KR101519131B1 - 금속 합금 조성물 및 이를 포함하는 제품 - Google Patents

금속 합금 조성물 및 이를 포함하는 제품 Download PDF

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Abstract

승온에서 가스터빈 부품의 보호를 위해 개선된 조성물이 기재된다. 상기 조성물은 MCrAlY 유형이며, 여기서 M은 니켈, 또는 니켈과 코발트 또는 철의 조합, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다. 상기 조성물은 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합, 하프늄, 티타늄, 지르코늄 또는 이들의 조합을 추가로 포함하며, 규소, 게르마늄 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있으며, 이로써 상기 조성물은 개선된 Al 보유 성질을 갖게된다. 본원에서는 상기 코팅을 포함하는 제품이 개시된다.

Description

금속 합금 조성물 및 이를 포함하는 제품{METAL ALLOY COMPOSITIONS AND ARTICLES COMPRISING THE SAME}
본 발명은 가스터빈 엔진에서 오버레이 코팅 및/또는 결합 코트로서 사용될 수 있는 금속 합금 조성물에 관한 것이다.
가스터빈 엔진의 고온 영역에 사용된 금속 합금 표면의 보호는, 오버레이 코팅, 및/또는 결합 코트 상에 침적된 열 차단층 코팅(TBC)의 사용에 의해 영향을 받을 수 있다. 오버레이 코팅 및 TBC는 하위 금속 합금 기재를 열 및 고온 가스의 부식성 분위기로부터 보호한다. TBC 및 오버레이 코팅으로 전형적으로 코팅된 가스터빈 구성요소는 운동형 및 정지형 부품들, 예컨대 터빈 블레이드 및 베인, 가스 혼합 도관, 터빈 슈라우드, 버킷, 노즐, 연소 라이너 및 변류기(deflector)를 포함하며, 다른 구성요소들은 높은 열 및 부식성 가스의 조건에 가해진다. TBC 및 오버레이 코팅은 전형적으로 이들 구성요소의 외부 또는 표면을 포함한다. TBC 및/또는 오버레이 코팅의 존재는 고온 연소 가스와 금속 합금 기재 사이에 열 감소 차 단층을 제공하며, 기재에 대한 잠열, 부식 및/또는 산화-유도된 손상을 방지, 완화 또는 감소시킬 수 있다.
금속 합금 터빈 구성요소에 가장 효과적인 코팅은 MCrAlY 코팅(여기서, M은 코발트, 니켈, 철 또는 이들의 조합이다)으로서 공지된 것들이다. 이들 코팅은 오버레이 코팅 또는 결합 코트로서 유용하다.
금속 합금 조성물 중에 존재하는 알루미늄은 원하지 않는 금속 합금 기재 내에 확산될 수 있다. 이러한 확산은 금속 합금 조성물 중의 알루미늄 함량을 감소시키며, 알루미늄은 보호성 산화알루미늄 표면의 형성이 허용되는데 필요한 것이다. 표면 코팅 및 기재, 예컨대 니켈, 코발트 또는 크롬 내의 다른 요소의 크로스(cross) 확산이 발생하며 이 또한 원하지 않는 것이다.
금속 합금 조성물은 다른 것들 중에서 TBC와 금속 합금 기재 사이의 결합 코트에 유용하다. TBC는 가스터빈 작동 중 탈착 및 스폴링(spalling)의 가능성을 갖는다. 스폴링 및 탈착은 TBC와 결합 코트 계면 사이의 계면에서 형성될 수 있는 열 성장된 산화물 층(thermally grown oxide layer; TGO)의 존재를 비롯한 일부 요인들에 의해 초래될 수 있다. TGO 형성은 결합 코트의 알루미늄의 산화의 결과일 수 있고, 결합 코트로부터 TBC 내로의 알루미늄의 확산에 의해 촉진될 수 있으며, 이로 인해 TBC와 결합 코트 사이의 긴장 오류를 또한 초래할 수 있는 결합 코트의 구조에서의 변화가 초래된다. TBC 스폴링 후, 시스템의 산화는 결합 코트의 알루미늄 함량에 의해 보호되며, 이는 산화알루미늄 보호 층을 형성한다.
따라서, 결합 코트 및 오버레이 코팅에 사용하기 위한 개선된 확산 성질을 갖는 금속 합금 조성물이 요구된다. 개선된 확산을 갖는 결합 코트는 바람직하게는 TBC의 스폴링과 탈착의 개시를 늦추거나 지연시킬 수 있다.
당해 분야에서 상기한 결점들은, 한 실시양태에서, MCrAlY 조성물(여기서, M은 니켈, 또는 코발트, 철 및 코발트와 철의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속과 니켈의 조합이고, Cr은 크롬이고, Al은 알루미늄이고, Y는 이트리움이다); 하프늄, 지르코늄, 티탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 4족 금속; 및 팔라듐, 백금, 로듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 귀금속을 포함하는 조성물에 의해 완화된다. 다른 실시양태에서, 상기 조성물은 규소, 게르마늄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 14족 원소를 추가로 포함한다.
다른 실시양태에서, 조성물은 조성물의 총 중량에 기초하여 코발트 약 16 내지 약 50중량%; 니켈 약 20 내지 약 35중량%; 크롬 약 15 내지 약 25중량%; 알루미늄 약 7 내지 약 15중량%; 이트리움 약 0.1 내지 약 1중량%; 하프늄 약 0.1 내지 약 1중량%; 팔라듐 약 1 내지 약 10중량%; 및 규소 약 0.5 내지 약 2.5중량%를 포함한다.
다른 실시양태에서, 제품은 전술된 조성물을 포함한다.
본 발명에 따르면, 개선된 유용 수명을 코팅에 제공할 수 있다.
전술된 특징 및 다른 특징들은 하기 상세한 설명에 의해 예시된다.
발명의 상세한 설명
놀랍게도, 귀금속, 특히 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합 약 0.1 내지 약 15중량%를, MCrAlY 조성물 및 4족 금속, 특히 하프늄, 지르코늄, 티탄 또는 이들의 조합 약 0.05 내지 약 3중량%를 포함하는 조성물에 첨가하면, 알루미늄 성분의 느린 확산성을 갖는 조성물을 생성시키는 것을 밝혀냈다. 상기 조성물은 14족 원소, 특히 규소 및/또는 게르마늄 약 0.1 내지 약 5중량%를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 상기 존재는 알루미늄의 확산을 더욱 저하시킬 수 있다. 이러한 조성물은 결합 코트 및 오버레이 코팅으로서 사용하는 것이 유리하다.
본원에 개시된 조성물은 하프늄, 지르코늄, 티탄 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 4족 금속, 및 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 귀금속을 포함하는 MCrAlY 조성물을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "MCrAlY"는 크롬, 알루미늄, 이트리움, 및 니켈, 또는 니켈과 코발트 및/또는 철의 조합으로부터 선택된 금속 M을 포함하는 조성물을 지칭한다. 한 실시양태에서, 조성물은 14족 원소, 특히 규소 및/또는 게르마늄을 추가로 포함할 수 있다.
금속 M은 니켈, 또는 니켈과 코발트 및/또는 철의 조합으로부터 선택된다. 조성물의 총 중량에 기초하여 약 10 내지 약 80중량%, 특히 약 12 내지 약 75중량%, 더욱 특히 약 14 내지 약 70중량%, 더욱더 특히 약 16 내지 약 65중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. 한 실시양태에서, M은 니켈이다. 다른 실시양태에서, M은 니켈과 코발트의 조합이다. 다른 실시양태에서, M은 니켈과 철의 조합이다. 또 다른 실시양태에서, M은 니켈, 철 및 코발트의 조합이다.
M이 니켈인 경우, 니켈은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 20 내지 약 80중량%, 특히 약 30 내지 약 75중량%, 더욱 특히 약 40 내지 약 70중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. M이 니켈과 철 및/또는 코발트의 조합인 경우, 니켈이 조성물의 총 중량에 기초하여 약 20 내지 약 40중량%, 특히 약 22 내지 약 38중량%, 더욱 특히 약 25 내지 약 35중량%의 양으로 조성물 중에 존재하는 반면, 조성물 중의 코발트 및 철의 총량은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 10 내지 약 60중량%, 특히 약 12 내지 약 53중량%, 더욱 특히 약 14 내지 약 45중량%, 더욱 특히 약 16 내지 약 40중량%이다.
크롬은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 5 내지 약 30중량%, 특히 약 10 내지 약 28중량%, 더욱 특히 약 15 내지 약 25중량%의 양으로 존재한다.
조성물은 또한 알루미늄을 조성물의 총 중량에 기초하여 약 5 내지 약 20중량%, 특히 약 6 내지 약 18중량%, 더욱 특히 약 7 내지 약 15중량%의 양으로 포함한다.
조성물은 이트리움을 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.05 내지 약 5중량%, 특히 약 0.1 내지 약 4중량%, 더욱 특히 약 0.1 내지 약 3중량%의 양으로 포함한다.
조성물은 또한 하프늄, 지르코늄, 티탄 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 4족 금속을 포함한다. 4족 금속은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.05 내지 약 5중량%, 특히 약 0.1 내지 약 3중량%, 더욱 특히 약 0.1 내지 약 1중량%의 양으로 포함한다. 특정 실시양태에서, 사용된 4족 금속은 하프늄이다. 다른 특정 실시양태에서, 사용된 4족 금속은 지르코늄이다. 또 다른 특정 실시양태에서, 사용된 4족 금속은 티탄이다. 한 실시양태에서, 하프늄과 지르코늄 및/또는 티탄의 조합이 사용된다. 한 실시양태에서, 지르코늄 및 티탄이 실질적으로 존재하지 않는다. 본원에 사용된 바와 같이, 조성물에서 임의의 성분이 "실질적으로 존재하지 않는" 것으로 언급되는 경우, 이는 달리 특정화되지 않는 한 조성물의 총 중량에 기초하여 0.04중량% 미만, 특히 0.01중량% 미만, 더욱 특히 0.001중량% 미만을 갖는 것을 의미한다.
조성물은 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 귀금속을 추가로 포함한다. 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.1 내지 약 15중량%, 특히 약 0.5 내지 약 13중량%, 더욱 특히 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 조성물 중에 존재한다. 한 실시양태에서, 귀금속은 팔라듐이다. 다른 실시양태에서, 귀금속은 백금이다. 다른 실시양태에서, 귀금속은 로듐이다. 다른 실시양태에서, 귀금속은 팔라듐, 백금 및 로듐의 조합이다. 다른 실시양태에서, 조성물은 팔라듐과 백금의 조합이다. 한 실시양태에 서, 조성물에는 백금이 실질적으로 존재하지 않는다. 특정 실시양태에서, 조성물은 팔라듐 약 1 내지 약 10중량%를 포함하며, 로듐 및 백금이 실질적으로 존재하지 않는다.
조성물은 부가된 양의 14족 원소, 특히 규소 및/또는 게르마늄을 추가로 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 규소 및/또는 게르마늄은 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.1 내지 약 5중량%, 특히 약 0.3 내지 약 4중량%, 더욱 특히 약 0.5 내지 약 2.5중량%의 양으로 포함될 수 있다. 한 실시양태에서, 규소는 조성물의 총 중량에 기초하여 약 0.5 내지 약 2.5중량%의 양으로 존재한다. 다른 실시양태에서, 조성물에서 14족 원소가 실질적으로 존재하지 않는다.
사용되는 14족 원소의 양은 개시된 범위 내로 유지되는 것이 유리하다. 과도한 14족 원소를 사용하면, 이러한 조성물로부터 제조된 코팅은 실리사이드의 형성을 통해 규소를 손실할 것이다. 이러한 14족 원소의 손실은 코팅의 수명 단축을 초래할 수 있다.
조성물은 다른 금속, 예컨대 루테늄, 레늄 및 란탄계(또는 란타노이드(lanthanoid)) 원소를 추가로 포함할 수 있다. 존재한다면, 상기 다른 금속은 각각 조성물의 총 중량에 기초하여 약 3중량% 미만의 양으로 존재한다.
또한 다른 미량의 성분들은 소량, 예컨대 조성물의 총 중량에 기초하여 0.1중량% 이하의 양으로 존재할 수 있으며, 단 이들 성분의 존재는 조성물의 목적하는 성질에 크게 부정적인 영향을 미치지 않는다. 한 실시양태에서, 조성물은 본질적으로 코발트, 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 이트리움, 팔라듐 및 하프늄으로 이루어진다. 다른 실시양태에서, 조성물은 본질적으로 코발트, 니켈, 크롬, 알루미늄, 이트리움, 팔라듐 및 지르코늄으로 이루어진다. 또 다른 실시양태에서, 조성물은 본질적으로 코발트, 니켈, 크롬, 알루미늄, 이트리움, 팔라듐, 하프늄 및 규소로 이루어진다. 한 실시양태에서, 조성물에는 코발트, 철 및 규소가 실질적으로 존재하지 않는다. 다른 실시양태에서, 조성물에는 코발트 및 철이 실질적으로 존재하지 않는다.
조성물을 기재에 적용하기 위해, 조성물은 용융 상 중에 블렌딩되고, 고화되고, 상기 고체는 분말 형태로 전환될 수 있다. 다르게는, 조성물의 각 성분의 분말 형태는 적합한 방법, 예컨대 분말 혼합기를 사용하는 혼합에 의해 사용 및 조합될 수 있다. 조성물은, 비제한적인 열 분무, 물리적 증착 방법, 플라즈마 방법, 전자 빔 방법, 스퍼터링, 슬러리 코팅, 페인트 분무, 직접-라이팅(writing) 또는 도금의 방법을 사용하여 기재 상에 배치될 수 있다.
증착 방법이 조성물의 침적(deposition)에 사용되는 경우, 단일 또는 다중-공급원 증발 절차가 사용되어 조성물을 기재 상에 침적시킬 수 있다. 다중-공급원 침적은 구성성분의 증기 압력이 크게 변하는 경우에 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 기재된 다른 성분과 비교할 때 성분 금속, 예컨대 하프늄, 팔라듐 및 백금의 낮은 증기 압력 때문에, 하나 이상의 공급원이 하프늄, 팔라듐, 백금 및/또는 로듐 성분을 함유하고, 하나 이상의 공급원이 조성물의 나머지 성분을 함유하는 다중-공급원 증발 절차를 사용하는 것이 유리하다.
한 실시양태에서, 조성물은 열 분무 방법, 예컨대 공기 플라즈마 분무(APS), 저압 플라즈마 분무(LPPS), 진공 플라즈마 분무(VPS) 및 고속 옥시-연료 분무(HVOF)를 사용하여 기재 상에 침적될 수 있다. 특정 실시양태에서, HVOF를 사용하는 것이 유리하다. 따라서, 노즐에 부착된 고압 냉각된 연소실에는 연료, 예컨대 케로센, 아세틸렌, 프로필렌, 수소 등, 및 이들의 조합이 공급된다. 연소는, 노즐 아래로 가압되고 이로 인해 그의 속도를 증가시키는 고온, 고압 불꽃을 생성시킨다. 조성물은 고압 하에서 또는 노즐의 측부의 유입구를 통해 연소실 내로 분말 형태로 공급될 수 있다. HVOF 방법이 유리하며, 파라미터는 당해 분야의 숙련자에 의해 손수 용도에 따라 변형될 수 있다.
조성물은 임의의 목적을 위해 예컨대 새로운 층을 형성하기 위해 또는 현존 층을 수리하기 위해 기재 상에 침적될 수 있으며, 여기서 층은 오버레이 코팅 또는 결합 코트일 수 있다. 조성물은 금속 기재의 임의의 표면에 배치될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "맨(bare) 표면"은 열 또는 산화 보호를 제공하기 위해 표면에 적용된 코팅을 포함하지 않은 기재 표면을 지칭한다. 본원에 사용된 바와 같이, "앞서-배치된" 조성물을 포함하는 표면은 그 표면에 배치된 코팅을 포함하는 표면을 지칭한다. 유리한 실시양태에서, 제품은 앞서-배치된 조성물을 포함하는 제품의 표면에 조성물을 적용함으로써 수리된다.
한 실시양태에서, 개시된 조성물에 의해 초합금 기재가 코팅될 수 있다. 본원에 개시된 "초합금"은 승온, 즉 약 1,200℃ 이하의 온도를 위해 의도된 금속 합금이다. 초합금은, 화학적 및 기계적 안정성, 산화 및 부식이 제품의 유용 수명에 영향을 미치는 경우, 및 유의적 고온 내구성이 요구되는 경우, 예컨대 가스터빈을 위한 구성요소에 유용하다. 예시적 실시양태에서, 초합금은 MCrAlY 합금(여기서, M은 철, 코발트, 니켈 또는 이들의 조합이다)일 수 있다. 높은 Ni 초합금(여기서, M은 Ni를 포함한다)이 특히 유용하다. 시판 중인 Ni-함유 초합금의 예로는 예컨대 상품명 인코넬(Inconel)(등록상표), 니몬닉(Nimonic)(등록상표), 레네(Rene)(등록상표), GTD-111(등록상표) 및 우디메트(Udimet)(등록상표) 합금이 포함된다. 임의의 적합한 방법에 의해 제조된 초합금은 개시된 조성물을 위한 기재를 제공하는데 사용될 수 있다. 또한, 다결정 칼럼 그레인 및 단일 결정 기재를 비롯한 예컨대 주조된 초합금으로부터 제조된 기재는 모두 개시된 조성물을 위한 기재로서 사용될 수 있으며, 또한 시트 금속 구성요소와 같은 단조된(wrought) 기재도 사용될 수 있다. 개시된 조성물은 초합금 기재 상에 배치되는 경우, 조성물의 층이 (코팅된 또는 코팅되지 않은) 기재의 표면에 형성된다. 층은 오버레이 코팅, 결합 코트 또는 다른 코팅일 수 있다.
오버레이 코팅 또는 결합 코트가 연속적으로 기재의 계면의 맞은 편이며 분위기에 노출되어 있는 오버레이 코팅 또는 결합 코트 층의 표면에서 알루미나-함유 층(즉, TGO)을 형성하며, 이는 상기 분위기와 초합금 기재와의 반응을 최소화한다는 것을 밝혀냈다. 알루미나-함유 층은 일부 분자의 두께를 수 마이크로미터 두께까지 가질 수 있으며, 오버레이 코팅 또는 결합 코트의 연속적 노출로 고도의 산화성 분위기 조건까지 농화된다(thicken). 결합 코트 내의 알루미늄의 산화 또는 반응에 의한 알루미나-함유 층의 형성 결과로서, 결합 코트 자체는 열 성장된 산화물(TGO)에 인접한 결합 코트의 부분에서 성질에서의 비례적 변화를 경험할 수 있 다. 한 실시양태에서, 분위기 조건은 고열 및/또는 부식성 연소 기체, 예컨대 가스터빈의 고온 및 연소 영역에서 마주치는 것들을 포함할 수 있다. 열 순환 동안, 알루미나와 오버레이 코팅 사이에 응력이 형성될 수 있다. 알루미나는 오버레이 코팅에 비해 부서지기 쉽고, 다시 균열되고 파쇄될 수 있으며, 이로 인해 코팅의 하위 표면이 분위기에 노출되어 알루미나의 새로운 층을 형성할 수 있다. 부가 층이 결합 코트 상에 배치되는 경우, 결합 코트 및 기재에 대한 부가 층(예컨대 열 차단층 코팅)의 내층 접착은 약화되며, 따라서 상기 부가 층은 점차 균열 및 파쇄되기 쉬울 수 있다.
결합 코트는 일반적으로 열 차단층 코팅(TBC)으로 커버된다. TBC는 세라믹 코팅, 예컨대 다른 금속 산화물, 예컨대 다른 란탄계(예컨대 산화세륨, 산화에우로피움 등)로 선택적으로 도핑된 이트리아-안정화된 지르코니아이며, 이들은 하위 금속 기재에 대한 열 유동을 감소시킨다. TBC는 승온에서 TBC와 결합 코트 사이에서 형성될 수 있는 열 성장된 산화물(TGO)의 형성으로 인해 탈착 및 스폴링되기 쉽다. TGO 성장 특징은 결합 코트로부터 기재로의 알루미늄의 확산에 의해 영향을 받으며, 이로 인해 결합 코트 내의 상 변화를 초래하며, 이는 결합 코트와 TBC 사이의 긴장 오류를 유도한다.
이론에 얽매이지 않고서, 오버레이 코팅 및 결합 코트 밖으로의 알루미늄의 연속 확산이 니켈-알루미늄 베타-상을 고갈시키고, 결합 코트 또는 오버레이 코팅의 분위기 표면에 존재하는 확산된 알루미늄이 알루미나의 형성에 기여하며, 이것이 보호 차단층 및 접착 층으로서 오버레이 코팅의 효율을 감소시키는 것으로 생각 된다. MCrAlY 조성물은 전술한 바와 같이 기재 상에 배치되는 경우 2개의 상, 예컨대 NiCr을 주로 포함하는 감마 상, 및 NiAl을 주로 포함하는 베타 상을 포함한다. 베타 상은 전술한 바와 같이 Al을 표면에 제공함으로써 기재에 대한 산화 저항성을 제공한다. 코팅이 거친 분위기에서 사용됨에 따라, Al-함유 베타 상은 코팅의 더욱 고온의 영역에서의 시작으로 고갈되기 시작하여 결국 감마 상으로 변환한다. 이들 2개의 상은 단면 금속현미경 마운트(metallographic mount)를 제조함으로써 감지될 수 있고, 광학 현미경 하에서 이미지 분석 기수에 의해 정량화될 수 있다. 한 실시양태에서, NiAl 베타 상 약 30 내지 약 45%가 2,000시간 동안 1,034℃(1,900℉)에서의 시험 후 전술된 개질된 조성을 갖는 오버레이 코팅 내에 잔존한다.
놀랍게도, 상기한 것들 하나 이상을 포함하는 팔라듐, 백금, 로듐 또는 이들의 조합 중 하나 이상 및 4족 금속의 부가는 결합 코트 및/또는 오버레이 코팅으로부터 알루미늄의 확산을 효과적으로 저하시킨다. 이 알루미늄의 느린 감소된 확산은, 균열 및/또는 스폴링의 감소된 발생률, 열 순환 도중 감마 상으로 변환으로부터의 베타 상의 감소된 손실, 결합 코트로의 열 차단층 코팅의 탈착에 대한 개선된 저항성, 및 열 부식에 대한 개선된 저항성에 의해 한정된 바와 같이 우수한 품질을 개시된 조성물에 부여하는 것으로 밝혀졌다.
한 실시양태에서, 제품은 기재와 적어도 부분적으로 접촉하는 부분 상 및 그 안에 배치된 조성물을 포함하는 코팅 및 기재를 포함한다. 다른 실시양태에서, 코팅은 결합 코트 또는 오버레이 코팅이다. 코팅이 결합 코트인 다른 실시양태에서, 제품은 기재 맞은 편의 결합 코트의 표면에 침적된 열 차단층 코팅을 추가로 포함한다.
조성물은 한 실시양태에서 다양한 금속 및 금속 합금, 예컨대 초합금을 포함하는 금속 또는 금속-세라믹 복합 기재로부터 형성된 다양한 터빈 엔진 부품 및 구성요소, 특히 고온에서 또는 그에 노출되어 작동되는 것, 특히 가스터빈 엔진 작동 도중에 발생되는 더욱 높은 온도에서 사용되는 제품의 것에서 오버레이 코팅으로서 또는 TBC와 함께 사용하기 위한 결합 코트로서 사용될 수 있다. 이들 터빈 엔진 부품 및 구성요소는 터빈 에어포일, 예컨대 블레이드 및 베인, 터빈 슈라우드, 터빈 노즐, 연소기 구성요소, 예컨대 라이너 및 변류기, 가스터빈 엔진의 어그멘터(augmentor) 하드웨어 등을 포함할 수 있다. 개시된 조성물은 금속 기재의 전체 또는 일부를 커버할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예 및 비교 실시예에 의해 추가로 설명하고, 이들 개시내용은 예시적인 것이며 그에 한정되는 것으로 여겨서는 안된다.
실시예
하기 실시예는 앞서 개시된 조성물을 오버레이 코팅으로서 사용하는 경우에 수득된 개선된 성질들을 예시한다. 실시예 1 및 2는 본 발명에 속하지만, 실시예 3은 비교예이다.
두께 3.18밀리미터(0.125인치) 직경 25.4밀리미터(1인치)의 디스크 표본들을 GTD-111(등록상표)(제너럴 일렉트릭 캄파니(General Electric Co.)로부터 입수 가능함) 캐스팅 슬랩(casting slab)으로 기계 처리하였다. 상기 표본들은 표본의 총 중량에 기초하여 크롬 14중량%, 코발트 9중량%, 알루미늄 3중량%, 티탄 4.9중량%, 탄탈륨 3중량%, 텅스텐 3.7중량%, 몰리브덴 1.5중량% 및 니켈 60.9중량%의 공칭 조성을 갖는다.
두께 약 0.25밀리미터(0.01인치)까지의 고속 옥시-연료 불꽃(HVOF) 방법을 사용하여, 각각이 상이한 조성을 갖는 3개의 상이한 오버레이 코팅을 개별 표본들 상에 배치시킨다. 코팅된 표본들을 2,000시간 이하 동안 공기 노(air furnace) 내에서 약 1,034℃(1,900℉) 및 약 1,093℃(2,000℉)에서 시험하였다.
표 1은 실시예 1-2 및 비교 실시예 1의 상이한 성분들을 예시한다. 모든 성분 양은 조성물의 총 중량에 기초하여 중량%로 기록한다.
성분 실시예 1 실시예 2 비교 실시예 3
코발트 28.7 24.1 36
니켈 32 32 32
크롬 22 22 22
알루미늄 10 10 10
이트리움 0.3 0.3 0.3
규소 2.5 2.5 0
하프늄 0.3 0.3 0
팔라듐 4.2 8.8 0
비교 실시예 3은 규소, 하프늄 또는 팔라듐이 첨가되지 않은 기본 조성물이다. 실시예 1 및 2는 각각 제시된 바와 같이 동일한 양의 규소 및 하프늄, 및 상이한 양의 팔라듐을 포함한다.
도 1은 지적된 바와 같이 각각이 실시예 1 및 2, 및 비교 실시예 3 중 하나를 단면으로 표시하는 광학 현미경 이미지의 비교도를 제시한다. 전술된 바와 같이 코팅의 총 두께(t0)를 열 순환 후 베타 상의 두께와 비교함으로써 코팅의 분해를 결정하며, (각 이미지에서 화살표들 사이) 나머지 베타 두께는 t0 %(% 베타)로서 표기된다. 본래의 코팅 두께(t0)가 모든 3개의 코팅에 대해 동일할 지라도, (도 1 상의 화살표로 가시적으로 제시된 바와 같이) 층 두께를 함유하는 나머지 베타 상 및 % 베타는 실시예 1(35%) 및 2(40%)가 비교 실시예 3(20%)보다 크다. 따라서, 실시예 1 및 2가 비교 실시예 3에 비해 우수한 산화 수명을 제공하는 것을 볼 수 있다. 이론에 얽매이지 않고서, 하프늄과 팔라듐의 조합, 및/또는 규소와의 조합에서 알루미늄 확산을 저하시킬 수 있으며, 이는 다시 결합 코트에서의 니켈-알루미늄 베타 상의 더욱 높은 보유, 및 감마 상 변환에 대한 니켈-알루미늄 베타 상의 감소된 비율을 초래할 수 있다. 이는 개선된 유용 수명을 코팅(예컨대 결합 코트, 오버레이 코팅)에 제공할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "결합 코트"는 코팅, 예컨대 열 차단층 코팅(TBC)의 침적 전에 기재 상에 침적된 금속 층이다.
본원에 사용된, 약자 "TBC"로도 언급된, 용어 "열 차단층 코팅"은, 제품의 하위 금속 기재로의 열 유동을 감소시킬 수 있는(즉, 열 차단층을 형성시킬 수 있는) 세라믹 코팅을 지칭한다.
기재 상의 층 또는 다른 층을 형성시키는 것을 기재하는데 사용된 용어 "침적", "적용", "배치" 등은, 층이 기재 또는 다른 층 위에 및 층과 적어도 부분적으로 접촉되어 있음을 의미한다.
문장에서 단수 형태는 달리 분명하게 지적되지 않는 한 복수 형태를 포함한다.
동일한 특징을 인용하는 모든 범위들의 말단 값들은 조합될 수 있으며, 인용된 말단 값을 포함한다.
전형적인 실시양태가 예시적인 목적으로 개시되었지만, 상기 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 당해 분야의 숙련자는 본 발명의 취지와 범위에서 벗어나지 않고서 다양한 변형, 개조 및 대안들을 달성할 수 있다.
도 1은 실시예 1 및 2, 및 비교 실시예 3의 오버레이 코팅의 비교를 제시한다.

Claims (20)

  1. MCrAlY 조성물(여기서, M은 니켈; 또는 코발트, 철, 및 코발트와 철의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속과 니켈의 조합이고, Cr은 크롬이고, Al은 알루미늄이고, Y는 이트리움이다);
    하프늄, 지르코늄, 티탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 4족 금속; 및
    팔라듐, 백금, 로듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 귀금속
    으로 이루어지는 조성물로서,
    상기 4족 금속의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 0.05 내지 5중량%이고,
    상기 귀금속의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 10중량%이고,
    상기 이트리움의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 0.05 내지 5중량%이고,
    상기 M이 니켈인 경우, 니켈의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 20 내지 80중량%이고; 상기 M이 코발트, 철, 및 코발트와 철의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속과 니켈의 조합인 경우, 니켈의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 20 내지 40중량%이고, 코발트 및 철의 총량이 조성물의 총 중량에 기초하여 10 내지 60중량%인, 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    규소, 게르마늄 및 규소와 게르마늄의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 14족 원소를 추가로 포함하는 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 M이 니켈과 코발트의 조합이고, 철이 존재하지 않는, 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 크롬의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 5 내지 30중량%인, 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미늄의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 5 내지 20중량%인, 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 14족 원소의 양이 조성물의 총 중량에 기초하여 0.1 내지 5중량%인, 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 4족 금속이 하프늄인, 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 4족 금속이 티탄인, 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    백금이 존재하지 않는 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    로듐이 존재하지 않는 조성물.
  16. 조성물의 총 중량에 기초하여, 코발트 16 내지 50중량%; 니켈 20 내지 35중량%; 크롬 15 내지 25중량%; 알루미늄 7 내지 15중량%; 이트리움 0.1 내지 1중량%; 하프늄 0.1 내지 1중량%; 팔라듐 1 내지 10중량%; 및 규소 0.5 내지 2.5중량%를 포함하는 조성물.
  17. 제 1 항의 조성물을 포함하는 제품으로서, 상기 조성물이 제품의 표면에 코팅되어 있는 제품.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 조성물이 제품의 맨(bare) 표면에, 또는 앞서-코팅된 조성물을 포함하는 표면에 코팅되어 있는, 제품.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제품이, 팔라듐, 백금, 로듐, 4족 금속, 규소 및 게르마늄이 존재하지 않는 조성물로 코팅된 제품과 비교할 때, 개선된 내산화성을 갖는, 제품.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제품이 가스터빈 구성요소인, 제품.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602008006683D1 (de) * 2007-01-05 2011-06-16 Graphic Packaging Int Inc Kühlbox mit rundumgriff
US8136717B2 (en) * 2008-05-08 2012-03-20 Graphic Packaging International, Inc. Cooler carton with zipper opening feature
US7875200B2 (en) * 2008-05-20 2011-01-25 United Technologies Corporation Method for a repair process
US8906170B2 (en) * 2008-06-24 2014-12-09 General Electric Company Alloy castings having protective layers and methods of making the same
US20100224602A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-09 General Electric Company Method and system for removing thermal barrier coating
US20110059332A1 (en) * 2009-09-10 2011-03-10 Canan Uslu Hardwicke Oxidation and Corrosion Resistant and Ductile Alloy Composition and Method of Making
EP2345748A1 (de) * 2010-01-14 2011-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Legierung, Schutzschicht und Bauteil
JP5660428B2 (ja) 2010-04-20 2015-01-28 独立行政法人物質・材料研究機構 耐熱コーティング材
US8974865B2 (en) 2011-02-23 2015-03-10 General Electric Company Component and a method of processing a component
US20130157078A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 General Electric Company Nickel-Cobalt-Based Alloy And Bond Coat And Bond Coated Articles Incorporating The Same
US20130177441A1 (en) * 2012-01-11 2013-07-11 General Electric Company Compositional Bond Coat for Hindering/Reversing Creep Degradation in Environmental Barrier Coatings
US9931815B2 (en) 2013-03-13 2018-04-03 General Electric Company Coatings for metallic substrates
CN105018987A (zh) * 2015-08-21 2015-11-04 无锡桥阳机械制造有限公司 一种钇-镍-铁合金电镀液及其电镀方法
CN106987755A (zh) * 2017-06-05 2017-07-28 北京普瑞新材科技有限公司 一种MCrAlY合金及其制备方法
FR3081883B1 (fr) 2018-06-04 2020-08-21 Safran Superalliage a base de nickel, aube monocristalline et turbomachine
EP3935199A4 (en) * 2019-03-07 2022-10-12 Oerlikon Metco (US) Inc. ADVANCED BINDING LAYER MATERIALS FOR TBCs WITH IMPROVED RESISTANCE TO TEMPERATURE CYCLING FATIGUE AND SULPHURATION
US20220298645A1 (en) * 2019-03-14 2022-09-22 Raytheon Technologies Corporation LASER INDUCED, FINE GRAINED, GAMMA PHASE SURFACE FOR NiCoCrAlY COATINGS PRIOR TO CERAMIC COAT
KR102241838B1 (ko) * 2019-09-11 2021-04-21 한국생산기술연구원 고융점 균일 금속 실리사이드 복합체 분말 제조 방법 및 고융점 균일 금속 실리사이드 복합체 분말
CN117178071A (zh) * 2021-02-22 2023-12-05 欧瑞康美科（美国）公司 包含铬和铝的涂层组合物以及利用其形成的涂层
US11541470B2 (en) * 2021-04-02 2023-01-03 General Electric Company Methods of furnace-less brazing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050003227A1 (en) 2002-01-10 2005-01-06 Alstom Technology Ltd MCrAIY bond coating and method of depositing said MCrAIY bond coating
US20060046091A1 (en) 2004-08-26 2006-03-02 Murali Madhava Chromium and active elements modified platinum aluminide coatings
US20060222776A1 (en) 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International, Inc. Environment-resistant platinum aluminide coatings, and methods of applying the same onto turbine components

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3918139A (en) 1974-07-10 1975-11-11 United Technologies Corp MCrAlY type coating alloy
US4034142A (en) 1975-12-31 1977-07-05 United Technologies Corporation Superalloy base having a coating containing silicon for corrosion/oxidation protection
US4346137A (en) 1979-12-19 1982-08-24 United Technologies Corporation High temperature fatigue oxidation resistant coating on superalloy substrate
US4585481A (en) 1981-08-05 1986-04-29 United Technologies Corporation Overlays coating for superalloys
US4419416A (en) 1981-08-05 1983-12-06 United Technologies Corporation Overlay coatings for superalloys
US4861618A (en) 1986-10-30 1989-08-29 United Technologies Corporation Thermal barrier coating system
US5455119A (en) * 1993-11-08 1995-10-03 Praxair S.T. Technology, Inc. Coating composition having good corrosion and oxidation resistance
GB9426257D0 (en) * 1994-12-24 1995-03-01 Rolls Royce Plc Thermal barrier coating for a superalloy article and method of application
JP2001521987A (ja) 1997-11-03 2001-11-13 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 高温の侵食性ガスに対して基材を保護するための層組織を有する製品
DE19983957B4 (de) 1999-06-02 2008-08-21 Alstom Beschichtungszusammensetzung für Hochtemperturschutz
SG98436A1 (en) * 1999-12-21 2003-09-19 United Technologies Corp Method of forming an active-element containing aluminide as stand alone coating and as bond coat and coated article
US6919042B2 (en) 2002-05-07 2005-07-19 United Technologies Corporation Oxidation and fatigue resistant metallic coating
EP1365044A1 (de) 2002-05-24 2003-11-26 Siemens Aktiengesellschaft MCrAl-Schicht
EP1380672A1 (en) 2002-07-09 2004-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Highly oxidation resistant component
US20050069450A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Liang Jiang Nickel-containing alloys, method of manufacture thereof and articles derived thereform
US6979498B2 (en) 2003-11-25 2005-12-27 General Electric Company Strengthened bond coats for thermal barrier coatings
US20050214563A1 (en) 2004-03-29 2005-09-29 General Electric Company Modified bond coat for increasing the cyclic spallation life of thermal barrier coating
SE528807C2 (sv) 2004-12-23 2007-02-20 Siemens Ag Komponent av en superlegering innehållande palladium för användning i en högtemperaturomgivning samt användning av palladium för motstånd mot väteförsprödning

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050003227A1 (en) 2002-01-10 2005-01-06 Alstom Technology Ltd MCrAIY bond coating and method of depositing said MCrAIY bond coating
US20060046091A1 (en) 2004-08-26 2006-03-02 Murali Madhava Chromium and active elements modified platinum aluminide coatings
US20060222776A1 (en) 2005-03-29 2006-10-05 Honeywell International, Inc. Environment-resistant platinum aluminide coatings, and methods of applying the same onto turbine components

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