RU2464351C2 - Теплобарьерное покрытие на основе диоксида циркония, наносимое непосредственно на монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля - Google Patents

Теплобарьерное покрытие на основе диоксида циркония, наносимое непосредственно на монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля Download PDF

Info

Publication number
RU2464351C2
RU2464351C2 RU2008112052/02A RU2008112052A RU2464351C2 RU 2464351 C2 RU2464351 C2 RU 2464351C2 RU 2008112052/02 A RU2008112052/02 A RU 2008112052/02A RU 2008112052 A RU2008112052 A RU 2008112052A RU 2464351 C2 RU2464351 C2 RU 2464351C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
oxide
resistant alloy
barrier coating
zirconia
Prior art date
Application number
RU2008112052/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008112052A (ru
Inventor
Флоран БУРЛЬЕ (FR)
Флоран БУРЛЬЕ
БИАВАН Кристель ЛЕ (FR)
БИАВАН Кристель ЛЕ
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=38686756&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2464351(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2008112052A publication Critical patent/RU2008112052A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464351C2 publication Critical patent/RU2464351C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/057—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being less 10%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, имеющего следующий состав, мас.%: 3,5-7,5 Сr, 0-1,5 Мо, 1,5-5,5 Re, 2,5-5,5 Ru, 3,5-8,5 W, 5-6,5 Al, 0-2,5 Ti, 4,5-9 Та, 0,08-0,12 Hf, 0,08-0,12 Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси. На упомянутый жаропрочный сплав наносят диоксид циркония, стабилизированный по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из редкоземельных металлов, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла. Из упомянутого жаропрочного сплава изготавливают деталь и наносят на нее указанным способом покрытие. Лопатка турбины содержит вышеуказанную деталь, турбомашина содержит упомянутую лопатку. Увеличивается срок службы жаропрочного сплава с теплобарьерным покрытием, упрощается производственный процесс изготовления в целом и снижаются затраты на их изготовление. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав (суперсплав) на основе никеля.
Лопатки турбины высокого давления турбомашин должны сохранять свои механические свойства, свою коррозионную стойкость и свою устойчивость к окислению в агрессивной среде газов с очень высокой температурой (выше 1000°С), выбрасываемых на высокой скорости. Наиболее эффективные современные жаропрочные сплавы (в идеальном случае речь идет о монокристаллических жаропрочных сплавах) в этой среде имеют недостаточные механические свойства и срок службы. По этой причине на жаропрочные сплавы необходимо наносить теплобарьерное покрытие. Одним используемым в настоящее время жаропрочным сплавом является, например, сплав, называемый AM1, который представляет собой жаропрочный сплав на основе никеля согласно патенту США 4639280, имеющий состав по массе: 5-8% Со, 6,5-10% Сr, 0,5-2,5% Мо, 5-9% W, 6-9% Та, 4,5-5,8% Аl, 1-2% Ti, 0-1,5% Nb, а также С, Zr, В с содержанием менее 0,01% каждого. Используемые в настоящее время теплобарьерные покрытия обычно выполняют путем нанесения на жаропрочный сплав слоя керамики. Этот слой керамики обычно выполнен на основе диоксида циркония (ZrO2). Этот слой керамики обеспечивает теплоизоляцию жаропрочного сплава и позволяет поддерживать на поверхности жаропрочного сплава температуры, при которых его механические свойства и срок службы являются приемлемыми. Вместе с тем, чтобы обеспечить закрепление этого слоя керамики на жаропрочном сплаве, на поверхность жаропрочного сплава необходимо нанести подслой. Этот подслой, который расположен, таким образом, между жаропрочным сплавом и керамикой, является в типичном случае интерметаллическим соединением, например соединением типа MCrAlY (где «М» обозначает Ni, Со или их сочетание) или модифицированным платиной алюминидом никеля (например, NiAlPt). Платину обычно наносят на жаропрочный сплав электролизом, после чего обычно осуществляют операцию алитирования из паровой фазы.
Этот подслой, описанный, в частности, в патенте США 5514482, обеспечивает также защиту жаропрочного сплава от явления окисления при высокой температуре. Таким образом, во время работы оксидная пленка образуется на поверхности подслоя, а не на поверхности жаропрочного сплава. Образующим эту пленку оксидом обычно является глинозем (оксид алюминия), который образуется при окислении алюминия, содержащегося в подслое.
В документе ЕР 1295969 от 26.03.2003 г. раскрыт также способ эпитаксиального выращивания такого подслоя типа MCrAlY.
Однако использование такого подслоя имеет несколько недостатков. Нанесение подслоя приводит к дополнительным затратам сырья и времени. Кроме того, оно усложняет весь процесс изготовления детали с теплобарьерным покрытием. Действительно, в некоторых случаях нанесение подслоя необходимо осуществлять до сверления отверстий, которые необходимы в детали из жаропрочного сплава, в противном случае при электролитическом нанесении подслоя имеется риск закупорить отверстия небольшого диаметра. Таким образом, это нанесение следует осуществлять после механической обработки детали из жаропрочного сплава и до сверления отверстий в этой детали. Это требует дополнительных перемещений детали между постами механической обработки/сверления и постом нанесения подслоя. Эти перемещения являются нежелательными, так как они повышают опасность загрязнения поверхности детали посторонними элементами, которые могут снизить способность сцепления керамики, наносимой в дальнейшем на эту поверхность.
Следует отметить, что способ, используемый для нанесения керамики на деталь (EBPVD - "Electron Beam Physical Vapor Deposition", т.е. физическое осаждение из паровой фазы с электронно-лучевым испарением), является неэлектролитическим способом, который не приводит к закупориванию отверстий, просверленных в этой детали. Таким образом, сверление отверстий в детали производят до нанесения керамики.
Кроме того, слой оксида алюминия (оксидная пленка) имеет тенденцию приобретать волнистую форму, следуя за возникающими в подслое деформациями и создавая, таким образом, области, где удержание керамики оксидом алюминия обеспечивается лишь точечно и где керамика преждевременно отделяется. Это локальное отделение слоя керамики от подслоя (или от другой поверхности, с которой он сцепляется) называют отслаиванием. Как только начинается отслаивание керамики, деталь быстро повреждается и теряет необходимые характеристики.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ, который позволяет увеличить срок службы жаропрочного сплава с теплобарьерным покрытием и одновременно упростить производственный процесс изготовления в целом и снизить затраты на их изготовление.
Эта задача решается за счет того, что предложен способ нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, причем упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-7,5% Сr, 0-1,5% Мо, 1,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 3,5-8,5% W, 5-6,5% Al, 0-2,5% Ti, 4,5-9% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси, и при этом непосредственно на этот жаропрочный сплав наносят диоксид циркония, стабилизированный по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из редкоземельных металлов, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла.
Вышеуказанный термин «непосредственно» означает, что между диоксидом циркония и жаропрочным сплавом подслой не наносят. Жаропрочные сплавы на основе никеля, имеющие вышеуказанный состав, называют жаропрочными сплавами MCNG, и этот термин будет в дальнейшем применяться во всем описании.
За счет вышеуказанных признаков производственный процесс получения теплобарьерного покрытия упрощается. Действительно, с одной стороны, исключается нанесение подслоя, так как стабилизированный диоксид циркония наносят непосредственно на жаропрочный сплав. С другой стороны, можно осуществлять сверление отверстий сразу после механической обработки детали из жаропрочного сплава MCNG, причем эти две операции (сверление и механическую обработку) предпочтительно осуществляют в одном и том же цеху. Таким образом, риски загрязнения поверхности жаропрочного сплава сводятся к минимуму. После операции сверления деталь сразу направляют в цех для нанесения конечного слоя керамики.
По сравнению с известными из уровня техники сплавами увеличивается срок службы жаропрочного сплава, на который нанесено теплобарьерное покрытие при помощи способа по настоящему изобретению. Это связано, в частности, с тем, что керамика на основе диоксида циркония, нанесенная на жаропрочный сплав MCNG, менее подвержена описанному выше явлению волнистости слоя оксида алюминия. Фактически, испытания показали, что окисление границы раздела между диоксидом циркония и жаропрочным сплавом MCNG происходит более равномерно и прямолинейно, чем окисление классического подслоя. Физическая связь между оксидом алюминия и керамикой осуществляется за счет этого на большей площади, чем в случае AM1.
Преимущественно, жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-5,5% Сr, 0-1,5% Мо, 4,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 4,5-6,5% W, 5-6,5% Al, 0-1,5% Ti, 5-6,2% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.
Преимущественно, жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-5,5% Сr, 0-1,5% Мо, 3,5-4,5% Re, 3,5-5,5% Ru, 4,5-6,5% W, 5,5-6,5% Al, 0-1% Ti, 4,5-5,5% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.
Непокрытые сплавы MCNG (без теплобарьерного покрытия) с этими составами имеют срок службы, превышающий срок службы других непокрытых сплавов MCNG по всему диапазону [950°С; 1150°С]. Этот же вывод правомерен для жаропрочных сплавов с этими составами, на которые было нанесено теплобарьерное покрытие при помощи способа по настоящему изобретению, по сравнению с другими сплавами MCNG, на которые было нанесено теплобарьерное покрытие при помощи способа по настоящему изобретению.
Объектом изобретения является также деталь, которая согласно изобретению выполнена из монокристаллического жаропрочного сплава на основе никеля с теплобарьерным покрытием на основе диоксида циркония, причем упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-7,5% Сr, 0-1,5% Мо, 1,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 3,5-8,5% W, 5-6,5% Al, 0-2,5% Ti, 4,5-9% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси, при этом по меньшей мере часть его поверхности находится в непосредственном контакте с диоксидом циркония, стабилизированным по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из редкоземельных металлов, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла.
Таким образом, стабилизированный диоксид циркония находится в непосредственном контакте с по меньшей мере частью поверхности жаропрочного сплава. Термин «непосредственный» означает, что между диоксидом циркония и поверхностью жаропрочного сплава нет подслоя. При этом отмечается, что во время нанесения керамики и затем при нахождении детали в условиях функционирования на поверхности раздела между жаропрочным сплавом и стабилизированным диоксидом циркония образуется пленка оксидов. Даже в присутствии этой пленки оксидов считается, что стабилизированный диоксид циркония находится в непосредственном контакте с жаропрочным сплавом.
Изобретение и его преимущества будут более очевидны при изучении нижеследующего подробного описания варианта реализации, приведенного в качестве неограничительного примера. Описание представлено со ссылками на единственную прилагаемую фигуру, на которой в поперечном разрезе показана поверхность детали согласно изобретению.
Как показано на этой единственной фигуре, монокристаллический жаропрочный сплав 10 на основе никеля типа MCNG покрыт керамикой, которая представляет собой диоксид циркония, частично или полностью стабилизированный по меньшей мере одним оксидом редкоземельного металла или же сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или, наконец, сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла. В группу редкоземельных металлов входят церий, диспрозий, эрбий, европий, гадолиний, гольмий, лантан, лютеций, неодим, празеодим, прометий, самарий, скандий, тербий, тулий, иттербий и иттрий.
Предпочтительно, диоксид циркония может быть стабилизирован по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из диспрозия, эрбия, европия, гадолиния, самария, иттербия, иттрия, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида элемента из этой группы, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида элемента из этой группы.
Более предпочтительно, диоксид циркония стабилизирован оксидом иттрия.
Керамику наносят при помощи известного способа физического осаждения из паровой фазы с электронно-лучевым испарением (EBPVD) ("Electron Beam Physical Vapor Deposition"). Керамику предусматривают в виде порошка, который, будучи испаренным под действием пучка электронов, конденсируется на жаропрочном сплаве MCNG, образуя слой керамики 20. Учитывая использование пучка электронов, в камере, содержащей пучок электронов, подлежащую нанесению керамику и подложку жаропрочного сплава MCNG, необходимо поддерживать первичный вакуум. Слой керамики 20, нанесенный способом EBPVD, имеет столбчатую структуру из смежных столбиков 22, по существу перпендикулярных поверхности жаропрочного сплава 10.
Деталь из жаропрочного сплава 10 MCNG, покрытого керамикой 20, может быть, например, лопаткой турбины высокого давления турбомашины. Во время работы, то есть когда такая лопатка находится в агрессивной среде газов при сверхвысокой температуре (более 1500°С), выбрасываемых с высокой скоростью, поверхность жаропрочного сплава постепенно окисляется. Таким образом, на границе раздела между жаропрочным сплавом 10 и слоем керамики 20 образуется пленка 15 оксидов, которыми являются оксиды алюминия (глинозем), что показано на единственной фигуре.
Авторами изобретения были проведены сравнительные испытания на монокристаллическом жаропрочном сплаве AM1 с массовым составом 5,22% Al, 6,56% Со, 7,52% Сr, 1,98% Мо, 8,01% Та, 1,20% Ti и 5,48% W, остальное составляет никель (и неизбежные примеси), покрытом подслоем NiAlPt (никель-алюминий-платина) и затем слоем стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония, нанесенным при помощи способа EBPVD, и на жаропрочном сплаве MCNG с массовым составом 3,96% Сr, 1,05% Мо, 6,04% Аl, 0,51% Ti, 5,19% Ta, 5,00% W, 3,99% Re, 4,09% Ru, 0,01% Si, 0,12% Hf, покрытом слоем стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония, нанесенным при помощи способа EBPVD. Сравнительные испытания были также проведены на том же самом монокристаллическом сплаве AM1, покрытом подслоем NiAlPt (никель-алюминий-платина), а затем слоем стабилизированного оксидом диспрозия диоксида циркония, нанесенным при помощи способа EBPVD, и на том же самом жаропрочном сплаве MCNG, покрытом слоем стабилизированного оксидом диспрозия диоксида циркония, нанесенным при помощи способа EBPVD. Эти испытания состояли в том, что цилиндрические образцы (толщина 2 мм, диаметр 25 мм) подвергали окислению во время цикла выдерживания в печи при 1100°С на воздухе с последующим принудительным воздушным охлаждением в течение 15 минут. Результаты, которые приведены в таблице 1, соответствуют числу циклов, выдержанных образцами перед отслаиванием керамики на площади, превышающей 20% первоначально покрытой поверхности. Они показывают, что срок службы системы {MCNG+стабилизированный диоксид циркония} согласно изобретению превышает срок службы классической системы {AM1+NiAlPt+стабилизированный диоксид циркония}.
При этих исследованиях массовое содержание оксида редкоземельного металла в диоксиде циркония соответственно составляло 6,8% Y2O3 и 27,3% Dy2O3.
Необходимо отметить, что эти результаты свидетельствуют также о хорошем поведении при окислении слоя диоксида циркония, стабилизированного оксидом, отличным от оксида иттрия (в нашем случае оксидом диспрозия), причем этот слой наносился без промежуточного слоя стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония.
Действительно, до настоящего времени использование диоксида циркония, стабилизированного не оксидом иттрия, а другим оксидом, требовало нанесения двойного слоя покрытия: слоя стабилизированного оксидом иттрия диоксида циркония толщиной в несколько десятков микрометров, на который наносили желаемую керамику. Фактически, все попытки нанесения диоксида циркония, стабилизированного оксидом, отличным от оксида иттрия, непосредственно на всю подложку из жаропрочного сплава на основе никеля, покрытого подслоем типа NiAlPt, оказались неудачными с точки зрения стойкости к цикличному окислению. Зато, благодаря своим очень хорошим механическим свойствам (повышенная прочность), стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония отвечает всем требованиям.
Таблица 1
Сплав Подслой Керамика Срок службы
      (число циклов)
AM1 NiAlPt диоксид циркония+оксид иттрия 1050
AM1 NiAlPt диоксид циркония+оксид диспрозия 60
MCNG - диоксид циркония+оксид иттрия >4500
MCNG - диоксид циркония+оксид диспрозия 3200
Деталь из жаропрочного сплава MCNG, покрытого слоем стабилизированного диоксида циркония согласно изобретению, может быть применена в наземной или авиационной турбомашине. В частности, эта деталь может быть применена в авиационных турбореактивных двигателях. Она может быть также применена в любой машине, где требуются ее механические характеристики при высокой температуре.

Claims (8)

1. Способ нанесения теплобарьерного покрытия на основе диоксида циркония на монокристаллический жаропрочный сплав на основе никеля, причем упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-7,5% Сr, 0-1,5% Мо, 1,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 3,5-8,5% W, 5-6,5% Al, 0-2,5% Ti, 4,5-9% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси, при этом на упомянутый жаропрочный сплав наносят диоксид циркония, стабилизированный по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из редкоземельных металлов, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла.
2. Способ по п.1, при этом упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-5,5% Сr, 0-1,5% Мо, 4,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 4,5-6,5% W, 5-6,5% Al, 0-1,5% Ti, 5-6,2% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.
3. Способ по п.1, при этом упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-5,5% Сr, 0-1,5% Мо, 3,5-4,5% Re, 3,5-5,5% Ru, 4,5-6,5% W, 5,5-6,5% Al, 0-1% Ti, 4,5-5,5% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси.
4. Способ по любому из пп.1-3, при этом упомянутый диоксид циркония стабилизирован по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из диспрозия, эрбия, европия, гадолиния, самария, иттербия, иттрия, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида элемента из этой группы, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида элемента из этой группы.
5. Способ по любому из пп.1-4, при этом упомянутый диоксид циркония стабилизирован оксидом иттрия.
6. Деталь из монокристаллического жаропрочного сплава на основе никеля с теплобарьерным покрытием на основе диоксида циркония, причем упомянутый жаропрочный сплав имеет следующий состав по массе: 3,5-7,5% Сr, 0-1,5% Мо, 1,5-5,5% Re, 2,5-5,5% Ru, 3,5-8,5% W, 5-6,5% Al, 0-2,5% Ti, 4,5-9% Та, 0,08-0,12% Hf, 0,08-0,12% Si, остальное до 100% составляют Ni и неизбежные примеси, при этом по меньшей мере часть его поверхности находится в непосредственном контакте с диоксидом циркония, стабилизированным по меньшей мере одним оксидом элемента, выбранного из группы, состоящей из редкоземельных металлов, или сочетанием оксида тантала и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла, или сочетанием оксида ниобия и по меньшей мере одного оксида редкоземельного металла.
7. Лопатка турбины, содержащая деталь из монокристаллического жаропрочного сплава на основе никеля с теплобарьерным покрытием на основе диоксида циркония по п.6.
8. Турбомашина, содержащая лопатку турбины из монокристаллического жаропрочного сплава на основе никеля с теплобарьерным покрытием на основе диоксида циркония по п.7.
RU2008112052/02A 2007-03-30 2008-03-28 Теплобарьерное покрытие на основе диоксида циркония, наносимое непосредственно на монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля RU2464351C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0754156 2007-03-30
FR0754156A FR2914319B1 (fr) 2007-03-30 2007-03-30 Barriere thermique deposee directement sur superalliages monocristallins.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008112052A RU2008112052A (ru) 2009-10-10
RU2464351C2 true RU2464351C2 (ru) 2012-10-20

Family

ID=38686756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112052/02A RU2464351C2 (ru) 2007-03-30 2008-03-28 Теплобарьерное покрытие на основе диоксида циркония, наносимое непосредственно на монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20080317622A1 (ru)
EP (1) EP1975261B1 (ru)
JP (1) JP2008255485A (ru)
BR (1) BRPI0800973A2 (ru)
CA (1) CA2626908C (ru)
FR (1) FR2914319B1 (ru)
RU (1) RU2464351C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615099C1 (ru) * 2015-10-26 2017-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ выращивания эпитаксиальной пленки дисилицида европия на кремнии
RU2727469C2 (ru) * 2016-06-10 2020-07-21 Сафран Способ изготовления детали из суперсплава на основе никеля с содержанием гафния

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2962447B1 (fr) * 2010-07-06 2013-09-20 Snecma Barriere thermique pour aube de turbine, a structure colonnaire avec des colonnes espacees
FR3057880B1 (fr) * 2016-10-25 2018-11-23 Safran Superalliage a base de nickel, aube monocristalline et turbomachine
CN111321384A (zh) * 2020-04-21 2020-06-23 南京信息工程大学 一种在镍基合金上制备二氧化锆薄膜的方法
CN117802351B (zh) * 2024-02-29 2024-06-04 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 高强耐蚀钛合金管材及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065505C1 (ru) * 1992-09-10 1996-08-20 Акционерное общество "Моторостроитель" Лопатка турбины и способ ее изготовления
RU2147624C1 (ru) * 1994-10-14 2000-04-20 Сименс АГ Защитный слой для защиты детали от коррозии, окисления и термической перегрузки, а также способ его изготовления
EP1295969A1 (en) * 2001-09-22 2003-03-26 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method of growing a MCrAIY-coating and an article coated with the MCrAIY-coating
EP1544323A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-22 General Electric Company Ni-base superalloy having a thermal barrier coating system
RU2260071C1 (ru) * 2004-09-30 2005-09-10 Балдаев Лев Христофорович Способ нанесения теплозащитного эрозионно стойкого покрытия

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2557598B1 (fr) 1983-12-29 1986-11-28 Armines Alliage monocristallin a matrice a base de nickel
US5514482A (en) 1984-04-25 1996-05-07 Alliedsignal Inc. Thermal barrier coating system for superalloy components
US5262245A (en) 1988-08-12 1993-11-16 United Technologies Corporation Advanced thermal barrier coated superalloy components
US5538796A (en) * 1992-10-13 1996-07-23 General Electric Company Thermal barrier coating system having no bond coat
FR2780982B1 (fr) * 1998-07-07 2000-09-08 Onera (Off Nat Aerospatiale) Superalliage monocristallin a base de nickel a haut solvus
FR2780983B1 (fr) * 1998-07-09 2000-08-04 Snecma Superalliage monocristallin a base de nickel a resistance accrue a haute temperature
JP2002167636A (ja) * 2000-10-30 2002-06-11 United Technol Corp <Utc> 接合被覆なしに断熱被覆を保持できる低密度耐酸化性超合金材料
US7001859B2 (en) * 2001-01-22 2006-02-21 Ohio Aerospace Institute Low conductivity and sintering-resistant thermal barrier coatings

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065505C1 (ru) * 1992-09-10 1996-08-20 Акционерное общество "Моторостроитель" Лопатка турбины и способ ее изготовления
RU2147624C1 (ru) * 1994-10-14 2000-04-20 Сименс АГ Защитный слой для защиты детали от коррозии, окисления и термической перегрузки, а также способ его изготовления
EP1295969A1 (en) * 2001-09-22 2003-03-26 ALSTOM (Switzerland) Ltd Method of growing a MCrAIY-coating and an article coated with the MCrAIY-coating
EP1544323A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-22 General Electric Company Ni-base superalloy having a thermal barrier coating system
RU2260071C1 (ru) * 2004-09-30 2005-09-10 Балдаев Лев Христофорович Способ нанесения теплозащитного эрозионно стойкого покрытия

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615099C1 (ru) * 2015-10-26 2017-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ выращивания эпитаксиальной пленки дисилицида европия на кремнии
RU2727469C2 (ru) * 2016-06-10 2020-07-21 Сафран Способ изготовления детали из суперсплава на основе никеля с содержанием гафния

Also Published As

Publication number Publication date
EP1975261B1 (fr) 2016-11-09
FR2914319B1 (fr) 2009-06-26
CA2626908C (fr) 2015-08-11
CA2626908A1 (fr) 2008-09-30
US20080317622A1 (en) 2008-12-25
EP1975261A1 (fr) 2008-10-01
BRPI0800973A2 (pt) 2009-07-14
JP2008255485A (ja) 2008-10-23
RU2008112052A (ru) 2009-10-10
FR2914319A1 (fr) 2008-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6890668B2 (en) Thermal barrier coating material
US5981088A (en) Thermal barrier coating system
EP1640477B2 (en) High temperature component with thermal barrier coating and gas turbine using the same
KR101519131B1 (ko) 금속 합금 조성물 및 이를 포함하는 제품
US7666516B2 (en) Ceramic thermal barrier coating
US20080131711A1 (en) Bond coat compositions and arrangements of same capable of self healing
RU2464351C2 (ru) Теплобарьерное покрытие на основе диоксида циркония, наносимое непосредственно на монокристаллические жаропрочные сплавы на основе никеля
US8247085B2 (en) Oxide-forming protective coatings for niobium-based materials
EP2690197B1 (en) Turbine blade for industrial gas turbine and industrial gas turbine
JP2007522341A (ja) 低熱伝導度を有する耐久性遮熱コーティング
EP1550737A1 (en) Thermal barrier coatings with improved impact and erosion resistance
EP1908857A2 (en) Method for forming a thermal barrier coating
EP1666627A2 (en) Low thermal conductivity thermal barrier coating system and method therefor
EP1793010B1 (en) Ceramic coating material
EP0985745B1 (en) Bond coat for a thermal barrier coating system
US20080292873A1 (en) Method for Providing a Thermal Barrier Coating and Substrate Having Such Coating
US6663983B1 (en) Thermal barrier coating with improved strength and fracture toughness
RU2667191C1 (ru) Способ получения многослойного защитного покрытия лопаток турбомашин из титановых сплавов
EP0937786B1 (de) Wärmedämmschichtsystem mit integrierter Aluminiumoxidschicht
US9546566B2 (en) Part comprising a coating on a superalloy metal substrate, the coating including a metal underlayer
EP1729959B1 (en) Durable thermal barrier coating having low thermal conductivity
JP5164250B2 (ja) 遮熱コーティング部材とその製造方法
JP4492855B2 (ja) 遮熱コーティング部材およびその製造方法
EP0987345B1 (en) Thermal barrier coating system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160329