JPS6077968A - 固体粒子の侵食に耐える蒸気タ−ビン部品と部品の面を保護する方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は蒸気タービンの部品に対りる固体粒子の侵食
に耐える被覆、特に炭化りＵムとマトリクス材料から成
る被覆に関りる。この被覆はタービン羽根、ノズル隔壁
、並びにタービンの蒸気流路内に配置され（いる為に固
体粒子の侵食の直接的な影響を受（〕るその他の部品の
様な、蒸気タービンの種々の部品を固体粒子の侵食から
保護Ｊる。

蒸気タービンの通１；ｉの連ＩＩＩ／、並びに始動の際
、蒸気タービンに供給される蒸気の中には刈払が比較的
小さい固体粒子が存在りることかある。この固体粒子は
主に、ボイラー・スケールとも呼ばれるマグネタイ１〜
にｅ３０４であると考えられ、これは蒸気ボイラーの配
管及びぞれに接続されるパイプに発俳ると思われる。こ
ういう固体粒子が蒸気によって蒸気タービン装置全体に
運ばれる。固体粒子が蒸気タービン装向内にある種々の
部品を侵食するかどうかは、このｑｌ定の部品に対りる
粒子の速度や、蒸気の温度及び１丁力の様なぞの他のパ
ラメータに関係りる。蒸気タービン内で高速で回転Ｊる
タービン羽根は、特に固体粒子の侵食を受け易い。蒸気
の流れをタービン羽根に差し向ＩＪるノズル隔壁と、蒸
気取込みポー１−に近接しているつ１ブ・ダイアノラム
ｂ１固体粒子の侵食を受ける。直接的に蒸気流路内にあ
る成る弁体、弁棒及びメカ−１〜部の様なその他の部品
−５、この部品の中を流れる時の蒸気の差圧並びに力の
為に、固体粒子の侵食の影響を受りる。運転中の蒸気タ
ービンの典型的な温度は１０００°［に近づく。

タービン羽根及びノズル隔壁は１２−り［１ム・マルテ
ンザイ１−・ステンレス１ｌｌｉ０作られるのが普通で
ある。その他の部品は同様な祠ｒ３＋、又はクロム・モ
リブデン・バナジウム・フェライト鋼で構成されること
がある。こういう組成物ぐ作られていて、固体粒子の侵
食にさらされる部品は、金属の目減りが１）１１速され
、装置の予想ノｒ命を達成しない場合が多い。従来、部
品の基板を固体粒子の侵食を防ぐ炭化タングステン被覆
、又はギ１１ポット・コーポレーションが製造りる合金
の商品名であるステライ１〜の様なコバル１〜をベース
として合金で被覆づることがあった。周知の様に、炭化
タングステンは、１１１丁の炭化クロムを含む他の多く
の材料の硬さを越える様な硬さを持つ−Ｃいる。こうい
う１群の炭化りＵムの中にはＣｒｇ　Ｃ２、Ｏｒ　ｙＣ
３及びＣｒ２３　Ｃｓが含まれる。炭化タングステンの
こういう佐賀が、固体粒子の侵食を防止する上で何より
もｍ要であると考えられて来た。

ガスタービン装置では、ハンマー疲労又は隣接した部品
の間の擦過疲労を防１−！Ｊる為に、炭化クロムがニク
ロム・７１〜リクスと組合Ｕて用いられて来ｌｃａ高い
振動数の振動状態で、２つの部品が互いにぶつかる時、
ハンマー疲労が起る。この疲労はガスタービンの羽根の
半径方°向外側部分をＨいに結合づるシュラウドに観測
される。２つの接触面が振幅の小さい接線方向の撮動性
変位を覆る時、擦過疲労が起る。ガスタービンひは、円
板にはめ込まれるタービン羽根の根元に擦過疲労が観測
される。円板がガスタービンの回転子の軸に固定される
。この疲労を防止づる為、ガスタービンの羽根の根元及
びシュラウドに炭化りＩ」ム及び二りＯムの被覆を被し
ることがある。然し、こういう特定の部品は、タービン
のガス流路の外にその場所がある為、固体粒子の侵食に
よる劣化作用を受りない。

この分野ぐは、擦過疲労は固体粒子による侵食とははっ
きりと巽なフ”Ｃいることがル２識されている。擦過疲
労は金属間の接触にＪ：って起る。固体粒子の侵食は、
硬い粒子が高速Ｃ゛物体ぶつかり■」つその面に沿つＣ
移動りる１１．１に起る。固体粒子によっ−で摩耗性疲
労も起るが、こういう粒子は金属間の界面に捕捉される
為、而に当る１１、Ｙの速度が無祝し寄るか、或いはこ
の面の上方を移動する。

固体粒子によって侵食されノこ面は摩紅した面よりも面
の粗さがずっと大きい。これは、高速の衝突覆る粒子の
持つ運動エネルギが一層人きく、面から材料を一層容躯
に除去し得るからである。固体粒子侵食過程で各々の粒
子により−Ｃ起るイ」随的な金属の目減りは摩耗機構に
よつＣ起る対応する目減りよりも大きい。業界で使われ
Ｃいる「疲労」、「摩耗性疲労」及び「侵食性疲労」と
云う言葉は、必ずしも教利出で云われるこういう言葉の
分類と一致していないことに注意されＩこい。

こ）で注］」−リベき重要なことは、刀スタービン技術
では、炭化クロムとマＩ〜リクス祠料の被覆が、ガスタ
ービン内の他の場所では使われても、何等かの固体粒子
の１ν食を受ＧノるｆｌＪれのあるガスクービンの羽根
の様な、ガス流路内にこの被覆を使っていないことであ
る。

被覆材料の製造業者の少なくとｂ′１社は、ジェットエ
ンジン、即ら、ガスタービンのガス流路内にない回転子
に炭化クロムとニクｔ」ムの被覆を提案している。回転
子の被）での仰望的な組成は、小量％で、７５％の炭化
クロム粒子と°２５％のニクロムであるにクロムはｍ　
Ｍ％でニッケル約８０％及びりＬ１ム約２０％である）
。この被覆は、１４０メツシユ・スクリーンを通過しく
（ｌる炭化り１」ム及びニクロムの粗い混合粉末をプラ
ズマ溶用りることににって得られる。この同じ製造業者
は、一般的に粒子の侵食に耐える被覆として、３２！ｉ
メツシユ・スクリーンを通過し１【する炭化り１」ム７
５％及びニクロム２５％の粉末を推奨しくいる。この場
合ｂ、同じ製造業者は、酸化抵抗がよくない為に炭化タ
ングステン被覆を使うことが出来ない場合、１４０メツ
シユ・スクリーンを通過し得る炭化クロム８５％及びニ
クロム１５％の粗い粉末を推奨している。この製造業者
は、クロム８５％の粗い粉末（以下、「粗い」粉末とは
２７０メツシ：Ｉ・スクリーンを通過することが出来な
い粉末であり、このスクリーンを通過し１！する粉末は
「細かい」と分類される）は、炭化クロム７５％の粗い
粉末の被覆稈、有効な固体粒子の侵食に耐える被覆では
ないど′Ｊ４（べている。

従って、製造業者の資才斗を検討すると、固体粒子の侵
食を防止りる為には、署しい酸化が問題でなりれば、炭
化タングステンが推奨され、その次に１４０メツシユ・
スクリーンを通過し１１する炭化クロム７５％及びニク
ロム２５％の粗い粉末が推奨されることが判る。

異なる自分率の炭化クロム及びニクロムの被覆１１ｐび
に異なる粉末＼１法の場合の実験による硬さ試験ひも、
全般的にこの製造業者のＩｉ’ｉ論が正しいことか確め
られた。一層粗い粉末は細かい粉末よりｂ微視的な硬さ
が一層人きい。次に挙げる表に示す様に、粉末の粒子寸
法が一３２５メツシュ（−″をメツシュ刈法の前にｆζ
］したのは、粉末が３２５メツシユ・スクリーンを通過
づることを承り）の８５％Ｃｒ　３　Ｃ２合金及び７５
％にｌ’３０２ｌ全３０同じ組成で一層粗い粉末よりし
、微小１ｌＩｌ！度植がり゛っと小さい。下の表の微小
硬度の賄は、冶金の分野でよく知られＣいるメーゾ押込
み（ｌｌＩ！度ぐある。微小硬度の値が人きりれば人さ
い稈、微視的なレベルで物質は一層使い。

表１ 合金　ね末の粒子Ａ」法　微小硬度（’ｌｒ２均ヌープ
）８！＋Ｃｒ　３　Ｃ２−１５Ｎｉ　Ｃｒ　−３２５メ
ツシ１６１０８５Ｃｒ　３　Ｃｙ　−１５Ｎｉ　Ｃ１”
　−１４０メッシ］、　１２４３７５Ｃｒ　３　Ｃ２−
２５Ｎｉ　Ｃｒ　−３２４１メツシ−Ｌ７３２硬度試験
のデータは若干の統訓的な変動を示しているが、微視的
なレベルの硬度は、細かい粉末よりも、粗い粉末の方が
、固体粒子の侵食に耐える被覆とし−Ｃは一層よく適し
ているかも知れないことをに示しＣいる。史に、ガス流
路内で固体粒子の侵食にさらされる倶れのあるタービン
の翼形の羽根ではなく、刀スタービン（幾関の成る部品
に炭化り１１ム被覆を使うことは、炭化り１１ムを利用
りることに対して、内定的な教示Ｃ′ある。更に、該当
ηる温１良範囲にわたっＣ明らかに炭化クロムを越える
様な炭化タングステンの１１１１４度は、こ）でｉＪ２
明づる様にｖ２化り１」ムを使うこと）は反対のことを
指示している。

従っＣ１この発明の目的は、蒸気流路内で固体粒子の侵
食物の直接的な！２臂を受１ノる、蒸気タービンの部品
に対し、固体粒子の１艮食に耐える炭化クロムをベース
どした被覆を提供りることである。

この発明の別の目的は、固体粒子の侵食を受ける部品に
対して、伝熱補助過程にＪ、って適用される、炭化クロ
ム約８５％及びニクロム・マ］−リクス拐ｎ１５％を持
つ細かい炭化クロム及び７１−リクス祠料の混合物を提
供することである。

１実施例では、固体粒子の侵食の影響を直接的に受【ノ
る蒸気タービンの部品が、重ω％ぐ約８５％の炭化クロ
ム及びマトリクス材料としての約１５％のニクロムを持
つ炭化りＬ１ムと７１〜リクスの混合粉末をプラズマ溶
射することによって被覆される。

混合粉末の略全部が３２５メツシユ・スクリーンを通過
し得る。この？Ｉ！！覆は炭化り］二１ム粒子及びニク
ロム・マトリクス月利の集合体Ｃ・あって、３％又はそ
れ未満の金属組織学的な気孔率を持っている。

この被覆の密度は人体６．１　グラム／ＣＣである。

炭化りＵムの実際の固体粒子の侵食に幻りる抵抗を決定
Ｊる為に、前掲の表１に埜げた炭化り１」ム及びニクロ
ム合金に対して試験を行なった。この場合、ｌ３ｉＪ化
り１」ム及びニクＤ　Ｌ粉末を）１２合し、予め焼結し
たり、或いはその他の形（・予め合金化しなかった。炭
化りＩ」ム粉末もニクロ粉末し、この分野で付随元素又
は痕跡元素と呼ばれるその他の元素を持つＣいる。炭化
り【」ムの粒子は結晶面を持つ粒子である。ニクロムが
７１へりクス材料として作用し、重量％で約８０％のニ
ラクルと約２０％のクロムを持ち、これと共に他の痕跡
元素を持っている。

種々の合金粉末を、予めくさび形の標本に加工した１２
−クロム・マルテンリイ１〜・ステンレス鋼の基板にプ
ラズマ溶射した。１つのくさび形標本は比較の為に被覆
しなかった１、被ｒｆ１ηる前、イソプロパツール（゛
洗條し乾かしＣグリッｌ〜・テラスディングにかりるこ
とにより、鋼を容易しきれいにしＩこ。プラズマ溶剣被
覆手ｌｌｎは、１次流出ガスとしく　ｉｌルゴン、２次
ガスとしＣ水素を利用し、被覆合金の製造業音の推奨に
従っ６行なった。

被覆したくさび形標本及び比較用枕木を（Ｕ食シュミレ
ータに入れた。予定の粉末ス」法を持つりＬＪマイト・
スピネルＦ（！０Ｃｒｙ０３を不活性侵食剤としＣシュ
ミレータの流路に尋人した。クロマイｉ〜は、強曳ム粒
子刃払し、冶金的な４１４造も、蒸気タービンの中で蒸
気によっＵ　３ｉＪｉ　ｌまれるボイラー・スクールで
あると考えＩうれるマグネタイ１〜と１１ｊｊ様である
。クロマイトの＼Ｊ法は平均４ミクロンであり、シュミ
レータ内の？ＲＡ　１．Ｗは約９７０’７”に保った。

シュミレータを通るカスの流量並びにガス流の中に放出
されＩこ粒子の量は、蒸気タービンの蒸気流路内にひ在
りる長期的な状態を大体表ねり様に制御した。カスど侵
食粒子の混合物の速度は、試験標本の領域で！ｉ　００
　／り至１０００ノイート／秒であった。然し、この実
験は、必要」ニ、蒸気タービンの環境に於りる固１ホ粒
子の侵食状態を大幅に加速したものである。

侵食シュミレータに於りる試験の前に、標本のいろいろ
な測定を行なった。試験は大体１ｏｏ試験時間に続いた
。実験結果が下；Ｉｅの表２に示されている。

六−？ 第１図はこの試験結果を示タグラフである。

第１図に示づ実験の試験結果によれば、炭化クロム８５
％及びマ］・リクスＩ料としてのニクロム１５％から成
る細かい粉末は、同じ合金の一層粗い粉末よりも、固体
粒子の侵食に耐える被覆としての作用がずっとよい。更
に第１図のグラフは、粉末状態で３２５メツシ」、・ス
クリーンを通過し得る炭化クロム８５％の組成物が、炭
化りｆｉｌ　１４７５％の細かい粉末よりも、侵食に対
づる保護作用が２倍以上になることを示し−Ｃいる。侵
食シュミレータに於りる種々の合金のこういう試験は、
蒸気タービンの蒸気流量内Ｃ−起る１６１体粒子侵食過
程を大幅に加速してＪ、ｉす、従ってこういう被覆合金
の実際の現場Ｃの性能は異なるかも知れないことを承知
されたい。試験結果は成る程度の統計的な変動があるか
も知れないか、それＣもこの結果は、炭化クロムの多い
細かい粉末の被覆が、従来知られＣいる乙のより乙、固
体粒子に対する侵食抵抗がｆつとよいことをはっきりと
示し−ている。炭化タングステンの被覆に対Ｊる同様な
試験では、被覆をしない鋼と人体同じ範囲の侵食率、即
ら、約４．５８１１１ｇ／ｌ＋ｒになることが判った。

同様に試験したステライ（〜溶接物の浸食率は５．５６
　ｍｔＪ／旧・であった。

一般的に、プラズマ溶射作業の間、炭化クロムの結晶粒
子が軟化して、幾分かは部分的に溶融Ｊると考えられる
。マトリクス材料 クロム合金月１１が、プラズマ溶用過程の間溶融すると
考えられる。軟化し又【よぬれた炭化り［１ｂ粒子及び
マトリクス合金拐わ１の両方が被覆りる部品の面に付着
り゛る時、ニク］」ム・７１−リクス拐料が基板に結合
され、炭化りＣ１ムがこの７１〜リクスに接着する。ぬ
れＩζ劣化り［ｌム粒子の幾らかは７１〜リクス月料の
中に埋込よれ、集合°体とじでの［滴がはね返ったＪ：
うな１面の形態を形成Ｊる。第２図にこの血の形態を示
Ｊ。若干の炭化クロム粒子は解離し、他の粒子はマトリ
クス材料又はベースの基板月料と実際に合金化し又は結
合りる。被覆が略全面を覆つＣ集合体を形成づるまで、
市販のコンクリートに見られる拡散及σイ」ろ過程と大
まかに見て同様に、結合して眉を形成づる形で、被覆過
程が続く。集合体は、この系では、７１〜リクス材料と
結合した炭化り［１ｂ粒子であり、この試験ではマトリ
クス材料がニクロムである。

第２ａ図及び第３ａ図は被覆した’Ｆｈ４Ｍの表面を示
づ。第２ａ図は粉末状では３２５メツシユ・スクリーン
を通過し１！）る炭化りＬ」八８５％の合金の倍率３０
０Ｘの走査形電子顕微鏡による顕微鏡写真である。これ
ど対照的に、第３ａ図は、従来云われている粗い、即ち
、−１４０メツシ」−の粉末のプラズマ溶用ににつＵ　
１！Ｊられた炭化り【１ｂ７５％の合金の顕微鏡７５′
東である。

この２枚の顕微鏡写真の比較から、キ１１１かい粉末は
粗いわ）末よりも、被覆の面がずっと？１′１らかにな
ることが判る。炭化クロム８５％の細かい粉末によっ−
Ｃ得られる被覆の面の粗さは、中心線からの振−幅の篩
せｊ平均の偏差が約２００ンイク［１インチである。振
幅のこの０術平均の偏差は、周知の面の粗さの１」安で
ある。中心線は、その両側にある断面面積の和が等しく
なる様な、被覆の［新面の全体的な方向と平行な線であ
る。ムい換えれば、中心線は被覆面の数学的な中火線で
ある。これと対照的に、第３ａ図に示した炭化り１」ム
７；−％の相い粉末によって得られる被覆は、振幅の中
心線からの算術平均の偏差が約６６０マイクロインチで
ある。

第２１１図及び第３１１図は夫々の被覆の面を１０００
×に増幅する走査形電子ｙ１黴鏡ににって１１１られた
写真である。炭化り［１ｂ８５％の綱かい粉末【３１、
Ｍ化りＵム７５％の粗い粉末よりも、谷、裂り１４＋及
び割れ目がずっと浅い。

微視的に見ると、炭化りｌ」ム粒子はプラズマ溶射作業
の間、略そのま）ぐあつＣ１７１−リクス月料が炭化ク
ロム粒子の若干と結合し、被覆としての集合体の組成物
を形成Ｊる様に思われる。この特徴が第４ａ図及び第４
１）図に例示されている。

ミクロ１１織は１１１長い炭化物の多いアイランドが、
第４ｂ図に記入した様に、薄い半ば連続的な層状の酸化
物の１゛ス］・リンガ」及び小さな球状の酸化物によっ
て隔てられたものひある。ｉｌ！！覆は集合体であるか
ら、このミクロ組織に打子の気孔又ＧＪ空所が認められ
る。第４ａ図及び第４ｂ図の値１微鏡写真は、種々の特
徴、即ら炭化物のアイランド、集合体を一緒に結合して
いるマトリクス、及び層状の酸化物「ストリンガ」を判
り易く示Ｊ為に、りＵム酸′ｒ″雷Ｆｌ’？良刻した被
覆を小している。第４ａ図は炭化り１−」ム８５％の細
かい粉末の合金組成物の顕微＆１１７ｊ”真であり、第
４１１図は炭化りｌ」ム８５％の粗いわ）末の組成物ひ
ある。第４１）図にミクロ組織の（Φ々の要素を記入し
であるが、同じ様な要素は第４ａ図でもｉｉｌ視的に確
めることか出来る。但し第４ａ図では、細かい細部を示
しＣある為に、矢印はイ・トノでイよい。

一１４０メツシュの粗い粉末から１１）られる被覆の予
想密１臭は５．９　グラム／ＣＣの範囲内である。

−３２５メツシＪの細かい粉末から４’７られる被覆の
予想密度は大体６．１　グラム／ａｃｅある。細かい粉
末の被覆を粗い粉末の被覆と１′！、別りる為には、被
覆内の気孔又は空所の自分率が例になる。細かいわ）末
の被覆は金属組織学的な気孔率が４％又はそれ未満の範
囲である。これと夕・ｊ照的に、粗い粉末の被覆の金属
組織学的な気孔率は８％かそれより高い。炭化クロム被
覆を用いて、適切な固体粒子による侵食に対する抵抗が
１１容し得る様にＪる為の気孔率は４％又はそれ未満に
し、密度は６．１グラム／ＣＣ又はそれ以上にすること
が推奨される。

粉末全体の内の少なくとも８０重量％り１」ムになる様
にして、気孔率を３％並びに密度を６．２　グラム／Ｃ
Ｃにすると、固体粒子の侵食に対する抵抗力のよい被覆
が得られる。

この試験で用いたマトリクス月オ゛１はニク］」ムＣあ
った。ニクロム（よ普通は含有鉛が約８０巾Ｍ％のニッ
ケルと、金石ωが約２０重量％のりＬ１ムと、それに伴
って炭素、マンガン、シリコン及び鉄の様な（ｌ随的な
痕跡元素を持つ組成物として認識されている。当業者で
あれば、炭化りＵム粒子を集合体として結合−りる為、
並びにこの集合体をも（仮に結合する為にマトリクス材
料が必要であることが叩解されにう。この為、炭化り［
１ム粒子の自分率は、マトリクスが溶（ＪＪ−５する粉
末の少なくとも５％なければならないから、実効的な上
限が約９５％になる。マトリクス材料の重要な部分はク
ロムの含有量である。被覆に対して適切な酸化抵抗を持
たせる為、炭化クロムの結晶粒子を集合体に結合づる為
、並びにこの集合体を基板の金属にイ９むさける為に、
７１〜リクス祠料の１０％はりＵムでなりればならない
と考えられる。この他の利用し得るマトリクス祠１３１
の合金は、遷移金属ＦＱ、Ｃｏ及びＮｉをベースとする
。典型的な組成物は「０１０Ｃｒ　、Ｆｃ２０　（：、
ｒ及びＣｏ２０　Ｃｒ　テｃｋ＋ル。適当ながのクロム
と紺合せＣ１マトリクス１石の合金中に少量のクイ索又
は（２）素又はその他の九累があってもよい。

固体粒子による侵食を受１ノる部品を被覆するｈ法は、
当業者であれば変更りることか出来る。一般的に、Ｌ■
仮を適切に１する為には、伝熱補助過程が必装である。

前に述べた様に、きれいにして用意した基板の面に況合
粉末をブラスマ溶射覆る他に、伝熱過程としＣ１他に窯
裂溶射、火炎溶用、拡散被覆及びプラズマ・アーク溶接
も粉末に幻しＣ用いることが出来る。この過程は、好ま
しくは炭化クロム８５％の合金組成物を基板に接着さけ
ると共に、４％又はそれ未満の金属組織学的な気孔率並
びに少なくとも６．１　グラム／ｅｃ、好ましくは６．
２　グラム７ｃｃの密度を達成し、こうして固体粒子の
侵食に対りる良好な抵抗を達成しなければならない。

この試験で用いたプラズマ溶射作業は、アルゴン・ガス
を１次流出ガスとしＣ用い、水素を２次ガスとし−Ｃ用
いた。周知の様に、１次流出ガスとして窒素ガスを用い
ることが出来る。然し、一般的にアルゴン・ガスはプラ
ス′マ吹イ］り過程で、１次ガスとして窒素ガスを用い
Ｉこ場合Ｊ、りも、一層延性のある炭化クロム被覆がＩ
ＥＪられる。

伝熱過程によって基板を１する前に、粉末は予め焼結Ｊ
るか或いは予め合金化してしよい。

山桜的な蒸気流路内に存在づる為に、固体粒子による侵
食の影響を若しく受りる蒸気タービンの特定の部品とし
ては、タービン回転子の羽根、軸方向に相隔たる絹のタ
ービン羽根の間にあるノズル隔壁、及び弁の面がある。

然気タービン内にあって、固体粒子にＪ：る侵食の影響
を受【ノるもう１つの部品は、蒸気の流れの方向を半径
方向内向きから軸り向に変えるダイアフラムぐある。炭
化クロム８０％、ニクロム２０％で、気孔率が４％以下
で密度が少なくとも６．１　グラム／ＣＣの被覆を使う
と、蒸気の流れに露出りるダイアフラムの面の固体粒子
による侵食が少なくなる。

特許請求の範囲の記載は、当業者に容易に考えられる仝
Ｃの変更並びに均等物を含むしのと承知されたい。槌っ
て、特定の被Ｉｎ　ＺＪ法がこの発明の範囲を制約Ｊる
ものではなく、タービン羽根、ノズル等を具体的に挙げ
／こことも、この発明の範囲を制約づるものではない。

それは、タービンの蒸気流路内にあって広範囲の固体粒
子ににる侵食を受りる仝（の部品が、この発明に含まれ
るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は炭化クロム組成物の異なる自分率並びに粗い及
び細かい粉末を試験した固体粒子による侵食実験の結果
を示リーグラフ、第２８図１４−３２５メツシユの粉末
の８５Ｃｒ　３　Ｃ２−１！ｉＮｉ　Ｃｒ組成物によっ
て得られ！ご被覆面の倍率３（１０Ｘに於ける走査形電
子顕微鏡を用いた金属組織の顕微鏡写真、第２ｂ図は第
２ａ図と同じ面の倍率１０００倍で踊った走査形電子顕
微鏡にＪ、る金属組織の顕微鏡写真、第３ａ図は一１４
０メツシュの粉末の７５Ｃｒ　３　Ｃ２−２５Ｎｉ　Ｃ
ｒ組成物から１１〕られた従来の被覆面のイ８率３００
Ｘに於りる走査形電子顕微鏡によって１！１られた金属
ＩＩ械の顕微鏡写真、第３ｂ図は第３ａ図の従来の面を
イ８率１０００Ｘで撮った走査形電子顕微鏡による金属
組織の顕微鏡写真、第１Ｉａ図は−３２５メツシ１１７
）８５Ｃｒ３　Ｃ２−１５Ｎｉ　Ｃｒ組成物を用いた被
覆の断面のイ８率１ｏｏｏｘで鑵った光学顕微鏡による
金属組織の顕微鏡写゛真、第４．　ｂ図は一１４０メツ
シ、：ｚ−（７）Ｉｌｂｃｒ３Ｃ２１５Ｎ　Ｉ　Ｃｒ被
覆の断面の１ｏｏｏｘでＩＩＩった光学顕微鏡による金
属組織の顕微鏡写真である。 特許出願人 ゼネラル・エレクＩ〜リック・カンパニイ代理人　（７
６３０）　生　沼　徳　二ｊ→云巨５／ 賄韻（時２　。 ０　２Ｑ　４０　６０　δｏ　ｔｏ。 Ｉワ７スＥＥａ Ｆｊ乙弘３ａ １乃７芸３ｂ ｊ巧’６−、４ｃ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）タービン羽根、ノズル隔壁、タイアフラム等の様に
   蒸気タービンの蒸気流路内に配置される、固体粒子の侵
   食に耐える部品にｈｅで、前記蒸気タービンの蒸気流路
   内にあつＣ１固体粒子の侵食を受ける表面近くの領域を
   持つ金属基板を有し、該表面近くの領域は被覆を持って
   おり、該被覆は、前記表面近くの領域に炭化クロム及び
   マトリクス材料の混合粉末を伝熱補助過程を用いて適用
   Ｊることによってｉｑられたもので、該粉末は重量で約
   ８０乃至９５％の炭化クロム及び前記ン１〜リクス月お
   １としての約２０１１Ｊ至５％のニクロムを持ち、該粉
   末は２７０メツシユ・スクリーンを実質的に通過し得る
   部品。 ２）特許′［請求の範囲１）に記載した部品に於て、前
   記ニクロムが重量１％で約８０％のニッケル及び２０％
   のクロムを持っている部品。 ３）特許請求の範囲１）に記載した部品に於−Ｃ１前記
   粉末が少なくとも８５％の炭化クロム及び前記マトリク
   ス４４１３１としＣの１５％又はそれ未満のニクロムを
   持っており、前記粉末が実′ｄ的に３２５メツシユ・ス
   クリーンを通過し１！Ｉる部品。 ４）特許請求の範囲１）、２）又は３）のいずれかに記
   載した部品に於て、前記粉末が′１次流出ガスとしてア
   ルゴン・ガスを用いたプラズマ溶！Ｊ４過程によって適
   用される部品。 ５）タービン羽根、ノズル隔壁等の様な、タービンの蒸
   気流路にある蒸気タービン部品の面を固体粒子の侵食か
   ら保護りる方法に於−Ｃ１前記固体粒子の侵食にさらさ
   れる蒸気流路内にある部品の面をきれいにして用意し、
   重ω％で約８０乃至９５％の炭化り【コム及びマｉ−リ
   クス祠料としての約２０乃至５％のニクロムを持つ炭化
   クロム及びマ［〜リクス材料で２７０メツシトスクリー
   ンを通過Ｊることが出来る、混合粉末を用意し、伝熱補
   助過程によって前記粉末を前記面に適用１−る工程がら
   成る方法。 ６）特許請求の範囲５）に記載した方法に於て、前記ニ
   クロムが川Ｍ％で約８０％の二・ソケル及び２０％のり
   １」ムを持つ方法。 ７）特許請求の範１１１６）に記載した方法に於て、前
   記粉末が少なくとも８５％の炭化クロム及び前記７１〜
   リクス材判としての１５％又はそれ未満のニクｌ」ムを
   持ら、前記粉末が３２５メツシコ・スクリーンを通過し
   得る方法。 ８）特−′（請求の範囲５）又は７）に１．Ｃ載した方
   法に於て、前記粉末が１次流出ガスとしてアルゴン・刀
   スを用いたプラズマ溶用過程によって適用される方法。 ９）タービンの蒸気流路内にあつ（、特許請求の範囲５
   ）に記載した方法によつＣ固体粒子の侵食から保護され
   る表面近くの領域を持つ蒸気タービンの羽根。 １０）タービンの蒸気流路内にあって、特許請求の範囲
   ５）に記載した方法によって固体粒子の侵食から保護さ
   れる表面近くの領域を持つノズル隔壁。 １１）タービニ／羽根、ノズル隔壁、ダイアフラム等の
   様な゛蒸気タービンの蒸気流路内にある、固体粒子の侵
   食に耐える部品に於゛Ｃ１蒸気タービンの蒸気流路に接
   近しＣ１固体粒子の侵食を受りる表面近くの領域を持つ
   金属基数を有し、前記表面近くの領域は被覆を持ってお
   り、該被覆は炭化クロム粒子及び７１〜リクス祠ｔｅｌ
   　ｒ″（１６成された混合粒末を伝熱補助過程によって
   前記面に適用りることによって得られｌ〔ものぐ、前記
   粉末は重量％で９５乃至８０％の炭化クロム粒子及び５
   乃至２０％のマトリクス材わ１を持ち、該７１−リクス
   祠わ１は少なくとも１０重量％のクロムの含有量を持っ
   ていて残量は前記炭化りＬ１ム粒子を前記７１−リクス
   月１′８１とハに集合体として結合づると共に該集合体
   を被覆として前記面に結合重ることが出来る組成物であ
   り、前記被覆が４％或いはそれ未満の金属組織学的な気
   孔率を持っている部品。 １２、特許請求の範囲１１）に記載した部品に於て、前
   記粉末が少なくとも８５％の炭化クロム粒子及び１５％
   以下の７１−リクス祠わｉを持っている部品。 １３　）　１ｉｔ　ｉ＊’ｒ請求の範囲１２）に記載し
   ｌ〔部品に於て、前記粉末が実質的に２１０メツシユ・
   スクリーンを通過し１町）る部品。 １４）特許請求の範囲１１）又は１３）に記載した部品
   に於て、前記７１−リクスが少なくとも２０％のクロム
   含有量を持っている部品。 １５）特許′［請求の範囲１１）又は１３）に記載した
   部品に於て、前記マ］−リクスＵ　Ｆｌのクロム金石ｍ
   が約２０％ひあり、ニッケル含有量が約８０％である部
   品。 １６）特許′［請求の範囲１５）に記載した部品に於て
   、前記伝熱過程が１次流出カスとしくアルゴン・ガスを
   用いるプラズマ溶用過程ぐある部品。 ’ｌ　７　）　Ｑ！ｊ彊請求の範囲１６）に記載した部
   品に於Ｃ１前記金属Ｌｔ板が１２りＵム・スランレス鋼
   である部品。 １８）タービン羽（１４、ノズル隔壁、ダイアフラム等
   の様な、蒸気タービンの蒸気流路内にある、固体粒子の
   侵食に耐える部品に於て、蒸気タービンの蒸気の流れに
   近接して固体粒子の侵食を受りる表面近くの領域を持つ
   金属基板を有し、該表面近くの領域が被覆を持ら、該被
   覆は炭化りＬ１ム粒子及びマトリクス月利で構成された
   Ｕ金粉末を伝熱補助過程によつ−Ｃ前記面に適用りるこ
   とにＪ：つて１ｑられたもので、該粉末はｆｉ　ｆｌ１
   ％で９５乃至８０％の炭化クロム粒子及び５乃至２０％
   の７１〜リクス月料を持ち、該マトリクス拐石ｔま川沿
   ％で少なくとも１０％のクロム含イｊωを持つ（いＣ残
   量は前記１シＪ化クロム粒子を前記７１−リクス祠ｒＮ
   ＋と共に集合体として結合りると共に該集合体を被覆と
   し゛Ｃ前記面に結合することか出来る組成物ぐあり、前
   記被覆は６．１グラム／ＣＣ又は史に人込な〕１４低密
   度を１．１つ部品。 １９）特５１［請求の範囲１８）に記載した部品に於て
   、前記粉末が少なくとｂ８５％の炭化クロム粒子及び１
   ５％未満のマトリクス祠１１を持つ部品。 ２、特許請求の範囲１９）に記載した部品に於て、前記
   粉末が実質的に２１０メツシユ・スクリーンを通過し得
   る部品。 ２、特許請求の範囲１８）又は２０〉に記載した部品に
   於て、前記マトリクスが少なくとも２０％のクロム含有
   ■を持つ部品。 ２、特許請求の範囲１８）又は２０）に記載した部品に
   於て、前記７１〜リクス拐利のクロム含有ｍが約２０％
   であり、ニッケル含有量が約８０％である部品。 ２、特許請求の範囲２２）に記載した部品に於Ｃ１前記
   伝熱過程が１次流出ガスとしてアルゴン・ガスを用いる
   プラズマ溶用過程である部品。 ２４　＞　ｑ＊　ｉｒ請求の範囲２３）に記載した部品
   に於て、前記金属基４反が１２９Ｌ１ム・スうンレス鋼
   である部品。 ２、特許請求の範囲２２）に記載した部品に於て、前記
   被覆が４％又はそれ未満の金属絹様学的な気孔率を持つ
   部品。