RU99115088A

RU99115088A - Изделие с подложкой из сверхсплава с размещенным на ней обогащенным слоем и способы его изготовления

Info

Publication number: RU99115088A
Application number: RU99115088/02A
Authority: RU
Inventors: Норберт ЧЕХ; Кнут ХАЛЬБЕРШТАДТ; Джон Смит; Адриан КЕМПСТЕР
Original assignee: Сименс Акциенгезелльшафт; Диффьюжн Эллойс Лимитед
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2001-07-10

Claims

1. Изделие, содержащее подложку, состоящую из сверхсплава, содержащего хром и основной элемент, выбранный из группы, состоящей из железа, кобальта и никеля, и обогащенный слой, образованный увеличенным содержанием хрома в направлении от поверхности подложки внутрь подложки, отличающееся тем, что обогащенный слой содержит непрерывную матрицу, состоящую из твердого раствора гамма-фазы хрома в упомянутом основном элементе.

2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что в качестве основного элемента использован никель.

3. Изделие по п.2, отличающееся тем, что твердый раствор дополнительно содержит кобальт.

4. Изделие по п.2 или 3, отличающееся тем, что сверхсплав содержит связывающий элемент, который образует интерметаллическое соединение гамма-прим-фазы с никелем и оксидную пленку, образуемую в условиях окисления при высокой температуре, и упомянутый обогащенный слой содержит осажденную фазу, диспергированную в форме гранул в упомянутой матрице и состоящую из интерметаллического соединения бета-фазы никеля и упомянутого связывающего элемента.

5. Изделие по п.4, отличающееся тем, что связывающий элемент выбран из группы, состоящей из алюминия и галлия.

6. Изделие по п.4 или 5, отличающееся тем, что сверхсплав содержит хром с концентрацией менее 14% по весу, предпочтительно менее 10% по весу.

7. Изделие по любому из пп.4-6, отличающееся тем, что обогащенный слой содержит другую осажденную фазу, диспергированную в форме гранул в упомянутой матрице и состоящую из соединения гамма-прим-фазы никеля в упомянутом связывающем элементе.

8. Изделие по п.1, отличающееся тем, что в качестве основного элемента использован кобальт.

9. Изделие по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что обогащенный слой имеет концентрацию хрома, возрастающую от минимального значения, существенно равного концентрации хрома в сверхсплаве на границе между подложкой и обогащенным слоем, до максимального значения, превышающего минимальное значение на поверхности обогащенного слоя, обращенной в сторону от подложки.

10. Изделие по п.9, отличающееся тем, что упомянутое максимальное значение менее 45% по весу.

11. Изделие по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что обогащенный слой по существу свободен от соединений альфа-фазы хрома.

12. Изделие по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что имеет защитное покрытие, нанесенное на упомянутый обогащенный слой.

13. Изделие по п.11, отличающееся тем, что защитное покрытие содержит керамический тепловой барьерный слой.

14. Изделие по п.12 или 13, отличающееся тем, что защитное покрытие содержит слой, выполненный из сплава типа MCrAlY.

15. Изделие по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что подложка выполнена в виде полого тела, имеющего внутреннюю сторону и внешнюю сторону, причем подложка покрыта обогащенным слоем как на внутренней стороне, так и на внешней стороне.

16. Изделие по п.15, отличающееся тем, что внешняя сторона покрыта защитным покрытием, нанесенным на обогащенный слой.

17. Изделие по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что подложка выполнена в виде полого тела, имеющего внутреннюю сторону и внешнюю сторону, причем подложка покрыта обогащенным слоем только на внутренней стороне.

18. Изделие по п.17, отличающееся тем, что внешняя сторона покрыта защитным покрытием, нанесенным на подложку.

19. Изделие по любому из пп. 1-18, отличающееся тем, что упомянутая подложка представляет собой компонент газовой турбины.

20. Способ изготовления изделия, содержащий подложку, состоящую из сверхсплава, содержащего хром и основной элемент, выбранный из группы, состоящей из железа, кобальта и никеля, и обогащенный слой, содержащий хром и нанесенный на подложку, причем обогащенный слой нанесен путем осаждения хрома на подложку и диффузии осажденного хрома в подложку для формирования обогащенного слоя, отличающийся тем, что диффузию осажденного хрома в подложку осуществляют для формирования обогащенного слоя, имеющего непрерывную матрицу, состоящую из твердого раствора гамма-фазы хрома в основном элементе.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что выбирают сверхсплав, содержащий кобальт в качестве основного элемента.

22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что подложка выполнена в виде полого тела, имеющего внутреннюю сторону и внешнюю сторону, причем обогащенный слой наносят на подложку только на внутреннюю сторону.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что внешнюю сторону покрывают защитным покрытием, наносимым на подложку.

24. Способ изготовления изделия, содержащий подложку, состоящую из сверхсплава, содержащего хром, основной элемент, выбранный из группы, состоящей из железа, кобальта и никеля, и связывающий элемент, образующий интерметаллическое соединение гамма-прим-фазы с базовым элементом и оксидную пленку, образованную под воздействием условий окисления при высокой температуре, и обогащенный слой, содержащий хром и нанесенный на подложку, причем обогащенный слой нанесен путем осаждения хрома на подложку и диффузии осажденного хрома в подложку для формирования обогащенного слоя и диффузии связывающего элемента из подложки в обогащенный слой, отличающийся тем, что диффузию осажденного хрома в подложку осуществляют для формирования обогащенного слоя, имеющего непрерывную матрицу, состоящую из твердого раствора гамма-фазы хрома в основном элементе, а диффузию связывающего элемента в обогащенный слой осуществляют для формирования осажденного слоя, диспергированного в гранулированной форме в матрице и состоящего из интерметаллического соединения бета-фазы основного элемента и связывающего элемента.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что подложка содержит никель в качестве базового элемента.

26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что подложка содержит хром с концентрацией хрома менее 14% по весу, предпочтительно менее 10% по весу.

27. Способ по любому из пп.24-26, отличающийся тем, что подложка представляет собой полое тело, имеющее внутреннюю сторону и внешнюю сторону, и обогащенный слой наносят на подложку как на внутреннюю сторону, так и на внешнюю сторону.

28. Способ по п.27, отличающийся тем, что внешнюю сторону покрывают защитным покрытием, наносимым на обогащенный слой.

29. Способ по любому из пп.24-28, отличающийся тем, что связывающий элемент диффундирует в обогащенный слой на этапе термообработки после формирования обогащенного слоя.

30. Способ по любому из пп.20-29, отличающийся тем, что
обогащенный слой формируют с концентрацией хрома, возрастающей от минимального значения, существенно равного концентрации хрома в сверхсплаве на границе между подложкой и обогащенным слоем, до максимального значения, превышающего минимальное значение на поверхности обогащенного слоя, обращенной в сторону от подложки.

31. Способ по любому из пп.20-29, отличающийся тем, что хром осаждают на подложку путем формирования паровой фазы, содержащей хром, на некотором расстоянии от подложки, направления паровой фазы на подложку и осаждения хрома на подложку из паровой фазы.