま
でよく研究されている。そして数年前に、思いがけず、
海洋環境で運転されるガスタービンにおいて、金属温度
（約４５０〜７５０°′Ｃ）が硫酸ナトＩＪウムの融点
（即ちｇｇｌｌ’ｃ）より著しく低い低出力条件下で第
１段のＣｏＣｒＡｌＹ被覆ブレードが急速に劣化を示す
ことが見出された。このタイプの侵食をここでは「低温
熱腐食Ｊ （ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｏｔ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ）と呼ぶことにし、用語法を区別
する上で、この用語が１中間温度」熱腐食と称されるタ
イプの熱腐食も包含すると理解されたい。
まず第一に、このタイプの侵食の原因は、空気取入れを
介してガスタービン中に取込まれる塩化ナトリウム粒子
の存在にあった。塩化ナトリウムが硫酸ナトリウム誘引
腐食になす作用を確認しようとする試みがなされている
。しかし、実験室の試験でつくり出される侵食の様相が
、実際のガスタービン部品上に見られろ侵食様相とはま
ったく違っていることがわかり、低出力条件下でＣｏＣ
ｒＡｌＹ被覆物上に観察される種類の侵食をひき起スの
に塩化ナトリウムが関与していないと結論された。この
同じ被覆物が硫酸ナトリウムの融点より高い温度で満足
な性能を発揮する。陸上設置タービンでも、比較的低い
温度で作動する部品に、同様の低温熱腐食問題が見出さ
れている。
介してガスタービン中に取込まれる塩化ナトリウム粒子
の存在にあった。塩化ナトリウムが硫酸ナトリウム誘引
腐食になす作用を確認しようとする試みがなされている
。しかし、実験室の試験でつくり出される侵食の様相が
、実際のガスタービン部品上に見られろ侵食様相とはま
ったく違っていることがわかり、低出力条件下でＣｏＣ
ｒＡｌＹ被覆物上に観察される種類の侵食をひき起スの
に塩化ナトリウムが関与していないと結論された。この
同じ被覆物が硫酸ナトリウムの融点より高い温度で満足
な性能を発揮する。陸上設置タービンでも、比較的低い
温度で作動する部品に、同様の低温熱腐食問題が見出さ
れている。
発明の要旨
従って本発明の目的は、少くとも許容し得る高温熱腐食
抵抗と相まって良好な低温熱腐食抵抗を呈スる、ニッケ
ル基、コバルト基および鉄基超合金ガスタービン部品用
の被覆物、即ちコーティングを提供することにある。関
与する超合金のほとんどが多かれ少なかれアルミニウム
を含有するのが普通である。
抵抗と相まって良好な低温熱腐食抵抗を呈スる、ニッケ
ル基、コバルト基および鉄基超合金ガスタービン部品用
の被覆物、即ちコーティングを提供することにある。関
与する超合金のほとんどが多かれ少なかれアルミニウム
を含有するのが普通である。
本発明によれば、このような超合金ガスタービン部品に
コバルト−クロム合金を被覆することによって上記目的
を達成する。この被覆物またはコーティングのクロム含
量は最終（焼鈍後）被覆物で測定して３７．５〜５０重
量係の範囲にある。被覆物のアルミニウム含量は最小に
維持しなければならない。しかし、超合金基体部品上に
最終被覆物を生成すべく形成された堆積物が好ましくは
アルミニウムをはｇ含有しないとしても、焼鈍中にアル
ミニウム原子が超合金基体から移動するので、アルミニ
ウム含量が増加すると予想される。焼鈍工程で一部基体
から、そして一部最初の被覆堆積物から相互拡散領域が
発現し、この相互拡散領域が最終被覆物を基体に冶金結
合する。いずれにしろ、ガスタービンにすぐに組込むこ
とのできる被覆済み焼鈍済み超合金部品は、最終被覆°
物の外面でのアルミニウム含量が酸化アルミニウムの連
続被膜を形成するアルミニウム濃度より低（なければな
らない。
コバルト−クロム合金を被覆することによって上記目的
を達成する。この被覆物またはコーティングのクロム含
量は最終（焼鈍後）被覆物で測定して３７．５〜５０重
量係の範囲にある。被覆物のアルミニウム含量は最小に
維持しなければならない。しかし、超合金基体部品上に
最終被覆物を生成すべく形成された堆積物が好ましくは
アルミニウムをはｇ含有しないとしても、焼鈍中にアル
ミニウム原子が超合金基体から移動するので、アルミニ
ウム含量が増加すると予想される。焼鈍工程で一部基体
から、そして一部最初の被覆堆積物から相互拡散領域が
発現し、この相互拡散領域が最終被覆物を基体に冶金結
合する。いずれにしろ、ガスタービンにすぐに組込むこ
とのできる被覆済み焼鈍済み超合金部品は、最終被覆°
物の外面でのアルミニウム含量が酸化アルミニウムの連
続被膜を形成するアルミニウム濃度より低（なければな
らない。
従来技術と較べて新規で自明でないと考えられる本発明
の特徴は、特許請求の範囲に記載した通りである。本発
明をその構成、実施方法、目的および利点について一層
よく理解できるように、以下に添刊図面を参照しながら
本発明を具体的に説明する。
の特徴は、特許請求の範囲に記載した通りである。本発
明をその構成、実施方法、目的および利点について一層
よく理解できるように、以下に添刊図面を参照しながら
本発明を具体的に説明する。
海洋環境で使用されるガスタービンの場合、タービン作
動温度は主として９００〜９５０ ’Ｃの温度範囲（即
ち、高出力運転体制）にあるが、第１段ベーンおよびブ
レードを４５０〜９５０°Ｃで作動するように設計する
のが普通である。これまで、海洋ガスタービン部品は、
高出力運転モードで遭遇する作動パラメータに対処でき
るように設計されている。しかし、燃料コストの上昇に
より種々の制約が課され、低出力で行われるタービン運
転の割合が大きくなるように、ガスタービンの運転体制
を変更することが必要になってきた。この経済に支配さ
れた運転モードの変更により、海洋業務でのガスタービ
ンの使、用に関連して前述した問題の存在に焦点があて
られている。具体的には、海洋業務用ガスタービンの今
日の代表的な運転は、運転時間の約ｑＯチが低出力運転
（約４ＳＯ〜７５０”Ｃ）、運転時間の残りが高出力運
転（約９００〜９５０°Ｃ）となっている。
動温度は主として９００〜９５０ ’Ｃの温度範囲（即
ち、高出力運転体制）にあるが、第１段ベーンおよびブ
レードを４５０〜９５０°Ｃで作動するように設計する
のが普通である。これまで、海洋ガスタービン部品は、
高出力運転モードで遭遇する作動パラメータに対処でき
るように設計されている。しかし、燃料コストの上昇に
より種々の制約が課され、低出力で行われるタービン運
転の割合が大きくなるように、ガスタービンの運転体制
を変更することが必要になってきた。この経済に支配さ
れた運転モードの変更により、海洋業務でのガスタービ
ンの使、用に関連して前述した問題の存在に焦点があて
られている。具体的には、海洋業務用ガスタービンの今
日の代表的な運転は、運転時間の約ｑＯチが低出力運転
（約４ＳＯ〜７５０”Ｃ）、運転時間の残りが高出力運
転（約９００〜９５０°Ｃ）となっている。
この結果、か〜る環境で作動するガスタービンの場合、
低出力運転の間、第１段ベーンおよびブレードが低温熱
腐食を受ける。多段ガスタービンの場合、タービンを高
出力で運転するとき、第７段ベーンおよびブレードが高
温熱腐食を受けるが、７つ以上の下流段のベーンおよび
ブレードが低温熱腐食を受ける。本発明が関与するのは
、低温熱腐食を受けるかまたは低温および高温熱腐食両
方を受ける部品（例えばベーンおよびブレード）にほか
ならない。
低出力運転の間、第１段ベーンおよびブレードが低温熱
腐食を受ける。多段ガスタービンの場合、タービンを高
出力で運転するとき、第７段ベーンおよびブレードが高
温熱腐食を受けるが、７つ以上の下流段のベーンおよび
ブレードが低温熱腐食を受ける。本発明が関与するのは
、低温熱腐食を受けるかまたは低温および高温熱腐食両
方を受ける部品（例えばベーンおよびブレード）にほか
ならない。
従って、低温熱腐食をひき起すと予想°される条外下で
運転される所定のガスタービンにおいて、７組以上の静
止ベーンおよびタービンブレードを本発明に従って構成
する。即ち、各ベーンまたはブレードレエコバルト基超
合金、ニッケル基超合金および鉄基超合金から選択され
る材料の本体を具え、各本体が合金被覆物を有し、従っ
て合金被覆物が本体の外面を形成する。最終被覆物は、
約３７５〜５０重置床のクロムおよび残部コバルトお
よびこれら成分に通常付１り逍する不純物よりなる、少
くとも巨視的な基準ではソ均一な組成を有する。
運転される所定のガスタービンにおいて、７組以上の静
止ベーンおよびタービンブレードを本発明に従って構成
する。即ち、各ベーンまたはブレードレエコバルト基超
合金、ニッケル基超合金および鉄基超合金から選択され
る材料の本体を具え、各本体が合金被覆物を有し、従っ
て合金被覆物が本体の外面を形成する。最終被覆物は、
約３７５〜５０重置床のクロムおよび残部コバルトお
よびこれら成分に通常付１り逍する不純物よりなる、少
くとも巨視的な基準ではソ均一な組成を有する。
イツトリウム、ハフニウム、ジルコニウムオヨヒセリウ
ムのような元素群から選択される冷加成分θ〜５重置床
および／または珪素θ〜７５厘量係ヲ置床スルのも望ま
しい。イツトリウム、ハフニウム、ジルコニウムおよび
セリウムの添加は酸化物の形態でよい。一般に低濃度の
多数の希土類元素およびその酸化物を被覆物に添加する
。
ムのような元素群から選択される冷加成分θ〜５重置床
および／または珪素θ〜７５厘量係ヲ置床スルのも望ま
しい。イツトリウム、ハフニウム、ジルコニウムおよび
セリウムの添加は酸化物の形態でよい。一般に低濃度の
多数の希土類元素およびその酸化物を被覆物に添加する
。
これらの被覆物は、電子ビーム技術やプラズマ溶射技術
のような堆積方法によりニッケル基、コバルト基または
鉄基超合金に適用することがてきる。このような合金被
覆の堆積技術は、Ｐｏ〜ｖｅｌｌ。
のような堆積方法によりニッケル基、コバルト基または
鉄基超合金に適用することがてきる。このような合金被
覆の堆積技術は、Ｐｏ〜ｖｅｌｌ。
（ＪｘｌｅｙおよびＢ Ｉｏｃｈｅｒ 、 Ｊｒの成４
［蒸着（ＶａｐｏｒＬ）ｅｐｏｓ山ｏｎ ） Ｊ （
ＪｏｈｎＶＶｉｌｅｙ ＆ ５ｏｎｓ、 Ｉｎｃ、刊、
／９乙４年、５−〜２ｑ乙頁）、／ｑ乙ｇ年全米地域シ
ンポジウムにてＡＶＳに提出されたＫ 、 Ｋｅｎｎｅ
ｄｙの論文［単一および複数電子ビーム蒸発ソースから
の合金堆積（Ａ１１ｏｙ Ｄｅｐｏｓ山ｏｎ Ｆ’ｒｏ
ｍＳｉｎｇｌｅ ａｎｄ ＭｕｌｔｉｐｌｅＥｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ５ｏｕ
ｒｃｅｓ ） Ｊ 、Ｗｏｌｆｃおよび１、ｏｎｇｏの
論文「真空プラズマ溶射法および被覆 （Ｖａｃｕｕｍ
Ｐｌａｓｍａ ５ｐｒａｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ
Ｃｏａｔｉｎｇｓ ） 」（’ｒｒａｎｓ、９ｔｈ
Ｉｎｔ、 Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ、 ／ ９ ｇ ０年、１ｇ７頁）、お
よびＳｍ１ｔｈ、ＳｃｈｉｌｌｌｎｇおよびＦａｘの論
文 ［ホット）１１食抵抗の優れた低圧プラズマ溶射被
覆（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｌａｓｍａ
５ｐｒａｙ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ト１
ｏｔ ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ ）
Ｊ （Ｔｒａｃｌｓ 、 ９ ｔｈ Ｉｎｔ、 ｒｈ
ｅｒｍａｌ ＳｐｒａｙｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、
／ 、ｑ ｇ Ｑ年、３３’１頁〕に記載されている・
本発明を記述する場合、組成は初期組成または最終被覆
物組成いずれかを指す。特記しない限り、本明細書中の
被覆物組成は初期組成を指し、これはプラズマ溶射の場
合粉末形成前の組成゛であり、電子ビーム蒸着の場合蒸
着したま〜の組成である。
［蒸着（ＶａｐｏｒＬ）ｅｐｏｓ山ｏｎ ） Ｊ （
ＪｏｈｎＶＶｉｌｅｙ ＆ ５ｏｎｓ、 Ｉｎｃ、刊、
／９乙４年、５−〜２ｑ乙頁）、／ｑ乙ｇ年全米地域シ
ンポジウムにてＡＶＳに提出されたＫ 、 Ｋｅｎｎｅ
ｄｙの論文［単一および複数電子ビーム蒸発ソースから
の合金堆積（Ａ１１ｏｙ Ｄｅｐｏｓ山ｏｎ Ｆ’ｒｏ
ｍＳｉｎｇｌｅ ａｎｄ ＭｕｌｔｉｐｌｅＥｌｅｃ
ｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ５ｏｕ
ｒｃｅｓ ） Ｊ 、Ｗｏｌｆｃおよび１、ｏｎｇｏの
論文「真空プラズマ溶射法および被覆 （Ｖａｃｕｕｍ
Ｐｌａｓｍａ ５ｐｒａｙ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ
Ｃｏａｔｉｎｇｓ ） 」（’ｒｒａｎｓ、９ｔｈ
Ｉｎｔ、 Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ、 ／ ９ ｇ ０年、１ｇ７頁）、お
よびＳｍ１ｔｈ、ＳｃｈｉｌｌｌｎｇおよびＦａｘの論
文 ［ホット）１１食抵抗の優れた低圧プラズマ溶射被
覆（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｐｌａｓｍａ
５ｐｒａｙ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ ト１
ｏｔ ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ ）
Ｊ （Ｔｒａｃｌｓ 、 ９ ｔｈ Ｉｎｔ、 ｒｈ
ｅｒｍａｌ ＳｐｒａｙｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、
／ 、ｑ ｇ Ｑ年、３３’１頁〕に記載されている・
本発明を記述する場合、組成は初期組成または最終被覆
物組成いずれかを指す。特記しない限り、本明細書中の
被覆物組成は初期組成を指し、これはプラズマ溶射の場
合粉末形成前の組成゛であり、電子ビーム蒸着の場合蒸
着したま〜の組成である。
く。即ち、プラズマ溶射で遭遇する不純物倉口に関して
は、現在、粉末の調製にコつの方法が使われている・こ
れらの方法とは噴霧化（アトマイゼーション）とｍ砕ｃ
アトリツション）である。粉末調製に用いる初期組成が
同じでも、これらのユつの方法でつくられる粉末の組成
は互にまた初期組成から僅かに異なる。
は、現在、粉末の調製にコつの方法が使われている・こ
れらの方法とは噴霧化（アトマイゼーション）とｍ砕ｃ
アトリツション）である。粉末調製に用いる初期組成が
同じでも、これらのユつの方法でつくられる粉末の組成
は互にまた初期組成から僅かに異なる。
これらの被覆物を後で焼鈍するときに起る相互拡散によ
り組成がさらに変化し、この変化は最終被覆物組成に反
映される。
り組成がさらに変化し、この変化は最終被覆物組成に反
映される。
コバルト−クロム状態図を調べると、本発明の１で
被覆物のコバルト−クロム成分がユつの＃ａト分散した
柑よりなることがわかる。しかし、巨視的スケールで見
ると、コバルト−クロム組成は代表的には焼鈍のＡｉｌ
後（即ち初期および最終被覆物中）いずれでも被覆全体
で均一（即ち±４％）であり、従って組成が実質的に均
一とみなすことができる。
柑よりなることがわかる。しかし、巨視的スケールで見
ると、コバルト−クロム組成は代表的には焼鈍のＡｉｌ
後（即ち初期および最終被覆物中）いずれでも被覆全体
で均一（即ち±４％）であり、従って組成が実質的に均
一とみなすことができる。
被覆物のコバルト−クロム成分のこの特徴は、電子マイ
クロプローブトレース、Ｘ線回折分析および／または顕
微鏡検査を用いることにより容易に証明できる。しかし
、コバルト−クロム成分が被覆物の厚さ方向にはｙ均一
な濃度で存在することは本発明にとって決定的に重要で
はない０多少の濃度勾配があっても、本発明の被覆によ
り得られる保護の効果を減じないからである。
クロプローブトレース、Ｘ線回折分析および／または顕
微鏡検査を用いることにより容易に証明できる。しかし
、コバルト−クロム成分が被覆物の厚さ方向にはｙ均一
な濃度で存在することは本発明にとって決定的に重要で
はない０多少の濃度勾配があっても、本発明の被覆によ
り得られる保護の効果を減じないからである。
本発明の被覆物を含めて種々の合金被覆物を設けたコバ
ルト基およびニッケル基超合金の試才・１を用いて実験
室試験な行った。本発明に属する被覆物を含めて種々の
合金被覆物を設けたニッケル基超合金の試料を用いて行
ったノく−ナーリグ試験についても報告する。同様に被
覆したコ／（ルト基または鉄基超合金試料のバーナーリ
グ試験は、同様の結果をもたらすであろうと予想される
・低温（即ち約ろ８０〜７５０°Ｃ）熱腐食条件下で、
本発明の低アルミニウム含量Ｃｏ、 −Ｃｒ合金被覆が
極めて良好な性能を発揮することがはつぎりと確認され
た。このことは特に興味深い。というのは、通常、クロ
ｌ、および酸化アルミニウムの連続被膜を形成するのに
十分なアルミニウムが表面に存在することが良好な熱腐
食抵抗を得るのに必要であり、連続保護Ａ１２Ｕｉ膜を
形成する濃度（即ち、約３重置床以上）のアルミニウム
含量が高温（即ち、約９００°Ｃ）熱腐食条件下でのＣ
ｏ −Ｃｒ合金の腐食抵抗を改良するのは疑いない、と
信じられているからである。
ルト基およびニッケル基超合金の試才・１を用いて実験
室試験な行った。本発明に属する被覆物を含めて種々の
合金被覆物を設けたニッケル基超合金の試料を用いて行
ったノく−ナーリグ試験についても報告する。同様に被
覆したコ／（ルト基または鉄基超合金試料のバーナーリ
グ試験は、同様の結果をもたらすであろうと予想される
・低温（即ち約ろ８０〜７５０°Ｃ）熱腐食条件下で、
本発明の低アルミニウム含量Ｃｏ、 −Ｃｒ合金被覆が
極めて良好な性能を発揮することがはつぎりと確認され
た。このことは特に興味深い。というのは、通常、クロ
ｌ、および酸化アルミニウムの連続被膜を形成するのに
十分なアルミニウムが表面に存在することが良好な熱腐
食抵抗を得るのに必要であり、連続保護Ａ１２Ｕｉ膜を
形成する濃度（即ち、約３重置床以上）のアルミニウム
含量が高温（即ち、約９００°Ｃ）熱腐食条件下でのＣ
ｏ −Ｃｒ合金の腐食抵抗を改良するのは疑いない、と
信じられているからである。
７３０ ’Ｃおよび９００℃で行った実験室試験の結果
を第１およびユ図にグラフとして表示する。
を第１およびユ図にグラフとして表示する。
追加の実験室試験を第ｇ図との関係で説明する・第１お
よびユ図における各試料は標準寸法の超合金ピンに電子
ビーム蒸着により合金被覆物を厚さ約３ミルに蒸着した
ものであった。被覆物組成はすべてＭ欧チで表示され、
蒸着したま＼の組成を表わす。各試料にＮａ２Ｓす、（
濃度２．５ ｒｒ１ｇ／ｃｍ ）のコーティングを刺着
した。試験は、Ｎａ２５（Ｊ４付着試料を試験温度でガ
ス環境〔０１５容量係の（ｂ（Ｊ２＋Ｓｏ、）を含有す
る酸素〕にさらし、次いで東欧増加を測定することによ
って行った。Ｎａ２ＳＯ４コーティングを付着するには
、この塩で飽和した水を試料表面に１００〜１５０°Ｃ
でスプレーした。水が蒸発し試料表面に該塩のコーティ
ングを残す。こσ〕工程を、所望の塩濃度を付着させる
まで継続した。
よびユ図における各試料は標準寸法の超合金ピンに電子
ビーム蒸着により合金被覆物を厚さ約３ミルに蒸着した
ものであった。被覆物組成はすべてＭ欧チで表示され、
蒸着したま＼の組成を表わす。各試料にＮａ２Ｓす、（
濃度２．５ ｒｒ１ｇ／ｃｍ ）のコーティングを刺着
した。試験は、Ｎａ２５（Ｊ４付着試料を試験温度でガ
ス環境〔０１５容量係の（ｂ（Ｊ２＋Ｓｏ、）を含有す
る酸素〕にさらし、次いで東欧増加を測定することによ
って行った。Ｎａ２ＳＯ４コーティングを付着するには
、この塩で飽和した水を試料表面に１００〜１５０°Ｃ
でスプレーした。水が蒸発し試料表面に該塩のコーティ
ングを残す。こσ〕工程を、所望の塩濃度を付着させる
まで継続した。
曲線、試料組成および試験温度の関係は次の通り・第Ｘ
表 簀組成： Ｃｏ−、：１５Ｃｒ−／ＱＮｌ−′７３Ｗ−
／Ｆｅ−０．３Ｃバーナーリグ試験の結果を第１１表（
／３３０°Ｆ、７３２□’Ｃ）および第１１１表（／乙
００°Ｆ、、ｇ７／’Ｇ）に示１−。
表 簀組成： Ｃｏ−、：１５Ｃｒ−／ＱＮｌ−′７３Ｗ−
／Ｆｅ−０．３Ｃバーナーリグ試験の結果を第１１表（
／３３０°Ｆ、７３２□’Ｃ）および第１１１表（／乙
００°Ｆ、、ｇ７／’Ｇ）に示１−。
ビン試料（直径３／／乙インチＸ長さ７インチ）にプラ
ズマ溶射により厚さ約５〜７ミルσ） 合金被覆物をつ
けた。これらの試料をユ時間焼鈍した・焼鈍温度はＬＮ
−’７３ｇ基体を有する試料の場合／／２０’ｃ、ｌ（
ｅｎｅｇ０基体を有する試験１の場合／２／ｇ”Ｇであ
った。バーナーリグ試験で使用した・慾Ｉｌｌ工、／重
置床の硫黄および／ 、２５ ＋）Ｉ）Ｉｎσ）プート
１ノウム（Ｎａｃｌとして）を含有する清浄な液体留分
（ＪＰ５）であった。この燃料を空気で空気／ソ然オ・
１上ヒ５７にて燃焼した。金言１空気流量（工３５５
、）ｉ ン）’ ／ ｆｌ存であった。７３２ ”Ｃ試
験では５（Ｊ２を７ｇ’ｌｃ。７分の再１１合で燃焼ガ
スに加えた。腐食時ＩＡ ：ｔｇよび対応１−る腐食侵
入のデータは、所定の試験時１川後に被覆１勿への表示
計の腐食侵入が起って（することを示している。被覆物
組成は重量係表示σ〕初↓υ］ （１２＋１ち粉末形成
前）組成を示す。
ズマ溶射により厚さ約５〜７ミルσ） 合金被覆物をつ
けた。これらの試料をユ時間焼鈍した・焼鈍温度はＬＮ
−’７３ｇ基体を有する試料の場合／／２０’ｃ、ｌ（
ｅｎｅｇ０基体を有する試験１の場合／２／ｇ”Ｇであ
った。バーナーリグ試験で使用した・慾Ｉｌｌ工、／重
置床の硫黄および／ 、２５ ＋）Ｉ）Ｉｎσ）プート
１ノウム（Ｎａｃｌとして）を含有する清浄な液体留分
（ＪＰ５）であった。この燃料を空気で空気／ソ然オ・
１上ヒ５７にて燃焼した。金言１空気流量（工３５５
、）ｉ ン）’ ／ ｆｌ存であった。７３２ ”Ｃ試
験では５（Ｊ２を７ｇ’ｌｃ。７分の再１１合で燃焼ガ
スに加えた。腐食時ＩＡ ：ｔｇよび対応１−る腐食侵
入のデータは、所定の試験時１川後に被覆１勿への表示
計の腐食侵入が起って（することを示している。被覆物
組成は重量係表示σ〕初↓υ］ （１２＋１ち粉末形成
前）組成を示す。
Ｆ記第１１１表に報告された腐食サンプルの金属組織学
的検査により、／乙００°Ｆで（′！、、本発明の被覆
に対する侵食の形態または様ＡｌがＣｏＣｒＡｌＹ被覆
の場合の侵食椋柑と少し違うことがわかった・試験後、
本発明の被覆はＣｏＣｒＡｌＹ被覆と較べて、内部硫化
物および酸化物形成度が大きく、広域前面浸食深さが浅
かった。第ｍ表に、前面侵食の下側で生起する内部硫化
物および酸化物形成を含めて、蜆＆＝された最大侵入深
さを示す。被覆物組成は本肚係て表示しである。
的検査により、／乙００°Ｆで（′！、、本発明の被覆
に対する侵食の形態または様ＡｌがＣｏＣｒＡｌＹ被覆
の場合の侵食椋柑と少し違うことがわかった・試験後、
本発明の被覆はＣｏＣｒＡｌＹ被覆と較べて、内部硫化
物および酸化物形成度が大きく、広域前面浸食深さが浅
かった。第ｍ表に、前面侵食の下側で生起する内部硫化
物および酸化物形成を含めて、蜆＆＝された最大侵入深
さを示す。被覆物組成は本肚係て表示しである。
め も
＼ θ 谷 ＼ 谷 苓
θ θ−１−− １＋−１，＋−−−− Ｑ リ リ Ｕ リ （Ｊ（
Ｊθ ゝω 仁 ヱ 本発明の代表的な用途、川］ち海洋環境下で運転するガ
スタービンにおいては、第３図に示すタービン１３の第
１段の７組のベーン１１およびブレード１２に本発明の
被覆を用いる。従って、タービンを低出力条件下で運転
する場合、高熱ガスが燃焼器（図示ぜず）を出て遷移部
材１４を経て第１段に入り、ベーン１１およびブレード
１２を乙５０〜７５０°Ｃの範囲の温ＩＩにさらす。上
記データか示すように、海洋環境での運転条件下で、ま
た低出力条件ｔ・遭遇する温度範囲において、本発明の
（焼鈍後の）Ａｌ含量が非常に低いＣｏ−Ｃｒ合金被覆
がずばぬけた腐食抵抗を示す。
θ θ−１−− １＋−１，＋−−−− Ｑ リ リ Ｕ リ （Ｊ（
Ｊθ ゝω 仁 ヱ 本発明の代表的な用途、川］ち海洋環境下で運転するガ
スタービンにおいては、第３図に示すタービン１３の第
１段の７組のベーン１１およびブレード１２に本発明の
被覆を用いる。従って、タービンを低出力条件下で運転
する場合、高熱ガスが燃焼器（図示ぜず）を出て遷移部
材１４を経て第１段に入り、ベーン１１およびブレード
１２を乙５０〜７５０°Ｃの範囲の温ＩＩにさらす。上
記データか示すように、海洋環境での運転条件下で、ま
た低出力条件ｔ・遭遇する温度範囲において、本発明の
（焼鈍後の）Ａｌ含量が非常に低いＣｏ−Ｃｒ合金被覆
がずばぬけた腐食抵抗を示す。
さらに、ガスタービン１３を高出力条件（即ち、約７０
０〜ワ５０ ”Ｃ）で運転するとき、本発明の被覆が、
ｌＬａ ｉ ｒｄｃｎの米国特許第９．／ ０７．’７
／ ５号に記載されたＣｏＣｒＡＩ Ｙ被覆が呈する
腐食抵抗に近似した腐食抵抗を呈すると予想される。し
かし、３〜９重后係のアルミニウムを含有する後者の被
覆とは対照的しこ１１本発明の被覆は低温および高温熱
腐食両方に遭遇する場合に特に有用である。
０〜ワ５０ ”Ｃ）で運転するとき、本発明の被覆が、
ｌＬａ ｉ ｒｄｃｎの米国特許第９．／ ０７．’７
／ ５号に記載されたＣｏＣｒＡＩ Ｙ被覆が呈する
腐食抵抗に近似した腐食抵抗を呈すると予想される。し
かし、３〜９重后係のアルミニウムを含有する後者の被
覆とは対照的しこ１１本発明の被覆は低温および高温熱
腐食両方に遭遇する場合に特に有用である。
ガスタービンが複数段（第３図では図示せず）を有する
場合には、このような下流の７組（または複数組）のベ
ーンおよびブレードに本発明の被覆による保護を与える
ことを考慮すべきである・高熱ガス通路に側面をさらす
部品、例えばケーシング部材１６、プラントホーム部材
１７．１８：Ｉυよびシュラウド１９も、コバルト基ま
たはニッケル基超合金でつくり、本発明の被覆で保護す
イ）のがよい。
場合には、このような下流の７組（または複数組）のベ
ーンおよびブレードに本発明の被覆による保護を与える
ことを考慮すべきである・高熱ガス通路に側面をさらす
部品、例えばケーシング部材１６、プラントホーム部材
１７．１８：Ｉυよびシュラウド１９も、コバルト基ま
たはニッケル基超合金でつくり、本発明の被覆で保護す
イ）のがよい。
５ｈｏｒｅｓおよびｌ、ｕｔｈｒａの報告１−ＮａＣ１
含有環境での熱腐食の機構の研究」〔米国海軍研究所（
ＮａｖａｌＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
）との契約ＮＯＯ／７３−７７− Ｃ−０２５３にて作
製、７９７９年７７月、／ろ、７７頁および／／図〕に
おいて、Ｃｏ−Ｃｒ合金鋳物の熱）晶食挙動が合金のク
ロム含量に依存同一ろことか既に明１）かにされている
。上記報告の７７図は、７５０℃で０１５係の（ＳＯ□
−ｔ−５（−）、）を含イイする酸素中でユ、 ５ ｍ
、９／（、％のＮａ２５Ｏ，にさりされたとき、時間の
関数としての車量増加／単位面積がクロム含ｎｋの増加
につれて減少することを示している。しかし、被覆物と
鋳物とでは微細組織が相違し、また基体から被覆物への
物質移動の問題は鋳物では起らないので、鋳物から得ら
れたデータに依拠して、所定の基体に堆積した同じ合金
の被覆物の挙動を予測することはできない。このような
応用または転用の予測不可能なことを第を図にグラフに
して示ス、、Ｒｅｎ〆ｇＯのビンに異なる方法で溶射し
次いで焼鈍した被覆堆積物に関する腐食挙動データを、
曲ｍｕ（電子ビーム堆積により厚さ約Ｓミルに被着した
Ｃｏ −４ｔＱＣｒ被覆）および曲線Ｖ、ＷおよびＸ（
プラズマ溶射により厚さ約３ミルに被着したＣ。
含有環境での熱腐食の機構の研究」〔米国海軍研究所（
ＮａｖａｌＲｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
）との契約ＮＯＯ／７３−７７− Ｃ−０２５３にて作
製、７９７９年７７月、／ろ、７７頁および／／図〕に
おいて、Ｃｏ−Ｃｒ合金鋳物の熱）晶食挙動が合金のク
ロム含量に依存同一ろことか既に明１）かにされている
。上記報告の７７図は、７５０℃で０１５係の（ＳＯ□
−ｔ−５（−）、）を含イイする酸素中でユ、 ５ ｍ
、９／（、％のＮａ２５Ｏ，にさりされたとき、時間の
関数としての車量増加／単位面積がクロム含ｎｋの増加
につれて減少することを示している。しかし、被覆物と
鋳物とでは微細組織が相違し、また基体から被覆物への
物質移動の問題は鋳物では起らないので、鋳物から得ら
れたデータに依拠して、所定の基体に堆積した同じ合金
の被覆物の挙動を予測することはできない。このような
応用または転用の予測不可能なことを第を図にグラフに
して示ス、、Ｒｅｎ〆ｇＯのビンに異なる方法で溶射し
次いで焼鈍した被覆堆積物に関する腐食挙動データを、
曲ｍｕ（電子ビーム堆積により厚さ約Ｓミルに被着した
Ｃｏ −４ｔＱＣｒ被覆）および曲線Ｖ、ＷおよびＸ（
プラズマ溶射により厚さ約３ミルに被着したＣ。
−１１Ｑｃｒ被覆）として示す。曲線ｙばＣ，ｏ−１１
Ｑｃｒ合金の鋳物（即ち）厚さグ０ミルの切取り試片）
についての腐食挙動データを示す。これらの曲線を比較
すると、曲Ｍｘの被覆だけが曲線ｙの鋳物より良好また
は同等の腐食抵抗を示すが、曲線Ｕ。
Ｑｃｒ合金の鋳物（即ち）厚さグ０ミルの切取り試片）
についての腐食挙動データを示す。これらの曲線を比較
すると、曲Ｍｘの被覆だけが曲線ｙの鋳物より良好また
は同等の腐食抵抗を示すが、曲線Ｕ。
ｖ、ｗの他の３つめ被覆は鋳物より腐食抵抗カ劣ること
がわかる。
がわかる。
第Ｓ図はＣｏ−１１３ｃｒ （初期組成）の層をプラズ
マ射射により’ｋＮ−’７３ｇの基体に堆積し、７７２
０℃、Ω時間の焼なましにより基体に冶金結合した試料
の断面の顕微鏡写真である。この試料を低温（即ち７３
５０下）熱腐食に１００７時間供した。写真かられかる
ように、焼鈍中に薄い（約スミル）遷移領域がＣＯ−グ
３Ｃｒ被覆物と基体との間に発現した。この領域は被覆
物から基体中に拡散した金属原子および基体から被覆物
中に拡散した金属原子から構成される。
マ射射により’ｋＮ−’７３ｇの基体に堆積し、７７２
０℃、Ω時間の焼なましにより基体に冶金結合した試料
の断面の顕微鏡写真である。この試料を低温（即ち７３
５０下）熱腐食に１００７時間供した。写真かられかる
ように、焼鈍中に薄い（約スミル）遷移領域がＣＯ−グ
３Ｃｒ被覆物と基体との間に発現した。この領域は被覆
物から基体中に拡散した金属原子および基体から被覆物
中に拡散した金属原子から構成される。
合金被覆ガスタービン部品の焼鈍は適切な被覆物−基体
冶金結合を発現させるだめの常套手段である。上述した
バーナーリグ試験を前述した通りに焼鈍した試料に行っ
たのは、このよう１１理由による。焼鈍工程の間に少量
のアルミニウムが下側の超合金から被覆物中に、そして
場合によっては被覆物の表面にまで移動した。しかし、
第１表の結果が示しているように、これらの被覆物は低
温熱腐食抵抗が著しく改良されていることを示した。
冶金結合を発現させるだめの常套手段である。上述した
バーナーリグ試験を前述した通りに焼鈍した試料に行っ
たのは、このよう１１理由による。焼鈍工程の間に少量
のアルミニウムが下側の超合金から被覆物中に、そして
場合によっては被覆物の表面にまで移動した。しかし、
第１表の結果が示しているように、これらの被覆物は低
温熱腐食抵抗が著しく改良されていることを示した。
本発明に関与する超合金は通常ある程度のアルミニウム
を含有する。本発明の保護被覆をはＶアルミニウム含量
なしにするのが好ましい（そｌ〜てこれが焼鈍前の被覆
堆積物の状態であることが好ましい）が、焼鈍工程は金
属原子の被覆堆積物から内方へ、また基体から外方への
移動を促進する。
を含有する。本発明の保護被覆をはＶアルミニウム含量
なしにするのが好ましい（そｌ〜てこれが焼鈍前の被覆
堆積物の状態であることが好ましい）が、焼鈍工程は金
属原子の被覆堆積物から内方へ、また基体から外方への
移動を促進する。
この機構により、相互拡散領域が発現し、またその上、
基体からの金属原子が初期被覆堆積物の組成に加えられ
ろ。本発明によれば、最終焼鈍被覆物（即ち、相互拡散
領域より外側の領域）の外表面でのアルミニウム含量を
、タービン運転条件下でＡ１２’Ｊ＊の連続被膜が生成
し得る量より少なくしなＵ−しばならない。このアルミ
ニウム濃度の値は約３〜５ Ｍ ｍ ％のアルミニウム
の範囲となる。
基体からの金属原子が初期被覆堆積物の組成に加えられ
ろ。本発明によれば、最終焼鈍被覆物（即ち、相互拡散
領域より外側の領域）の外表面でのアルミニウム含量を
、タービン運転条件下でＡ１２’Ｊ＊の連続被膜が生成
し得る量より少なくしなＵ−しばならない。このアルミ
ニウム濃度の値は約３〜５ Ｍ ｍ ％のアルミニウム
の範囲となる。
本発明の好適実施例においては、焼鈍被覆物の外表面で
のアルミニウム濃度がθ５重重量上り低い。上記第１１
および第■表において調製し、試験し、報告した焼鈍ビ
ンに該当する焼鈍ビンの表面でのアルミニウムの最大濃
度は約θユ重量乃であっプこ。
のアルミニウム濃度がθ５重重量上り低い。上記第１１
および第■表において調製し、試験し、報告した焼鈍ビ
ンに該当する焼鈍ビンの表面でのアルミニウムの最大濃
度は約θユ重量乃であっプこ。
このような焼鈍部品をガスタービンに使用すると、超合
金基体から被覆物へ新たなアルミニウム原子が長期にわ
たってゆっくり追加拡散するであする被覆物の熱腐食抵
抗の有意な減少はゆつ（り起る（例えばタービン運転２
３．０００時間以上）・アルミニウム濃度が焼鈍した被
覆物の表面で３重置床に近づいたとしても、そのような
アルミニウム含量も低温熱腐食に遭遇する種々の用途に
用いられた本発明の被覆超合金にとって寿命限定要因に
ならないと予想されろ。
金基体から被覆物へ新たなアルミニウム原子が長期にわ
たってゆっくり追加拡散するであする被覆物の熱腐食抵
抗の有意な減少はゆつ（り起る（例えばタービン運転２
３．０００時間以上）・アルミニウム濃度が焼鈍した被
覆物の表面で３重置床に近づいたとしても、そのような
アルミニウム含量も低温熱腐食に遭遇する種々の用途に
用いられた本発明の被覆超合金にとって寿命限定要因に
ならないと予想されろ。
現時点で最適と考えられる実施例では、ニッケル基超合
金上に、約ｑ３〜グｇ重置床の範囲のクロムを含有し、
被覆物表面に約θ氾重置床の最大アルミニウム含量を有
する焼鈍（最終）Ｃｏ−Ｃｒ被覆組成物を使用する。
金上に、約ｑ３〜グｇ重置床の範囲のクロムを含有し、
被覆物表面に約θ氾重置床の最大アルミニウム含量を有
する焼鈍（最終）Ｃｏ−Ｃｒ被覆組成物を使用する。
第６および７図は、ニッケル基超合金のビン基体を最初
Ｃｏ−グｇＣｒ−θ乙Ｓｉでプラズマ沼射により被覆し
、次いで焼鈍して相互拡散領域を介して基体に冶金結合
された本発明の被覆物を設けた試料ビンのクロム、ニッ
ケルおよびアルミニウム含量データを示す。すぐわかる
ように、第６および７図のデータは、超合金基体から相
互拡散領域にそ［〜て恐ら（は被覆物まで移動すると予
想される他の金属元素（例えば、ＭＯ、Ｗ、’ｒ ｉ
、Ｔａ、Ｃｂ すど）の濃度を示していない。これらの
金属は、被覆物中に存在するかもしれない範囲では、被
覆物の挙動に有意な影響をもたない。
Ｃｏ−グｇＣｒ−θ乙Ｓｉでプラズマ沼射により被覆し
、次いで焼鈍して相互拡散領域を介して基体に冶金結合
された本発明の被覆物を設けた試料ビンのクロム、ニッ
ケルおよびアルミニウム含量データを示す。すぐわかる
ように、第６および７図のデータは、超合金基体から相
互拡散領域にそ［〜て恐ら（は被覆物まで移動すると予
想される他の金属元素（例えば、ＭＯ、Ｗ、’ｒ ｉ
、Ｔａ、Ｃｂ すど）の濃度を示していない。これらの
金属は、被覆物中に存在するかもしれない範囲では、被
覆物の挙動に有意な影響をもたない。
本発明の被覆がなす保護作用は、クロム含量をで、はっ
きりわからない。ところが、第３図に示す実験室試験に
より実証されているように、有効な保護と無効な保護と
の分岐点ははっきりしており、低温（即ち、約７５０℃
）熱腐食状態にあるとき液体Ｎａ２ＳＯ４が生成するか
否かに反映される。
きりわからない。ところが、第３図に示す実験室試験に
より実証されているように、有効な保護と無効な保護と
の分岐点ははっきりしており、低温（即ち、約７５０℃
）熱腐食状態にあるとき液体Ｎａ２ＳＯ４が生成するか
否かに反映される。
これらの試験で用いた被覆材料は下記の初期組成を有し
た。
た。
曲ＮＭ ”／Ｃｏ ３５Ｃｒ
曲線 １）／ 、 ｂ、２ 、 ｂ３Ｃｏ−３７，３Ｃ
ｒ曲線 ｃ ／ Ｃｏ −１１Ｑｃ、ｒい
ずれの場合も、Ｉ（ｅｎｅｇＱのビンにプラズマ溶射に
より被覆をＭｒＪｔＬだ（粉末は磨砕により調製）。
ｒ曲線 ｃ ／ Ｃｏ −１１Ｑｃ、ｒい
ずれの場合も、Ｉ（ｅｎｅｇＱのビンにプラズマ溶射に
より被覆をＭｒＪｔＬだ（粉末は磨砕により調製）。
腐食試験を７５０℃で行った。曲線Ｃ／は第７図の曲線
Ｘと同じであり、比較基準として示した。
Ｘと同じであり、比較基準として示した。
初期被覆組成が３７．３Ｃｒに等しいかそれより低いク
ロム含量を有する例ではいずれも、被覆物の表面仕上が
完全であるか不完全であるかに拘わりな（液体Ｎａ２５
ｏ４が生成し、腐食が急速に進展した。
ロム含量を有する例ではいずれも、被覆物の表面仕上が
完全であるか不完全であるかに拘わりな（液体Ｎａ２５
ｏ４が生成し、腐食が急速に進展した。
クロム含量が１７−ＱＣｒ に等しいかそれより高い初
期被覆組成では、最終被覆物に適切な連続な平滑表面を
設けたとき、一般に液体Ｎａ２ＳＯ４が生成しない。小
さな表面欠陥があって少量の液体Ｎａ２ＳＯ４が生成す
ると、起るであろう腐食は非常に遅い速度で進行する。
期被覆組成では、最終被覆物に適切な連続な平滑表面を
設けたとき、一般に液体Ｎａ２ＳＯ４が生成しない。小
さな表面欠陥があって少量の液体Ｎａ２ＳＯ４が生成す
ると、起るであろう腐食は非常に遅い速度で進行する。
これが第ｊ図に曲線Ｗおよび■で示した被覆物の場合で
ある。従って、３７．５Ｃｒと１１Ｑｃｒの間のクロム
含量（初期濃度）で、低温熱腐食抵抗のこれまで知られ
ていない、はっきりした有意な増加が得られることが確
かめられた。
ある。従って、３７．５Ｃｒと１１Ｑｃｒの間のクロム
含量（初期濃度）で、低温熱腐食抵抗のこれまで知られ
ていない、はっきりした有意な増加が得られることが確
かめられた。
曲線Ｃ／の試料（初期組成ＩＩ−ＱＣｒ ）の場合に最
終被覆組成を測定したところ、クロム含量が約３′７．
５重置床であることがわかった。
終被覆組成を測定したところ、クロム含量が約３′７．
５重置床であることがわかった。
本発明の保護を与えるべきガスタービン部品の工業的製
造方法を確立する場合、尚業者であれば、初期（即ちイ
ンゴット）組成と最終（即ち焼鈍後）肢位組成との間に
所定の関係を成立たせ、後者を約３７５〜５０重置床Ｃ
ｒの範囲とするように、あく）所定順序の処理工程を前
述Ｉ−だ教示内容に基づいて通常のやり方て決定できる
。
造方法を確立する場合、尚業者であれば、初期（即ちイ
ンゴット）組成と最終（即ち焼鈍後）肢位組成との間に
所定の関係を成立たせ、後者を約３７５〜５０重置床Ｃ
ｒの範囲とするように、あく）所定順序の処理工程を前
述Ｉ−だ教示内容に基づいて通常のやり方て決定できる
。
第１図および第２図は各種の合金被覆物を設けた超合金
ビンの実験室試験における単位面積当りの重量増加を示
すグラフ、 第３図はガスタービンの第１段の線図的断面図で高熱ガ
スをロータ装着タービンブレードＶＣ向ケて案内する静
止ベーンを示し、 第９図は１つの別々の堆積法で基体に堆積したｃｏ−り
θＣｒ合金敲覆物の腐食挙動を、同一組成の鋳造物につ
いての腐食データとともに示すグラフ、第Ｓ図は本発明
の被覆組成物が堆積された超合金基体の２００倍の顕微
鏡写真で、基体と被覆物との間に薄い遷移′頭載が発現
していることを示し、第Ａ図ばＫｃｎｃ′ｇＯ基体にＣ
ｏ−１Ｃｏ−１ｌθ乙Ｓｉを堆積した複合体を／２／ｇ
′′Ｃでユ時間焼鈍した後の最終被覆物、相互拡散領域
および隣接基体のクロム、ニソクルおよびアルミニウム
含量ラミ子マイクログローブ分析した結果を示すグラフ
、第７図はｌＮ−７３ｇ基体にＣｏ−’ＡｇＣｒ −０
，１−８’を堆積した複合体を７７２０°Ｃで１時間焼
鈍した後の同様のデータを示す電子マイクロプローブ分
析グラフ、そして 第３図は種々のクロム含量の被覆物の腐食挙動を示すグ
ラフで、保護作用の下限を画定するグラフである。 １１・・・・ベーン、 １２・・・・・・ブレード、
１３・・・・・・タービン。 特許出願人ゼネラル・τＬ・クトリ、り・カンパニイ代
理人 （’Ｊ６ＳＯ） 生 沼 徳 ニＦ〃テ５ Ｆ’Ｆｔテ５ Ｆ万；９７ ｎ乏 、等−（ミル） １万７月β 晴 哨 （所） 手糸売♀山正Ｂ膳（方式） ％式％ １、事件の表示 事件との関係 出願人 ４、代理人 住 所 １０７東京都港１区赤坂１丁目１／１番１４
舅第３５興和ビル ４階
ビンの実験室試験における単位面積当りの重量増加を示
すグラフ、 第３図はガスタービンの第１段の線図的断面図で高熱ガ
スをロータ装着タービンブレードＶＣ向ケて案内する静
止ベーンを示し、 第９図は１つの別々の堆積法で基体に堆積したｃｏ−り
θＣｒ合金敲覆物の腐食挙動を、同一組成の鋳造物につ
いての腐食データとともに示すグラフ、第Ｓ図は本発明
の被覆組成物が堆積された超合金基体の２００倍の顕微
鏡写真で、基体と被覆物との間に薄い遷移′頭載が発現
していることを示し、第Ａ図ばＫｃｎｃ′ｇＯ基体にＣ
ｏ−１Ｃｏ−１ｌθ乙Ｓｉを堆積した複合体を／２／ｇ
′′Ｃでユ時間焼鈍した後の最終被覆物、相互拡散領域
および隣接基体のクロム、ニソクルおよびアルミニウム
含量ラミ子マイクログローブ分析した結果を示すグラフ
、第７図はｌＮ−７３ｇ基体にＣｏ−’ＡｇＣｒ −０
，１−８’を堆積した複合体を７７２０°Ｃで１時間焼
鈍した後の同様のデータを示す電子マイクロプローブ分
析グラフ、そして 第３図は種々のクロム含量の被覆物の腐食挙動を示すグ
ラフで、保護作用の下限を画定するグラフである。 １１・・・・ベーン、 １２・・・・・・ブレード、
１３・・・・・・タービン。 特許出願人ゼネラル・τＬ・クトリ、り・カンパニイ代
理人 （’Ｊ６ＳＯ） 生 沼 徳 ニＦ〃テ５ Ｆ’Ｆｔテ５ Ｆ万；９７ ｎ乏 、等−（ミル） １万７月β 晴 哨 （所） 手糸売♀山正Ｂ膳（方式） ％式％ １、事件の表示 事件との関係 出願人 ４、代理人 住 所 １０７東京都港１区赤坂１丁目１／１番１４
舅第３５興和ビル ４階
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ ニッケル基超合金、コバルト基超合金および鉄基超
合金から選択されろ材料製の本体、および 前記本体に冶金結合され被覆本体の外面を形成する合金
被覆物よりなり、前記被覆物の組成がコバルト、クロム
およびアルミニウムよりなり、クロム含量が約３７５〜
ＳＯ重量係の範囲にあり、前記外面でのアルミニウム濃
度が外面上に酸化アルミニウムの連続被膜を形成するの
に要するアルミニウム重量割合より低いことを特徴とす
る焼鈍されたガスタービン部品。 ス 前記被覆物のコバルト−クロム成分がはｇ均一な組
成で存在する特許請求の範囲第１項記載のガスタービン
部品。 ３、 前記被覆物の外面でのアルミニウム濃度が約Ｓ重
量係より低い特許請求の範囲第１項記載のガスタービン
部品。 グ 前記被覆物の外面でのアルミニウム濃度が約０５重
量係より低い特許請求の範囲第７項記載のガスタービン
部品。 左 前記被覆物の外面でのアルミニウム濃度が約０，２
重量係より低い特許請求の範囲第１項記載のガスタービ
ン部品。 乙 前記被覆物の組成がθ〜５重量係の、イツトリウム
、ハフニウム、ジルコニウム、−ｔ ＩＪ ’）ム、こ
れらの酸化物およびこれらの混合物から選択された物質
およびこれに通常伺随する不純物を含む特許請求の範囲
第１項記載のガスタービン部品。 ７ 前記被覆物の組成がθ〜７５重量係の珪素およびこ
れに通常付随する不純物を含む特許請求の範囲第１項記
載のガスタービン部品。 ｇ 前記部品が静止ベーンである特許請求の範囲第１項
記載のガスタービン部品。 、７ 前記部品がタービンブレードである特許請求の範
囲第１項記載のガスタービン部品。 ／θ 前記被覆物のクロム含量が約ｑ３〜ケｇ重量チの
範囲にある特許請求の範囲第１項記載のガスタービン部
品。 ／／ 前記被覆物の組成が約’１３重量係のクロムおよ
びθ／重量係のイツトリウムを含有する特許請求の範囲
第１０項記載のガスタービン部品。 ／２ 前記被覆物の堆積厚さが約３〜１０ミルの範囲に
ある特許請求の範囲第１項記載のガスタービン部品。 ／３． 前記本体がニッケル基間合金製であり、前記
被覆物が約ｑ３〜ｔｔｇ重量係の範囲のクロム含量を有
する合金である特許請求の範囲第１項記載のガスタービ
ン部品。 ／１１． 高熱ガスが燃焼器から高熱ガス通路に宿っ
て流れ、高熱ガスが少くとも７組の静止ベーンおよびタ
ービンブレードを通過し、該ブレードがロータに取イ」
けられ、該ロータが回転シャフトに固定され、前記静止
ベーンが高熱ガスをブレードに対して案内して前記ロー
タおよびシャフトを回転させろ構成のガスタービンにお
いて、前記１組のベーンおよびブレードそれぞれが ニッケル基超合金、コバルト基超合金および鉄基超合金
から選択される材料製の本体、および前記本体に冶金結
合され被覆本体の外面を形成する合金被覆物よりなり、
前記被覆物の組成がクロム、コバルトおよびアルミニウ
ムよりなり、クロム含量が約３７．５〜５０重量係の範
囲にあり、前記外面でのアルミニウム濃度が外面上に酸
化アルミニウムの連続被膜を形成するのに要するアルミ
ニウム重量割合より低いことを特徴とするガスタービン
。 ／左 前記被覆物の組成がθ〜Ｓ重量係の、イツトリウ
ム、ハフニウム、ジルコニウム、セリウム、これらの酸
化物およびこれらの混合物から選択された物質およびこ
れに通常付随する不純物を含む特許請求の範囲第１弘項
記載のガスタービン。 ／乙 前記被覆物の組成がθ〜１５重量係重量床および
これに通常付随する不純物を含む特許請求の範囲第１グ
項記載のガスタービン。 ／７ 前記被覆物のクロム含量が約弘３〜ｑｇ重量係の
範囲にある特許請求の範囲第１Ｉｌ−項記載のガスター
ビン。 ７ｇ 各ブレードがニッケル基超合金の本体を有し、前
記被覆物が約ｑ３〜ＩＩｇ重量％の範囲のクロム含量を
有する合金である特許請求の範囲第１ダ項記載のガスタ
ービン。 １５！ ニッケル基超合金、コバルト基超合金および
鉄基超合金から選択される材料製の本体、および 前記本体に被着され、本体に外面を形成する合金被覆堆
積物よりなり、前記被覆堆積物がコバルトオ６よび約ｌ
ｌ−θ〜５０重量％のクロムよりなり、実質的にアルミ
ニウムを含有しないことを特徴とする焼鈍前のガスター
ビン部品。 ２０ 前記被覆堆積物の組成が約ｓｂ９重量係のコバ
ルト、約４ｔＪＭ量係のクロムおよび０Ｚ重量係のイツ
トリウムである特許請求の範囲第１９項記載の焼鈍前の
ガスタービン部品。 ２Ｚ 前記被覆堆積物のコバルト−クロム成分かはｙ
均一な組成で存在する特許請求の範囲第／９項記載の焼
鈍前のガスタービン部品。
Applications Claiming Priority (4)
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