WO2008095463A1 - Vorrichtung zum schutz von bauteilen mit brennbarer titanlegierung vor titanfeuer und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung von titanbasierten Materialien im Gasturbinen-, speziell im Triebwerks-, und insbesondere im Verdichterbau, indem eine Vorrichtung bereitgestellt wird, welche die durch Titanfeuer und/oder FODs beanspruchten Bauteile (Leitschaufeln, Leitschaufelstufen, Laufschaufeln, Laufschaufelstufen) mittels eines mindestens zwei Lagen umfassenden Schichtsystems schützt, das sich auf der Oberfläche der zu schützenden Bauteile befindet und mit diesen, ggf. unter Zuhilfenahme einer Haftvermittlungsschicht, fest verbunden ist. Die äußerste Schicht ist dabei keramischer, die darunter liegende metallischer Natur. Ggf. können weitere Schichten folgen, wobei keramische und metallische Schichten einander abwechseln. Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellt. Durch die zumindest teilweise Verwendung von Titanlegierungen insbesondere für Leitschaufeln von Gasturbinen ermöglicht die Erfindung eine signifikante Gewichtsreduzierung von Verdichtern, indem auf die nach dem Stand der Technik eingesetzten nickel- oder stahlbasierten Baumaterialien zugunsten leichterer Titanlegierungen verzichtet werden kann.

Description

Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung ist im Bereich der Gasturbinentechnik, wie zum Beispiel der Kraft- oder Trieb werkstechnik, angesiedelt, und betrifft insbesondere hier vorkommende Bauteile. Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung zum Schutz brennbarer Titanlegierungen vor Titanfeuer und/oder Beschädigungen durch Fremdobjekte vor.

Um den Wirkungsgrad einer Gasturbine, zu denen Triebwerke oder beispielsweise auch Kraftwerksturbinen gehören, zu optimieren, sollte die Masse insbesondere der rotierenden, bei mobilen Einheiten auch der statischen (nicht-rotierenden) Elemente möglichst gering sein, um bei Änderungen der Rotationsgeschwindigkeit bzw. der Gesamtgeschwindigkeit des Triebwerks möglichst geringe Änderungen der kinetischen Energie zu verursachen. Insbesondere bei Flugzeugtriebwerken ist ein geringeres Triebwerksgewicht bei gleicher Leistung wünschenswert, da dadurch z.B. Treibstoffkosten gespart werden können oder eine höhere Zuladung ermöglicht wird.

Die aufgrund der Gewichtsersparnis in modernen Verdichtern immer häufiger anzutreffende Leichtbauweise führt zu einem verstärkten Einsatz von Bauteilen aus Titanlegierungen. Um die gewünschten hohen Leistungen und Wirkungsgrade zu erreichen, müssen die Betriebsdrücke und — temperaturen immer weiter erhöht werden. Ab eines bestimmten Temperatur- und Druckniveaus kann jedoch ein so genanntes Titanfeuer entstehen. Da Titan aufgrund seiner hohen Affinität zu Sauerstoff sehr leicht brennt, ist ein derartiges Feuer dann nicht mehr löschbar und kann innerhalb kurzer Zeit — 8 bis 10 Sekunden — und bei Temperaturen bis zu 2500°C zu großen Schäden an den Bauteilen, im Extremfall sogar zum Totalverlust des Triebwerkes, fuhren. Mögliche Ursachen für ein Titanfeuer können unter anderem Schäden an Schaufeln, heftiges Anstreifen der Turbinenschaufeln am Gehäuse, oder auch Lagerschäden sein.

Um die Möglichkeit eines Titanfeuers - meist verursacht beim Anstreifen von Schaufelspitzen am Gehäuse - signifikant zu verringern, kann im einfachsten Fall brennbare (titanhaltige) Masse aus dem kritischen Bereich entfernt und durch Stahl- oder Nickellegierungen ersetzt werden.

Zum Schutz der zumeist sehr hoch beanspruchten Bauteile sowie zur Erhöhung der erzielbaren Präzision werden in der Technik häufig auch Beschichtungen eingesetzt. Beispielsweise umfassen in einem Triebwerk diese Beschichtungen typischerweise Schichten gegen Verschleiß, gegen Korrosion, gegen Heißgaskorrosion und -oxidation, gegen Titanfeuer sowie Schichten zur Minimierung des Spaltes zwischen Rotor und Stator, sowie Schichten zur Wärmedämmung. Im Bereich des Verdichters kommen vor allem Schichten zum Schutz gegen Titanfeuer und zum Erosionsschutz zum Einsatz.

Insbesondere im Bereich der Gehäusewand kann diese mit mehrere Millimeter dicken Schichten überzogen werden. Diese Schichten können beispielsweise plasmagespritze oxidkeramische Schichten umfassen.

Um die durch Erosion hervorgerufenen Beschädigungen zu minimieren, werden entweder besonders harte karbidische Schichten in einer Metallmatrix wie zum Beispiel Wolframkarbid-Kobalt oder Chromkarbid in Nickel-Chrom-Matrix verwendet, oder der Schutz erfolgt aufgrund der Fähigkeit der Schutzschicht, die kinetische Energie der erosiven Partikel mittels plastischer Verformung abzumildern, wie es beispielsweise durch entsprechende Lacke möglich ist.

Die Schaufeln, insbesondere die Leitschaufeln der besonders hitzebelasteten Hochdruckverdichter selber werden zumeist aus so genannten „Superlegierungen" hergestellt. Als Superle- gierungen werden hochlegierte Werkstoffe komplexer Zusammensetzung (Eisen, Nickel, Platin, Chrom oder Kobalt-Basis mit Zusätzen der Elemente Co, Ni, Fe, Cr, Mo, W, Re, Ru, Ta, Nb, Al, Ti, Mn, Zr, C und B) für Hochtemperaturanwendungen bezeichnet. Diese weisen je- doch im Vergleich zuTitan, das zumindest bei Niederdruckverdichtern noch in geschmiedeter Form Anwendung findet, eine in etwa doppelt so hohe Dichte und somit ein entsprechend hohes Gewicht auf. Eine weitere Möglichkeit, Titan in hoch beanspruchten Teilen des Triebwerkes einzusetzen, besteht in seiner Legierung mit Aluminium (TiAl). Diese Möglichkeit wird vornehmlich bei der Herstellung der Laufschaufeln genutzt.

In US 5.114.797 (Uihlein et al.) wird eine dreilagige Beschichtung zum Schutz vor Titanfeuer vorgeschlagen, die sich aus einer metallischen Haftvermittlungsschicht, einer hitzeisolierenden Zwischenschicht oxidischer Natur, sowie einem titanfeuerhemmenden metallischen Ü- berzug zusammensetzt. Als metallische Haftvermittlungsschicht wird insbesondere eine Ni- ckel-Aluminium-Legierung, als Zwischenschicht eine Zirkonium-Oxidschicht, und als Schutzüberzug Aluminium und/oder Aluminiumoxid vorgeschlagen.

In US 5.006.419 (Grunke et al.) wird ebenfalls Aluminium als Schutzschicht für die Strukturkomponenten vorgeschlagen. Der Schutzmechanismus wird hierbei durch das Verdampfen des Aluminiums erreicht.

Die aus dem Stand der Technik zitierte Schrift US 5.114.797 nutzt genau drei Schichten, wobei die Haftvermittlungsschicht zwingend vorgeschrieben ist. Eine besonders verschleiß- oder korrosionshemmende Wirkung der Beschichtung ist nicht bekannt.

Die in US 5.006.419 vorgeschlagene Aluminium-Beschichtung wird insbesondere bei lokal wirkenden thermischen Belastungen ebenfalls lokal abgetragen, woraus die Möglichkeit einer frühzeitigen Schädigung (Rekristallisation, Entzündung) des Grundmaterials erwächst.

Aufgrund der hohen Festigkeit und des geringen spezifischen Gewichtes von Titan ist es wünschenswert, das Material Titan möglichst umfassend bei der Herstellung von beweglichen und feststehenden Elementen von Gasturbinen, insbesondere auch im Bereich des Verdichters, und dort vor allem im Bereich der Leitschaufeln, einzusetzen. Dabei wäre es besonders gut, wenn Sorge dafür getragen wird, dass das Material weder durch so genannte Erosion und / oder FODs (Foreign Object Damage; Schäden durch Fremdobjekte), noch durch so genanntes Titanfeuer, welches beispielsweise durch Anstreifen von bewegten an unbewegten und aus Titan gefertigten Teilen entsteht, beschädigt werden kann bzw. bestmöglich geschützt ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und/oder vor Beschädigung durch Fremdobjekte zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig aber dennoch reproduzierbar und prozesssicher herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder gemäß Ansprach 2 oder gemäß Anspruch 3 gelöst. Ein erfmdungsgemäßes System ist Gegenstand des Anspruchs 11. Ein erfmdungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Bei der Gestaltung gemäß Ansprach 1 ist die äußere Schicht des Schichtsystems bzw. die keramischen Lage vorzugsweise ein titanfreien oder niedrigtitanlialtiges Mehrkomponentensystem. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die darunter liegende Schicht aus einer titanfreien oder niedrigtitanhaltiges metallischen Lage besteht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Schutz hochbeanspruchter Bauteile, insbesondere Turbinenbauteile wie Leit- oder Laufschaufeln, vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Titanfeuer und Beschädigungen durch Fremdobjekte, mittels eines mindestens zwei Lagen umfassenden, mit dem Bauteil fest verbundenen Schichtsystems.

Das Schichtsystem ist vorzugsweise hochschmelzend und / oder nicht brennbar. In besonders vorteilhafter Gestaltung ist das Schichtsystem - insbesondere ergänzend - auch erosions- hemmend.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin begründet, dass sie eine Verwendung leichter, titanbasierter Werkstoffe im Bereich hochbeanspruchter Bauteile, insbesondere im Bereich des Gasturbinenbaus, und dort vor allem im Bereich der Leitschaufeln des Verdichters, ermöglicht. Daraus resultiert eine signifikante Verringerung des Gewichtes von Verdichtern. Durch die in bevorzugter Gestaltung vorgesehene Kombination metallischer und keramischer Lagen wird eine ausdehnungsmäßige Anpassung der keramischen Lagen an das metallische Grundmaterial erreicht. Weiterhin verhindern die metallischen Lagen eine Ausbreitung von möglicherweise in den keramischen Lagen auftretenden Rissen. Die keramischen Lagen wiederum schützen das Gesamtsystem vor Schäden durch zu hohe Temperaturen. Auch bieten diese Lagen einen Schutz vor metallischem Kontakt des Grundmaterials bei FODs.

Durch die Verwendung mehrerer aufeinander folgender Kombinationen aus jeweils einer keramischen und einer metallischen Lage kann das mögliche, bei einer Beschädigung verkraftbare Abtragsvolumen weiter gesteigert werden.

Selbst bei vollständigem, lokalem Abtrag der Schutzschicht behindern die verbleibenden beschichteten Flächen eine Ausbreitung einer hitzebedingten Entzündung bzw. eines Abbrandes titanbasierten Grundmaterials, d.h. ein so genanntes Titanfeuer.

Da die Beschichtung sehr dünn sein kann, beeinflusst sie das Gewicht, die Aerodynamik und die Schwingfestigkeit der durch sie geschützten Bauelemente nicht oder nur unwesentlich.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz brennbarer Titanlegierungen vor Titanfeuer und/oder Beschädigungen durch Fremdobjekte (FODs). Dies wird erreicht, in dem erfindungsgemäß ein schützendes, das gesamte Bauteil oder Teile davon umhüllendes Schichtsystem bereitgestellt wird, das aus mindestens zwei Lagen besteht. Dabei kann das Bauteil eine Leit- oder Laufschaufel einer axialen Turbomaschine, beispielsweise eine Leit- oder Laufschaufel einer Verdichterstufe sein.

Die wichtigsten Eigenschaften dieser Lagen sind deren fehlende Brennbarkeit und deren hoher oder sehr hoher Schmelzpunkt. Hinzu kommt eine erosionshemmende Wirkung mindestens der äußersten Lage des erfindungsgemäßen Schichtsystems. Diese äußerste Lage besteht vorteilhafterweise aus einer keramischen Schicht, insbesondere aus einem nicht auf Titan basierenden Mehrkomponentensystem. Besonders bevorzugte Ausführungen der keramischen Schicht sind eine Chrom-Nitridschicht oder eine Aluminium-Nitridschicht eine Chrom- Aluminium-Nitridschicht. Die auf die keramische Lage folgende und von ihr verdeckte Lage besteht insbesondere aus einer metallischen Schicht, insbesondere aus einer nicht auf Titan basierenden Metall- oder Metalllegierungsschicht. Besonders bevorzugte Ausführungen der metallischen Schicht sind zum Beispiel eine Chrom- oder Nickel- oder Alummiumschicht, oder Legierungen derselben.

Diese beiden Lagen bilden in ihrer gemeinsamen Kombination die einfachste Ausfuhrung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im Folgenden „Basisverbund" genannt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst das Schichtsystem eine Folge von mindestens zwei Basisverbünden. Ein wesentlicher Vorteil eines derartigen Aufbaus besteht in der Bereitstellung einer erhöhten Abtragsmasse, woraus eine erhöhte Sicherheit gegen Durchbrennen oder Durchschlagen des Schichtsystems resultiert.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist zusätzlich eine Haftvermittlungsschicht zwischen dem schützenden Schichtsystem und dem Grundmaterial vorhanden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann anstelle eines abrupten Übergangs zwischen einigen oder allen Lagen des Schichtsystems ein gradierter Übergang vorgesehen sein, beispielsweise in der Form CrAl - (CrAl)N_1-x - CrAlN.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bzw. sind insbesondere die keramische(n) Lage(n) so bemessen, dass sie das An- und Aufschmelzen der darunter liegenden Titanlegierung des Grundmaterials für die Dauer mindestens eines Titanfeuers behindern.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Schichtdicken der Lagen so bemessen, dass die Gesamtdicke des Schichtsystems einige, insbesondere drei, Millimeter nicht überschreitet, und in einer besonders bevorzugten Ausführungsform kleiner als ein Millimeter ist, besonders bevorzugt kleiner als 3/10 Millimeter ist, besonders bevorzugt kleiner als 2/10 Millimeter ist, besonders bevorzugt kleiner als 1/10 Millimeter ist. Alle Ausführungen des Schichtsystems können entweder ein Bauteil in seiner Gesamtheit oder lediglich Teile eines Bauteils bedecken. Kombinationen unterschiedlicher Ausführungen, zum Beispiel solche aus einem Basisverbund mit solchen aus mehreren Basisverbünden, mit oder ohne Haftvermittlungsschicht, sind ebenfalls möglich. Befindet sich eine ganze Baugruppe in einem Bereich, der den Schutz vor Titanfeuer und/oder FODs benötigt, so können alle Teile der Baugruppe, einige Teile, nur ein Teil, oder nur Areale eines Teiles mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschützt werden. Auch beliebige Kombinationen geschützter Teile bzw. Teileareale sind möglich. Ist die Baugruppe beispielsweise ein Verdichter, so können wahlweise die Leitschaufeln, die einzelnen Leitschaufelstufen, die Laufschaufeln, oder die einzelnen Laufschaufelstufen und/oder Areale derselben durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geschützt werden.

Allen beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die Aerodynamik und die Schwingfestigkeit der mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschützten Bauteile nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bietet diese die Möglichkeit, im Reparaturfall erneuert werden zu können.

Ferner wird erfindungsgemäß ein entsprechendes Verfahren zum Aufbringen eines erfindungsgemäßen Schichtsystems auf die zu schützenden Oberflächen vorgeschlagen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Schichtsystem mittels thermischen Spritzens und / oder mittels Flammspritzens und / oder mittels Vakuum-Plasmaspritzens und / oder mittels EB-PVD (Electron Beam Physical Vapour Deposition; elektronenstralil-induzierte Abscheidung aus der Dampfphase), und / oder mittels eines elektrochemischen Verfahrens und / oder mittels Sputterns und / oder mittels Aufdampfens (PVD) und / oder mittels PVD (Physical Vapour Deposition) und / oder mittels Bogenversdampfens (CARC) aufgebracht wird.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen: Figur 1 einen Aufbau eines Schichtsystems 1, welches sich aus einer keramischen Außenlage Ia und einer darunter liegenden metallischen Verbindungslage Ib zusammensetzt („Basisverbund"), welcher sich auf einem Grundmaterial 2 befindet;

Figur 2 einen Aufbau eines Schichtsystems 1 nach Fig. 1, welches zusätzlich eine

Haftvermittlungsschicht 3 umfasst, die sich zwischen der inneren Lage des Schichtsystems aus Fig. 1 und dem Grundmaterial 2 befindet;

Figur 3 einen Aufbau eines Schichtsystems 1 nach Fig. 1, welches sich aus mehreren, einander abwechselnden keramischen Lagen Ia und metallischen Lagen Ib zusammensetzt (zwei Basisverbünde); und

Figur 4 ein Schichtsystem nach Fig. 3, welches durch das Auftreffen von Fremdobjekten oder durch Kontakt mit flüssigem Titan an den äußeren Schichten beschädigt worden ist und Risse 4 und 5 aufweist, wobei die innerste Schicht jedoch unbeschädigt und das Grundmaterial somit geschützt ist.

Figur 1 zeigt den Querschnitt durch ein Schichtsystem 1, welches sich aus einer außenliegenden keramischen Schicht Ia und einer darunter liegenden metallischen Schicht Ib zusammensetzt. Dieser Verbund, der im folgenden „Basisverbund" genannt wird, ist seinerseits auf einem Grundmaterial 2, von welchem nur der oberflächennahe Teil dargestellt ist, aufgebracht und mit diesem fest verbunden. Der Basisverbund hat die Aufgabe, das Grundmaterial 2 vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor zu hohen Temperaturen und FODs zu schützen, sowie einer Gefahr von Titanfeuer vorzubeugen bzw. dieses zu ver- oder zumindest zu behindern, wenn Titan bzw. einer Titanlegierung als Grundmaterial 2 benutzt wird.

Dies wird dadurch erreicht, dass die außenliegende keramische Schicht Ia eine schlechte Wärmeleitung sowie einen extrem hohen Schmelzpunkt besitzt. Sie hält daher die Wärme von der darunter liegenden metallischen Schicht Ib ab und verhindert ein Auf- oder Abschmelzen derselben bzw. des Grundmaterials 2 zumindest für die Dauer eines Titanfeuers. Außerdem bietet sie eine besonders gute Erosionsfestigkeit. Schließlich verhindert sie beim Auftreten von metallischen FODs einen ersten metallischen Kontakt mit dem Grundmaterial 2.

Da die keramische Schicht Ia unter Umständen einen vom Grundmaterial 2 deutlich verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, befindet sie sich nicht direkt auf dem Grundmaterial 2, von wo sie leicht abplatzen könnte, sondern sie wird durch die metallische Schicht Ib, mit welcher sie fest verbunden ist, und welche unter anderem als Temperaturausdeh- nungsausgleichsschicht fungiert, gehalten.

Da beide Schichten Ia und Ib erfindungsgemäß nicht brennbar und hochschmelzend sind, können sie sich weder bei normalen noch bei erhöhten Betriebstemperaturen entzünden und abbrennen und/oder schmelzen.

Die Dicke und Zusammensetzung der Schichten kann erfindungsgemäß so bemessen werden, dass der Schichtverbund einen wirksamen Schutz gegen Titanfeuer und FODs bietet, und gleichzeitig keine negative Beeinflussung der Schwingfestigkeit des geschützten Bauteils mit sich bringt.

Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Schichtsystem 1 nach Fig. 1 bestehend aus einer keramischen Lage Ia und einer metallischen Lage Ib, welches zusätzlich mit eine Haftvermittlungsschicht 3 unterlegt und mit dieser fest verbunden ist. Die Haftvermittlungsschicht 3 hat die Aufgabe, die Haftung zwischen der metallischen Lage Ib und dem Grundmaterial 2 zu verbessern, wenn die metallische Lage Ib ansonsten nicht ausreichend fest auf dem Grundmaterial 2 anhaftet.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Schichtsystem 1, welches aus zwei Basisverbünden aus Fig. 1 aufgebaut ist. Es besteht demnach aus einer äußeren keramischen Lage Ia, gefolgt von einer metallischen Lage Ib, einer weiteren keramischen Lage Ia, und schließlich einer letzten metallischen Lage Ib. Alle Schichten sind erfindungsgemäß fest miteinander und mit dem Grundmaterial 2 verbunden. Ein derartiger Mehrschichtaufbau steigert die Schutzwirkung dadurch, dass ein entsprechend höheres Volumen bereitgestellt wird, welches bei Schäden oder Titanfeuer abgetragen werden kann. Figur 4 zeigt ein Schichtsystem entsprechend der Fig. 3 und offenbart eine weitere Aufgabe der metallischen Schichten Ib. Dieser kommt zusätzlich zu den oben genannten Funktionen die Aufgabe zu, eine Ausbreitung von Rissen 4 und 5, wie sie beispielsweise durch die ther- moschockähnliche Beanspruchung beim Auftreten von Titanfeuer während des Kontaktes mit flüssiger Titanschmelze auftreten, zu verhindern. Weitere Ursachen für derartige Risse können beispielsweise die Schwingbelastung der Bauteile, oder das Auftreten von FODs auf die Bauteile sein.

Selbst im Falle eines vollständigen, in Fig. 4 nicht dargestellten, lokalen Abreibens des Schichtsystems 1, ver- oder behindern die noch intakten Areale des Schichtsystems 1 die Ausbreitung eines Titanfeuers.

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und/oder Beschädigung durch Fremdobjekte, insbesondere zum Schutz von Schaufeln einer Turbomaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Schutz der Bauteile ein mindestens zwei Lagen aufweisendes Schichtsystem aufweist und die äußere Schicht des Schichtsystems aus einer keramischen Lage und die darunter liegende Schicht aus einer metallischen Lage besteht.

2. Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und/oder Beschädigung durch Fremdobjekte, insbesondere zum Schutz von Schaufeln einer Turbomaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Schutz der Bauteile Schichtsystem mit wenigstens einer Schicht aufweist, wobei die Schicht dieses Schichtsystems bzw. die äußere Schicht dieses Schichtsystems Keramik und Metall aufweist und als gradierte Schicht ausgebildet ist, und zwar derart, dass in dieser (äußeren) Schicht der Anteil an Keramik von innen nach außen zunimmt und der Anteil an Metall von innen nach außen abnimmt.

3. Vorrichtung zum Schutz von Bauteilen mit brennbarer Titanlegierung vor Titanfeuer und/oder Beschädigung durch Fremdobjekte, insbesondere zum Schutz von Schaufeln einer Turbomaschine, insbesondere gemäß einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile mit einem mindestens zwei Lagen aufweisenden Schichtsystem geschützt sind, wobei das Schichtsystem hochschmelzend, nicht brennbar und erosionshemmend ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einem mehr als zwei Lagen umfassenden Schichtsystem jeweils eine keramische mit jeweils einer metallischen Lage abwechselt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zusätzlich eine Haftvermittlungsschicht zwischen der innersten Lage des Schichtsystems und dem Grundmaterial befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen einigen oder allen Lagen gradiert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Lage bzw. die keramischen Lagen das An- und Aufschmelzen der darunter liegenden Titanlegierungen für die Dauer zumindest eines Titanfeuers behindert bzw. behindern.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das

Schichtsystem eine maximale Dicke aufweist, die kleiner als 0,1 mm ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Schichtsystem auf einigen oder allen Bauteilen oder Arealen derselben befindet, die die Gruppe der Leitschaufeln, der einzelnen Leitschaufelstufen, der Laufschaufeln, oder der einzelnen Laufschaufelstufen eines Verdichters umfasst.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das

Schichtsystem die Schwingfestigkeit des Grundelements nicht beeinflusst, und dass das Schichtsystem im Reparaturfall erneuerbar ist.

11. System mit wenigstens einem aus Titan oder aus einer Titanlegierung bestehenden oder Titan aufweisenden Bauteil, insbesondere Verdichter- Laufschaufel oder -Leitschaufel einer Gasturbine, und einer Vorrichtung zum Schutz dieses wenigstens einen Bauteils vor Titanfeuer und/oder Beschädigung durch Fremdobjekte dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist, und das Schichtsystem, welches von dieser Vorrichtung umfasst ist bzw. gebildet wird, auf dieses Bauteil aufgebracht ist, wobei die äußere Schicht des Schichtsystems aus einer keramischen Lage besteht.

12. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 0 bis 10 oder des

Systems gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Schichtsystems mittels eines Beschichtungsverfahren, insbesondere mittels Aufdampfen und/oder Sput- tern, erfolgt.