RU2044103C1 - Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин - Google Patents
Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044103C1 RU2044103C1 SU4499641A RU2044103C1 RU 2044103 C1 RU2044103 C1 RU 2044103C1 SU 4499641 A SU4499641 A SU 4499641A RU 2044103 C1 RU2044103 C1 RU 2044103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas turbine
- turbine blades
- composition
- nickel
- protection cover
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Использование: для нанесения защитных покрытий на изделия из жаропрочных никелевых сплавов. Сущность изобретения: состав содержит, мас. хром 40 45; алюминий 5,5 6,5; иттрий 0,2 0,3; кремний 2,0 2,5; бор 2,0 - 2,5; никель остальное. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к составам, используемым для нанесения защитных покрытий на изделия из жаростойких никелевых сплавов, например лопатки газовых турбин ионно-плазменным или другими методами.
Лопатки газовых турбин, изготовляемые из сплавов на никелевой основе, подвергаются интенсивной сульфидно-оксидной коррозии, обусловленной наличием соединений серы, натрия, калия и других примесей в продуктах сгорания топлива и в воздухе, подаваемом компрессором в турбину. Защитные покрытия позволяют снизить интенсивность коррозионного процесса и увеличить рабочий ресурс лопаток.
Известен ряд составов покрытий, предложенных для защиты лопаток газовых турбин от коррозии. Например, с этой целью применяется покрытие следующего состава, мас. хром 11,5; кремний 3,75; бор 2,5; железо 4,25; углерод 0,65; никель остальное [1]
Известно покрытие сплавом ПГХН80СР4, содержащее, мас. хром 12 15; кремний 1,5 3,0; бор 1,5 2,5; железо ≅5,0; никель остальное.
Известно покрытие сплавом ПГХН80СР4, содержащее, мас. хром 12 15; кремний 1,5 3,0; бор 1,5 2,5; железо ≅5,0; никель остальное.
Недостатком этих покрытий является неудовлетворительная стойкость против сульфидно-оксидной коррозии.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин, содержащий, мас. хром 15 45; алюминий 14 30; иттрий 0,01 0,5; никель остальное [2]
Недостатком этого состава защитного покрытия является относительно невысокая коррозионная стойкость при эксплуатации лопаток газовых турбин в условиях активного воздействия высокотемпературного газового потока.
Недостатком этого состава защитного покрытия является относительно невысокая коррозионная стойкость при эксплуатации лопаток газовых турбин в условиях активного воздействия высокотемпературного газового потока.
Целью изобретения является повышение стойкости к сульфидно-окисной коррозии.
Это достигается тем, что состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин, включающий хром, алюминий, иттрий и никель, который согласно изобретению, дополнительно содержит кремний и бор при следующем соотношении компонентов, мас.
Хром 40 45
Алюминий 5,5 6,5
Иттрий 0,2 0,3
Кремний 2,0 2,5
Бор 2,0 2,5
Никель Остальное
Введение в состав защитного покрытия кремния приводит к образованию в условиях работы лопаток газовых турбин оксидов и сульфидов кремния, стойких против коррозионного воздействия газовой среды и золотых отложений. Бор повышает термическую стабильность покрытия вследствие образования барьерного слоя боридов на границе покрытия с защищаемым материалом лопатки. Росту стойкости покрытия против сульфидно-оксидной коррозии способствует высокое содержание в нем хрома и пониженное алюминия. Присутствие в покрытии иттрия приводит к увеличению его адгезии с материалом лопатки.
Алюминий 5,5 6,5
Иттрий 0,2 0,3
Кремний 2,0 2,5
Бор 2,0 2,5
Никель Остальное
Введение в состав защитного покрытия кремния приводит к образованию в условиях работы лопаток газовых турбин оксидов и сульфидов кремния, стойких против коррозионного воздействия газовой среды и золотых отложений. Бор повышает термическую стабильность покрытия вследствие образования барьерного слоя боридов на границе покрытия с защищаемым материалом лопатки. Росту стойкости покрытия против сульфидно-оксидной коррозии способствует высокое содержание в нем хрома и пониженное алюминия. Присутствие в покрытии иттрия приводит к увеличению его адгезии с материалом лопатки.
П р и м е р. Защитное покрытие указанного состава наносят ионно-плазменным (вакуумным электродуговым) методом на опытные образцы никелевого сплава ЖС6К и рабочие лопатки 1-й ступени газовой турбины ГТН-25.
Образцы с защитным покрытием подвергали испытаниям на сульфидно-оксидную коррозию в синтетической золе, содержащей сульфат натрия и пятиокись ванадия, при 800оС.
В таблице приведены данные о составе предложенного защитного покрытия и его коррозионной стойкости (в виде значений долговечности) в сопоставлении со стойкостью покрытия известного состава.
Как следует из приведенных в таблице данных, предложенный состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин (составы 1 3) обеспечивает в сравнении с известным составом защитного покрытия (состав 6) повышение коррозионной стойкости. При содержании компонентов за заявленными пределами (составы 4, 5) коррозионная стойкость защитного покрытия снижается. Кроме того, покрытие состава 5 характеризуется пониженной пластичностью.
Claims (1)
- СОСТАВ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЛОПАТОК ГАЗОВЫХ ТУРБИН, включающий хром, алюминий, иттрий и никель, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости к сульфидно-оксидной коррозии, он дополнительно содержит кремний и бор при следующем соотношении компонентов, мас.Хром 40 45
Алюминий 5,5 6,5
Иттрий 0,2 0,3
Кремний 2,0 2,5
Бор 2,0 2,5
Никель Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4499641 RU2044103C1 (ru) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4499641 RU2044103C1 (ru) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2044103C1 true RU2044103C1 (ru) | 1995-09-20 |
Family
ID=21406564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4499641 RU2044103C1 (ru) | 1988-10-31 | 1988-10-31 | Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2044103C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2131947C1 (ru) * | 1997-06-16 | 1999-06-20 | Институт металлургии УрО РАН | Хром-кобальт-иттриевый алюминид и способ его получения |
| RU2191218C2 (ru) * | 2000-11-02 | 2002-10-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ получения защитного покрытия на изделии из жаростойкого жаропрочного сплава |
| RU2213807C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Состав сплава для нанесения покрытий |
| RU2218447C2 (ru) * | 1997-11-03 | 2003-12-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Изделие, подвергаемое воздействию горячего агрессивного газа, в частности, деталь газовой турбины (варианты) и способ изготовления теплоизоляционного слоя для изделия |
-
1988
- 1988-10-31 RU SU4499641 patent/RU2044103C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Хасуй А., Техника напыления, М.: Машиностроение, 1975, с.89. * |
| 2. Патент США N 3754903, кл. C 23C 4/04, 1973. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2131947C1 (ru) * | 1997-06-16 | 1999-06-20 | Институт металлургии УрО РАН | Хром-кобальт-иттриевый алюминид и способ его получения |
| RU2218447C2 (ru) * | 1997-11-03 | 2003-12-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Изделие, подвергаемое воздействию горячего агрессивного газа, в частности, деталь газовой турбины (варианты) и способ изготовления теплоизоляционного слоя для изделия |
| RU2191218C2 (ru) * | 2000-11-02 | 2002-10-20 | Государственное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" | Способ получения защитного покрытия на изделии из жаростойкого жаропрочного сплава |
| RU2213807C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Состав сплава для нанесения покрытий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4346137A (en) | High temperature fatigue oxidation resistant coating on superalloy substrate | |
| US4275124A (en) | Carbon bearing MCrAlY coating | |
| US4419416A (en) | Overlay coatings for superalloys | |
| US4585481A (en) | Overlays coating for superalloys | |
| USRE32121E (en) | Overlay coatings for superalloys | |
| EP0024802B1 (en) | A method of forming a corrosion resistant coating on a metal article | |
| CA1194345A (en) | Superalloy coating composition with high temperature oxidation resistance | |
| CA1153584A (en) | Superalloy coating composition | |
| US5582635A (en) | High temperature-resistant corrosion protection coating for a component in particular a gas turbine component | |
| US4714624A (en) | High temperature oxidation/corrosion resistant coatings | |
| US3955935A (en) | Ductile corrosion resistant chromium-aluminum coating on superalloy substrate and method of forming | |
| CA1101698A (en) | Gas turbine blade tip alloy | |
| CA1217433A (en) | Combustion turbine blade with varying coating | |
| CA1324578C (en) | Aircraft exhaust valves | |
| US4275090A (en) | Process for carbon bearing MCrAlY coating | |
| US4054723A (en) | Composite articles | |
| GB2056491A (en) | Superalloy coating composition with oxidation and/or sulphidation resistance | |
| GB2080147A (en) | Method of coating a superalloy substrate coating compositions and composites obtained therefrom | |
| CA2401970A1 (en) | Superalloy hvof powders with improved high temperature oxidation, corrosion and creep resistance | |
| US5268238A (en) | Highly corrosion and/or oxidation-resistant protective coating containing rhenium applied to gas turbine component surface and method thereof | |
| Hancock | The use of laboratory and rig tests to simulate gas turbine corrosion problems | |
| EP0107508A1 (en) | High temperature coating compositions | |
| GB2063305A (en) | Carbon Bearing MCrAlY Coatings, Coated Articles and Method for these Coatings | |
| NO139970B (no) | Sammensatt gjenstand av et superlegeringsunderlag og en til superlegeringsunderlaget bundet belegningslegering | |
| RU2044103C1 (ru) | Состав защитного покрытия для лопаток газовых турбин |