JPS6267160A - 耐熱構造体 - Google Patents
耐熱構造体Info
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- JPS6267160A JPS6267160A JP60204403A JP20440385A JPS6267160A JP S6267160 A JPS6267160 A JP S6267160A JP 60204403 A JP60204403 A JP 60204403A JP 20440385 A JP20440385 A JP 20440385A JP S6267160 A JPS6267160 A JP S6267160A
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- heat
- resistant
- heat resistant
- coating layer
- oxide
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- Pending
Links
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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】
(発明の技術分野〕
この発明は、耐熱合金部品の高温耐久性向上技術に係り
、特にセラミック耐熱被覆層を改良した耐熱構造体に関
する。
、特にセラミック耐熱被覆層を改良した耐熱構造体に関
する。
(発明の技術的背景とその問題点〕
耐熱合金部品に要求される8温特性は、/■−々苛酷に
なってゆく。なかでもカスタービン部材としての耐熱合
金部品は、カスタービンの高温化に伴ない、1400°
C以上のガス温用に耐えることも要求され始めている。
なってゆく。なかでもカスタービン部材としての耐熱合
金部品は、カスタービンの高温化に伴ない、1400°
C以上のガス温用に耐えることも要求され始めている。
しかし、従来の耐熱合金でほぞの高温に耐えることは難
しく、タービン部材にS!3N4やSiCのセラミック
材料か代えられているが、その実用化にはまだ時間を要
する。そこで耐熱合金を冷却しなから8温部材として使
用する方法かとられているが、冷却に伴なう熱効率低下
が問題となっている。そして、現在は、セラミックスの
低熱伝導性を利用した耐熱被覆が重要視され始めている
。
しく、タービン部材にS!3N4やSiCのセラミック
材料か代えられているが、その実用化にはまだ時間を要
する。そこで耐熱合金を冷却しなから8温部材として使
用する方法かとられているが、冷却に伴なう熱効率低下
が問題となっている。そして、現在は、セラミックスの
低熱伝導性を利用した耐熱被覆が重要視され始めている
。
耐熱被覆は、従来の耐熱合金−Lに熱伝導)衰の低いセ
ラミックを被覆し、基材合金を高熱より保護する7J法
である。セラミックは一般に熱膨張係数が小さく、セラ
ミック被覆後基材合金との熱膨張差によりセラミック層
は剥離を生じ易い。したhつて、耐熱被覆に適用される
セラミック材料は、単に熱伝導度が低いだけでなく、熱
膨張係数も耐熱合金のそれに近い値を有することが好ま
しい。
ラミックを被覆し、基材合金を高熱より保護する7J法
である。セラミックは一般に熱膨張係数が小さく、セラ
ミック被覆後基材合金との熱膨張差によりセラミック層
は剥離を生じ易い。したhつて、耐熱被覆に適用される
セラミック材料は、単に熱伝導度が低いだけでなく、熱
膨張係数も耐熱合金のそれに近い値を有することが好ま
しい。
そこで、そのようなセラミック材料を耐熱被覆した耐熱
構造体が望まれていた。
構造体が望まれていた。
(発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑み、しや熱効果の優れた耐熱被覆
を具備し、しかも温度変化の激しい高温度下で使用して
も劣化の生じることの少ない熱衝撃特性の優れた耐熱構
造体を提供することを目的とする。
を具備し、しかも温度変化の激しい高温度下で使用して
も劣化の生じることの少ない熱衝撃特性の優れた耐熱構
造体を提供することを目的とする。
(発明の概要〕
本発明は所定形状の耐熱合金からなる構造体表面に、好
ましくは結合層を介して、5へ一65mole%の酸化
セリウムと35〜95mol8%の酸化ジルコニウムと
1〜8mole%の酸化イツトリウムを含み、さらに好
ましくは酸化セリウムと酸化ジルコニウムと酸化イツト
リウムが仝杖で固溶した相を主成分とする、耐熱被覆層
を具備したことを特徴とする耐熱構造体である。
ましくは結合層を介して、5へ一65mole%の酸化
セリウムと35〜95mol8%の酸化ジルコニウムと
1〜8mole%の酸化イツトリウムを含み、さらに好
ましくは酸化セリウムと酸化ジルコニウムと酸化イツト
リウムが仝杖で固溶した相を主成分とする、耐熱被覆層
を具備したことを特徴とする耐熱構造体である。
−つ −
まず本発明における耐熱合金としては、用途等により従
来から知られた耐熱合金を適宜選択できるが、実用上I
N 939. I N 7381CなどのNi基耐
熱合金、またはX −40,M A R−M −509
などのCo基耐熱合金を用いる事か好ましい。次に前記
耐熱合金からなる構造体の被覆層を設ける表面は必要に
応じ、へ1203粒等により→ノン1−ブラスト処理を
施し、表面を溶射被覆に適した状態とした後、望ましく
は、高耐食性のNi−0r−12−Y系等のNi1合金
、C0−Cr−/’IIY系等のCo塁金合金又はN
i CoCrAn Y等の粉末を300Im以下被覆し
て結合層を形成する。この結合層は、■耐熱合金からな
る構造体の高温耐腐食特性を向上させる、■耐熱合金か
らなる構造体と複合酸化物被覆層との熱膨張差に基因す
る熱応力を緩和する、の2点の役割をなす。したがって
、結合層は、優れた高温耐腐食特性を有し、その熱膨張
係数が耐熱合金基材のそれと複合酸化物被覆層のそれと
の中間の値を有する、材料が適切であり、本発明では特
に高耐食性のNi暴またはCo基の合金が好ましい。
来から知られた耐熱合金を適宜選択できるが、実用上I
N 939. I N 7381CなどのNi基耐
熱合金、またはX −40,M A R−M −509
などのCo基耐熱合金を用いる事か好ましい。次に前記
耐熱合金からなる構造体の被覆層を設ける表面は必要に
応じ、へ1203粒等により→ノン1−ブラスト処理を
施し、表面を溶射被覆に適した状態とした後、望ましく
は、高耐食性のNi−0r−12−Y系等のNi1合金
、C0−Cr−/’IIY系等のCo塁金合金又はN
i CoCrAn Y等の粉末を300Im以下被覆し
て結合層を形成する。この結合層は、■耐熱合金からな
る構造体の高温耐腐食特性を向上させる、■耐熱合金か
らなる構造体と複合酸化物被覆層との熱膨張差に基因す
る熱応力を緩和する、の2点の役割をなす。したがって
、結合層は、優れた高温耐腐食特性を有し、その熱膨張
係数が耐熱合金基材のそれと複合酸化物被覆層のそれと
の中間の値を有する、材料が適切であり、本発明では特
に高耐食性のNi暴またはCo基の合金が好ましい。
また、この結合層の形成手段としては上)ホした2点の
役割を有した方法であれば適宜選択でき、溶射法、CV
D法、PVD法等を用いる事ができる。実用上は溶射法
を用いる事により特に優れたものとなる。
役割を有した方法であれば適宜選択でき、溶射法、CV
D法、PVD法等を用いる事ができる。実用上は溶射法
を用いる事により特に優れたものとなる。
次に耐熱被覆層であるが、酸化セリウムと酸化ジルコニ
ウムと酸化イツトリウムから構成され、好ましくは前記
3成分が固溶した粉末を例えば溶射して、5〜65mo
le%酸化セリウムと35〜95mole%の酸化ジル
コニウムと1〜1 omo l 8%の酸化イツトリウ
ムからなる耐熱被覆層を例えば1#厚さ以下形成する。
ウムと酸化イツトリウムから構成され、好ましくは前記
3成分が固溶した粉末を例えば溶射して、5〜65mo
le%酸化セリウムと35〜95mole%の酸化ジル
コニウムと1〜1 omo l 8%の酸化イツトリウ
ムからなる耐熱被覆層を例えば1#厚さ以下形成する。
この耐熱被覆層は、酸化セリウムと酸化ジルコニウムと
酸化イツトリウムが、上述した範囲になるように、溶射
等で被覆形成することで初めて、優れたしゃ熱特性を有
する。さらに、酸化セリウムと酸化ジルコニウムと酸化
イツトリウムが全て固溶した相が主成分、望ましくは5
0%以上、となる耐熱被覆層を具備する耐熱構造体は、
優れた耐久性を有するものとなる。
酸化イツトリウムが、上述した範囲になるように、溶射
等で被覆形成することで初めて、優れたしゃ熱特性を有
する。さらに、酸化セリウムと酸化ジルコニウムと酸化
イツトリウムが全て固溶した相が主成分、望ましくは5
0%以上、となる耐熱被覆層を具備する耐熱構造体は、
優れた耐久性を有するものとなる。
以上の如く構成された、本発明に係る耐熱構造体におい
ては、前述の如き特定の耐熱被覆層を形成したために、
極めて低い熱伝導度と適切な熱膨張係数を有する耐熱被
覆層が実現し、優れた熱衝撃特性と優れたじゃ熱、耐熱
特性を有する耐熱構造体を1qることができる。
ては、前述の如き特定の耐熱被覆層を形成したために、
極めて低い熱伝導度と適切な熱膨張係数を有する耐熱被
覆層が実現し、優れた熱衝撃特性と優れたじゃ熱、耐熱
特性を有する耐熱構造体を1qることができる。
(発明の実施例オ〕
耐熱合金からなる構造体として第1表に示す組のAl2
203粒子によりサンドブラスト処理した。
203粒子によりサンドブラスト処理した。
そして、そのNi基合金表面に結合層としての1合金粉
末をプラズマ溶射装置により溶射距離1M、電流値70
0A、電流値34Vの条件で約100JJIR厚さとな
るように溶射被覆した。さらに、前記結合層よl\酸化
セリウム−酸化ジルコニウム−酸化イツトリウムから成
る溶射粉末を同装置により溶射距離85#、電流値80
0A電圧値38Vの条件で約300帳厚さとなるように
溶射を施し、耐熱被覆層を形成した。これは第2表に示
す11種類の溶用粉末を用いて、第3表に示す組成の耐
熱被覆層を形成し第2表 第3表 l − 次いで、これらの耐熱構造体の熱衝撃試験を行なった。
末をプラズマ溶射装置により溶射距離1M、電流値70
0A、電流値34Vの条件で約100JJIR厚さとな
るように溶射被覆した。さらに、前記結合層よl\酸化
セリウム−酸化ジルコニウム−酸化イツトリウムから成
る溶射粉末を同装置により溶射距離85#、電流値80
0A電圧値38Vの条件で約300帳厚さとなるように
溶射を施し、耐熱被覆層を形成した。これは第2表に示
す11種類の溶用粉末を用いて、第3表に示す組成の耐
熱被覆層を形成し第2表 第3表 l − 次いで、これらの耐熱構造体の熱衝撃試験を行なった。
これは、前述した円筒形の耐熱構造体を赤外線加熱装置
内に、設置し、外表面を7J[]熱覆るとともに円筒体
内部を空冷して、耐熱構造体内に温度勾配を設けた。試
験は外表面の温度を500°C/minの速麿で125
0℃まで昇温した後1時間保持、眼により亀裂発生が観
察されるまでのくり返し回数を測定するものである。第
4表にその結果を示す。
内に、設置し、外表面を7J[]熱覆るとともに円筒体
内部を空冷して、耐熱構造体内に温度勾配を設けた。試
験は外表面の温度を500°C/minの速麿で125
0℃まで昇温した後1時間保持、眼により亀裂発生が観
察されるまでのくり返し回数を測定するものである。第
4表にその結果を示す。
以下余白
第 4 表
第4表から明らかな如く、未発明の耐熱vII造体の高
温耐久性が優れていることがわかる。また混合より固溶
し−Cいたhが特性に優れることもわかる。
温耐久性が優れていることがわかる。また混合より固溶
し−Cいたhが特性に優れることもわかる。
Claims (3)
- (1)耐熱合金からなる構造体と、前記構造体表面に、
5〜65mol%の酸化セリウムと35〜95mol%
の酸化ジルコニウムと1〜8mol%の酸化イットリウ
ムとを含む耐熱被覆層を具備したことを特徴とする耐熱
構造体。 - (2)構造体表面に結合層を介して耐熱被覆層を具備す
ることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の耐熱
構造体。 - (3)耐熱被覆層が、酸化セリウムと酸化ジルコニウム
と酸化イットリウムが固溶した相を主成分とすることを
特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の耐熱構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60204403A JPS6267160A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 耐熱構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60204403A JPS6267160A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 耐熱構造体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6267160A true JPS6267160A (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=16489964
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60204403A Pending JPS6267160A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 耐熱構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6267160A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03156103A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-04 | Toyota Motor Corp | 相対移動装置 |
US5147731A (en) * | 1990-08-30 | 1992-09-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stabilized zirconia/CoCRAlY high temperature coating |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60204403A patent/JPS6267160A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03156103A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-04 | Toyota Motor Corp | 相対移動装置 |
US5147731A (en) * | 1990-08-30 | 1992-09-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stabilized zirconia/CoCRAlY high temperature coating |
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