DE68911363T2

DE68911363T2 - Mit Keramik beschichteter hitzebeständiger Legierungsbestandteil.

Info

Publication number: DE68911363T2
Application number: DE68911363T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Chiba; Yukiyoshi Hara; Yoshitaka Kojima; Akira Mebata; Ryoichiro Ohoshima; Norio Watanabe
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 1988-05-06
Filing date: 1989-05-05
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2009-05-06
Also published as: JP2695835B2; EP0340791A3; JPH01279781A; US4966820A; EP0340791B1; EP0340791A2; DE68911363D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hitzebeständiges Legierungsbauteil, das bei hohen Temperaturen oder in korrosiven Umgebungen bei hohen Temperaturen verwendet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Techniken zur Verbesserung (der Eigenschaft) einer Hitzebeständigkeit von Konstruktionsteilen von mithilfe eines eine hohe Temperatur aufweisenden Gases betriebenen Gasturbinen wurden im Hinblick auf eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads von Gasturbinenkraftwerken untersucht. Die Schaffung der oben erwähnten Techniken ist für Kohlevergasungskraftwerke mit höheren Treibstoffkosten zur Verbesserung ihrer ökonomischen Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu anderen Arten von Kraftwerken notwendig. Es gibt folglich einen Bedarf für eine verbesserte Hitzebeständigkeit aufweisende Legierungsbauteile, um die Bestrebung einer Erhöhung der Gastemperaturen für Gasturbinenkraftwerke zu meistern. Ein prinzipielles Verfahren zur Bereitstellung von Bauteilen mit Hitzebeständigkeit bei höheren Temperaturen besteht darin, neue Materialien zur Ausbildung derartiger Bauteile zu entwickeln. Unter den verschiedensten Arten von Metallmaterialien weisen Legierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis Hitzebeständigkeitstemperaturen von etwa 850ºC auf. Andererseits weisen Keramiken eine ausreichende Hitzebeständigkeit für hohe Temperaturen auf, sie sind jedoch bezüglich ihrer Zähigkeit usw., insbesondere, wenn sie in sich bewegenden Flügeln, die als Hochgeschwindigkeitsrotoren dienen, verwendet werden, mit bestimmten Problemen behaftet. Somit besteht ein weiteres Verfahren zur Gewinnung einer Technik zur Verbesserung der Hitzebeständigkeit darin, jegliche bei den relevanten Bauteilen auftretenden Temperaturerhöhung zu verhindern. Ein Beispiel für dieses Verfahren ist die Kombination von kühlenden Bauteilen und Keramikbeschichtungsbauteilen eines niedrigen Grades an Wärmeleitfähigkeit. Eine derartige Beschichtung wird als Wärmesperrbeschichtung (im folgenden als "TBC" abgekürzt) bezeichnet. TBC umfaßt ein Basismetall aus einer hitzebeständigen Legierung und einen Überzug aus einer Keramik mit physikalischen Eigenschaften, die sich im Zahlenwert von denjenigen des Basismaterials unterscheiden. Ein wichtiges technisches Problem der TBC besteht somit darin, die infolge des Unterschiedes der Zahlen- Werte der physikalischen Eigenschaften zwischen dem Basismetall und dem Keramiküberzug gebildete thermische Spannung und thermische Belastung zu verringern. Insbesondere kann in der keramischen Überzugsschicht infolge der thermischen Belastung auf der Basis eines cyclischen Erwärmens vom Starten bis zum Stoppen einer Gasturbine ein Schaden, beispielsweise eine Trennung o.dgl., auftreten. Bei einem bekannten Verfahren zur Verringerung der thermischen Belastung handelt es sich um das Verfahren, bei dem eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die dazu dient, die Differenz in dem thermischen Expansionskoeffizienten zwischen der keramischen Überzugsschicht und dem aus einer hitzebeständigen Legierung bestehenden Basismetall zu verringern. Eine derartige Zwischenschicht ist beispielsweise in dem offengelegten Japanischen Patent Nr. 211362/1987 offenbart. Die Zwischenschicht besteht im allgemeinen aus einer Mischschicht, die eine Keramik und ein Metall umfaßt. Obwohl der thermische Expansionskoeffizient einer derartigen Mischschicht von dem verwendeten Mischungsverhältnis abhängt, wird im allgemeinen darauf geachtet, daß die Mischschicht einen thermischen Expansionskoeffizienten eines mittleren Werts zwischen denjenigen der Keramik und des Metalls aufweisen sollte. Wenn diese Art von Mischschicht zwischen einer Keramikschicht und einem Basismetall angeordnet wird, läßt sich selbstverständlich eine Funktion in Form einer Verringerung einer thermischen Belastung erwarten.
Da andererseits die in der TBC verwendete keramische Überzugsschicht hauptsächlich durch Sprühbeschichten ausgebildet wird, ist sie eine poröse Substanz. Diese poröse keramische Überzugsschicht vermag von selbst durch ihre poröse Struktur thermische Belastung zu verringern. Da jedoch die keramische Überzugsschicht in korrosiven Umgebungen bei hohen Temperaturen verwendet werden kann, findet in der unter der keramischen Überzugsschicht vorgesehenen Mischschicht durch die keramische Überzugsschicht, die aus einer porösen Substanz besteht, eine Hochtemperaturoxidation oder Hochtemperaturkorrosion statt. Die Erfinder haben somit Oxidationsuntersuchungen mit Keramiken und Metallen umfassenden Mischüberzugsschichten durchgeführt. Jedes der verwendeten Teststücke wurde durch Ausbilden einer Mischüberzugsschicht auf einer Oberfläche eines Basismetalls und anschließendes Entfernen des Basismetalls zur Ausbildung eines ein Gemisch umfassenden Prüflings hergestellt. Jedes der so ausgebildeten Teststücke wurde anschließend einer Oxidationsuntersuchung unter 1000-stündigem Erwärmen auf 1000ºC in der Atmosphäre unterworfen. Als Ergebnis schritt in jedem der Gemische umfassenden Teststücke in den Oxidationsuntersuchungen eine interne Oxidation auf ein signifikantes Ausmaß fort. Es wird angenommen, daß eine derartige interne Oxidation durch an den Korngrenzen in der Überzugsschicht, die das Gemisch eines keramischen Pulvers und eines Metallpulvers umf aßt und die einfach durch Laminieren der beiden Pulvertypen durch Sprühbeschichten ausgebildet wird, vorhandenen Hohlräumen fortschreitet. Eine derartige interne Oxidation in einer Mischschicht schritt in einem mit einer Keramik beschichteten Teststück mit einer keramischen Überzugsschicht, einer Mischschicht und einem Basismetall auf ein signifikantes Ausmaß fort. Die keramische Schicht in diesem mit einer Keramik beschichteten Teststück unterlag nach einer 1000-stündigen Hochtemperaturoxidationsuntersuchung bei 1000ºC einer Abtrennung. Somit vermag die zum Zweck einer Verringerung einer thermischen Belastung vorgesehene Mischschicht den angestrebten Zweck nicht zu erreichen. Es wird angenommen, daß die Abtrennung der keramischen Schicht durch die neu in der Mischschicht gebildete thermische Belastung infolge der internen Oxidation in der Mischschicht selbst und durch eine Verringerung der Haftung zwischen der keramischen Überzugsschicht und der Mischschicht infolge der Oxidation an der Grenze zwischen den beiden verursacht wird. Ein derartiges Problem bedingt eine Verringerung in der Zuverlässigkeit der TBC. Andererseits wird eine für die TBC geforderte thermische Sperrwirkung mit Erhöhung der Arbeitstemperatur einer Gasturbine zunehmend verbessert. Mit anderen Worten ist es nötig, die Dicke der keramischen Überzugsschicht zur Verbesserung der thermischen Sperrwirkung zu erhöhen. In diesem Fall wird selbstverständlich die durch ein wiederholtes Aufheizen o.dgl. erzeugte thermische Belastung erhöht. Es ist folglich nötig, die Haltbarkeit der keramischen Beschichtung durch Verringerung der in der keramischen Überzugsschicht infolge eines wiederholten Aufheizens o.dgl. erzeugten thermischen Belastung zu verbessern.
Obwohl wie oben beschrieben eine mit einer Mischschicht versehene TBC zum Zwecke einer Verringerung der zwischen einer keramischen Überzugsschicht und einem Basismetall erzeugten thermischen Belastung vorgesehen ist, besitzt die Mischschicht nicht immer eine ausreichende Funktion in Form einer Verringerung der thermischen Belastung unter Bedingungen hoher Temperatur, da die Oxidationsbeständigkeit der Mischschicht bei hohen Temperaturen nicht adäquat ist. Darüber hinaus besitzt die Mischschicht nicht immer ausreichende Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen.
Die EP-A-0 075 844 offenbart einen Basismetallkörper aus einer Leichtlegierung, beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, einer Verbundfaser/Leichtlegierung- Schicht auf der Oberfläche der Leichtlegierung, einer auf die Verbundschicht aufgesprühten hitzebeständigen Legierungsschicht und einer auf die hitzebeständige Legierungsschicht aufgesprühten keramischen Basismaterialschicht, beispielsweise einer ZrO&sub2;-Schicht.
Patent abstracts of Japan, Band 5, Nr. 12 (C-40) (684) und JP-A-55 141 566 offenbaren ein Basisbauteil aus einer Kupferlegierung, einer Ni-, NiCr- oder Co-Basislegierungsschicht auf dem Bauteil, einer Cermetschicht auf der Legierungsschicht, einer unteren Oberschicht aus Al&sub2;O&sub3; und einer weiteren Keramik auf der Cermetschicht und einer oberen Oberschicht aus ZrO&sub2; und einer weiteren Keramik auf der unteren Oberschicht.
Die US-A-4 485 151 offenbart ein Substrat aus einer Ni-, Co- oder Fe-Basislegierung, einem Bindungsüberzug aus beispielsweise NiCrAlY auf dem Substrat und einer äußeren Wärmesperrschicht aus teilweise mit Y&sub2;O&sub3; stabilisiertem ZrO&sub2; auf dem Bindungsüberzug.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein mit einer Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsbauteil bereitzustellen, das es ermöglicht, daß eine eine Keramik und ein Metall umfassende Mischschicht ihre Funktion in Form einer Verringerung der thermischen Belastung auf ein adäquates Ausmaß selbst unter korrosiven Bedingungen bei hohen Temperaturen zeigt, wobei diese Funktion der Mischschicht der primäre Zweck ihrer Vorsehung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß von einem mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteil gelöst, das ein hitzebeständiges Legierungsbasismetall, bestehend aus einer Ni- oder Co-Basislegierung, eine Mischschicht, die aus einem keramischen Material und einem Metall besteht und auf der äußeren Oberfläche des Basismetalls abgeschieden ist, eine Legierungsschicht, die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion überlegen ist, besteht und die auf einer Oberfläche der Mischschicht abgeschieden ist, und eine Keramiküberzugsschicht umfaßt, die auf einer Oberfläche der Legierungsschicht abgeschieden ist, wobei die Keramiküberzugsschicht aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht und das keramische Material der Mischschicht aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß von einem mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteil gelöst, das ein hitzebeständiges Legierungsbasismetall, hauptsächlich bestehend aus einer Ni- oder Co-Basislegierung, eine zweite Legierungsschicht, die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion überlegen ist, besteht und auf einer äußeren Oberfläche des Basismetalls abgeschieden ist, eine Mischschicht, die aus einem keramischen Material und einem Metall besteht und auf einer Oberfläche der zweiten Legierungsschicht abgeschieden ist, eine erste Legierungsschicht, die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion überlegen ist, besteht und auf einer Oberfläche der Mischschicht abgeschieden ist, und eine Keramiküberzugsschicht umfaßt, die auf einer Oberfläche der ersten Legierungsschicht abgeschieden ist, wobei die Keramiküberzugsschicht aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht und das keramische Material der Mischschicht aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht.
Die Legierungsschicht weist die Funktion eines Schutzes der Mischschicht gegen eine Oxidation und Korrosion, die bei hohen Temperaturen durch die poröse keramische Überzugsschicht fortschreitet, auf. Das heißt, da die Mischschicht ein Gemisch von keramischen Körnchen und Metallkörnchen umfaßt und einen thermischen Expansionskoeffizienten eines mittleren Wertes zwischen denjenigen der Keramik und des Metalls aufweist, besitzt sie die Funktion einer Verringerung der zwischen der keramischen Überzugsschicht und dem hitzebeständigen Legierungsbasismetall gebildeten thermischen Spannung und der infolge dieser Spannung gebildeten thermischen Belastung. Da die Mischschicht keinen ausreichenden Grad an Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation oder Hochtemperaturkorrosion aufweist, da Hohlräume an den Korngrenzen vorhanden sind, wird jedoch der äußere Teil der Mischschicht durch die zwischen der Mischschicht und der keramischen Überzugsschicht vorgesehene Legierungsschicht geschützt, so daß eine Hochtemperaturoxidation und Hochtemperaturkorrosion verhindert werden. Die Mischschicht bleibt folglich selbst unter Bedingungen einer Hochtemperaturoxidation und Hochtemperaturkorrosion stabil und vermag somit ihre Hauptfunktion einer Verringerung der thermischen Belastung zwischen der keramischen Überzugsschicht und dem hitzebeständigen Legierungsbasismetall ausreichend zu zeigen.
Die Zusammensetzung der Keramik besteht aus mindestens einem von ZrO&sub2; und 4 bis 20 Gew.-% Y203, ZrO&sub2; und 4 bis 8 Gew.-% CaO und ZrO&sub2; und 4 bis 24 Gew.-% MgO. Sprühbeschichtungspulver einer Keramik auf ZrO&sub2;-Basis mit einer derartigen Zusammensetzung werden durch Vermahlen und Klassieren einer Keramik auf ZrO&sub2;-Basis mit Y&sub2;O&sub3;, CaO oder MgO, die durch ein elektrisches Schmelzverfahren oder ein Calzinierverfahren ausgebildet worden ist, wobei jedes Pulver den oben beschriebenen Zusatzstoff enthält, gebildet.
Jedes der zur Ausbildung von Legierungsschichten verwendeten Materialien kann mindestens einen von Ni und Co als einen Hauptbestandteil, 13 bis 40 Gew.-% Cr, 5 bis 20 Gew.-% Al und einen Gesamtgehalt von 0,1 bis 3 Gew.-% von wenigstens einem von Hf, Ta, Y, Si und Zr enthalten. Legierungen mit einer derartigen Zusammensetzung weisen ausgezeichnete Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit auf.
Darüber hinaus handelt es sich bei den hitzebeständigen Legierungsbasismetallen um Superlegierungen mit einer Zusammensetzung mit Ni als Hauptbestandteil, 7 bis 20 Gew.-% Cr, 1 bis 8 Gew.-% von wenigstens einem von Ti und Al und Ta, Nb, W, Mo oder Co, beispielsweise IN-738 (hergestellt von Inconel Corp.) mit Ni, 16% Cr, 8,5% Co, 3,4% Al, 3,4% Ti, 2,6% W, 1,7% Mo, 1,7% Ta, 0,9% Nb und 0,1% Zr, oder einer Zusammensetzung mit Co als Hauptbestandteil, 25 bis 35 Gew.- % Cr und Ni und W, beispielsweise FSX-414 (hergestellt von GE Corp.) mit Co, 30% Cr, 10% Ni, 2,0% Fe und 7,0% W.
Das erfindungsgemäße mit einer Keramik beschichtete hitzebeständige Legierungsbauteil weist, verglichen mit herkömmlichen Legierungsbauteilen, eine verbesserten Haltbarkeitsgrad auf, wobei die Haltbarkeit selbst bei Erhöhung der Dicke der keramischen Überzugsschicht nicht beeinträchtigt wird. Das hitzebeständige Legierungsbauteil liefert folgliche einen signifikanten Beitrag zur Hemmung einer jeglichen Erhöhung der Temperatur des hitzebeständigen Legierungsbasismetalls.
Wenn die Legierungsschicht zwischen der keramischen Überzugsschicht und der Mischschicht angeordnet wird, sowie eine hauptsächlich aus Al bestehende Oxidschicht an der Grenze zwischen der Legierungsschicht und der keramischen Überzugsschicht ausgebildet wird, kann dieselbe Wirkung, wie sie oben beschrieben wurde, erhalten werden, wobei die Haftung zwischen der keramischen Überzugsschicht und der Legierungsschicht verbessert wird. Somit kann der Haltbarkeitsgrad selbst bei Erhöhung der Dicke der keramischen Überzugsschicht zur Verbesserung der Wärmesperrwirkung beibehalten werden.
Die Aufgabe, die Vorteile und die neuen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen mit einer Keramik überzogenen hitzebeständigen Legierungsbauteils;
Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteils; und die
Fig. 3 und 4 sind jeweils schematische Querschnitte herkömmlicher mit einer Keramik beschichteter hitzebeständiger Legierungsbauteile.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Ausführungsformen detailliert beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteils in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 3 und 4 sind jeweils schematische Querschnitte herkömmlicher mit einer Keramik beschichteter hitzebeständiger Legierungsbauteile. In jeder der Fig. 1, 3 und 4 bezeichnet die Bezugszahl 1 eine keramische Überzugsschicht, die Bezugszahl 2 ein hitzebeständiges Legierungsbasismetall, die Bezugszahl 3 eine Legierungsschicht mit einer Legierung mit Hochtemperaturoxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit, welche der Beständigkeit des Basismetalls überlegen sind, und die Bezugszahl 4 eine Mischschicht mit der oben beschriebenen Legierung und Keramik.
Das die keramische Überzugsschicht 1 umfassende Material besteht aus einer Keramik vom ZrO&sub2;-Typ, die aus ZrO&sub2; als Hauptbestandteil und Y&sub2;O&sub3;, MgO, CaO usw. als zusätzlichen Bestandteilen besteht. Das die Legierungsschicht 3 umfassende Material besteht aus wenigstens einem von Co und Ni, Cr und Al und mindestens einem von Hf, Ta, Y Si und Cr. Die Mischschicht 4 umfaßt ein Gemisch mit einer Keramik vom ZrO&sub2;-Typ und dem Legierungsmaterial. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die beiden Legierungsschichten 3 dieselbe Legierung oder Legierungen aus unterschiedlichen Bestandteilen umfassen. Das Verfahren zur Ausbildung jeder der Schichten unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, unter dem Gesichtspunkt hoher Materialabscheidungsgeschwindigkeiten und guter Bearbeitbarkeit wird jedoch ein Plasmasprühbeschichtungsverfahren bevorzugt. Als Verfahren zur Ausbildung einer Überzugsschicht, beispielsweise einer Legierungsschicht o.dgl., mit einer relativ geringen Dicke, kann man sich eines Elektronenstrahlvakuumverdampfungsverfahrens oder eines Zerstäubungsverfahrens bedienen.

Beispiel 1

Als Basismetall wurde eine Legierung IN-738 auf Nickelbasis verwendet. Ihre Oberfläche wurde anschließend entf ettet und unter Verwendung eines Aluminiumoxidgitters einem Zersprengen unterworfen . Auf dem Basismetall wurde anschließend durch Plasmasprühbeschichten unter Verwendung eines Legierungsmaterials mit 32 Gew.-% Ni, 21 Gew.-% Cr, 8 Gew.-% Al, 0,5 Gew.-% Y und zum Rest Co eine Legierungsschicht ausgebildet. Das Plasmasprühbeschichten erfolgte in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 267 hPa (200 Torr). Die Plasmaleistung betrug 40 kW. Die unter diesen Bedingungen ausgebildete Legierungsschicht wies eine Dicke von 0,1 mm auf. Ein ein keramisches Pulver mit ZrO&sub2; und 8 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; und ein Legierungspulver mit der oben beschriebenen Zus ammensetzung umfassendes Gemisch wurde anschließend auf der ausgebildeten Legierungsschicht sprühaufgetragen. Das Mischungsverhältnis Metall-/Keramikpulver betrug 2/1. Die Bedingungen eines Sprühbeschichtens entsprachen denjenigen bei der Bildung der Legierungsschicht. In dieser Weise wurde auf der Legierungsschicht eine das Gemisch einer Keramik und eines Metalls umfassenden Mischschicht ausgebildet. Die Dicke der Mischschicht betrug 0,02 bis 0,6 mm. Ein Legierungspulver mit der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde anschließend unter den bei einer Bildung der Legierungsschicht verwendeten Bedingungen auf die Mischschicht sprühaufgetragen, um eine Legierungsschicht einer Dicke von 0,02 bis 0,6 mm auszubilden. Ein ZrO&sub2; und 8 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; umfassendes Pulver wurde des weiteren auf die ausgebildete Legierungsschicht sprühaufgetragen. Die Sprühbeschichtung erfolgte mit einer Plasmaleistung von 50 kW in der Atmosphäre.
Die Dicke der ZrO&sub2; und 8 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; umfassenden Überzugsschicht betrug 0,3 bis 1,2 mm. Eine Wärmebehandlung erfolgte anschließend 2 h lang bei 1120º unter Vakuum, so daß das Basismetall und die Legierungsschicht in Berührung mit dem Basismetall einer Diffusionsbehandlung unterworfen wurden.
Ferner wurden zum Vergleich herkömmliche TBC-Teststücke mit einem Basismetall, einer Legierungsschicht und einer keramischen Überzugsschicht und mit einem Basismetall, einer Legierungsschicht, einer Mischschicht und einer keramischen Überzugsschicht hergestellt. Die Herstellungsbedingungen und das verwendete Beschichtungsmaterial entsprachen den (dem) der TBC-Teststücke der vorliegenden Erfindung. Jedes der Teststücke wies eine Größe von 20 mm x 70 min x 3 mm auf.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse wiederholter Belastungstests, die mit den erfindungsgemäßen mit einer Keramik beschichteten Teststücken und den zum Vergleich hergestellten herkömmlichen mit einer Keramik beschichteten Teststücken durchgeführt wurden. In Tabelle 1 betreffen die Prüflinge Nr. 1 bis 8 die herkömmlichen mit einer Keramik beschichteten Teststücke und die Prüflinge Nr. 9 bis 23 die erfindungsgemäßen mit einer Keramik beschichteten Teststücke. Jeder der wiederholten Aufheiztests erfolgte unter wiederholtem Erwärmen und Abkühlen zwischen 170ºC und 1000ºC, worauf eine Bewertung durch Prüfen der Anwesenheit eines Schadens in jedem der mit einer Keramik beschichteten Teststücke durchgeführt wurde. Die Dicke der keramischen Überzugsschichten in jedem der mit einer Keramik beschichteten Teststücke der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 1,0 mm oder weniger. Tabelle 1: Ergebnisse wiederholter Aufheiztests Prüfling Nr. Dicke (mm) keramisch Schicht Legierungsschicht Mischschicht N* N*: Anzahl der Wiederholungen eines Aufheizens bis zum Auftreten von Schaden in dem keramischen Überzug
Es gibt eine Tendenz, daß die Haltbarkeit eines Teststücks bei einem Test eines wiederholten Aufheizens beeinträchtigt wird, wenn die Dicke der keramischen Überzugsschicht mehr als 1 mm beträgt (vgl. der in Tabelle 1 dargestellte Prüfling Nr. 13). Die Dicke der Legierungsschicht (die in Tabelle 1 dargestellte Legierungsschicht I) zwischen der keramischen Überzugsschicht 1 und der Mischschicht 4 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,03 bis 0,5 mm. Es gibt auch eine Tendenz, daß die Haltbarkeit bei einem Test eines wiederholten Aufheizens beeinträchtigt wird, wenn die Dicke der Legierungsschicht I außerhalb des oben beschriebenen Bereichs liegt (vgl. die in Tabelle 1 dargestellten Prüflinge Nr. 14 und 18). Wenn die Dicke der Legierungsschicht I gering ist, reicht die Legierungsschicht als Schicht zur Verhinderung jeglicher Oxidation oder Korrosion durch die keramische Überzugsschicht nicht aus. Wenn andererseits die Dicke der Legierungsschicht I groß ist, wirkt die Legierungsschicht selbst als Schicht, die neu eine thermische Belastung liefert und somit die Funktion der Mischschicht 4 in Form einer Verringerung der thermischen Belastung zerstört. Die Dicke der Mischschicht 4 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,03 bis 0,5 mm. Liegt die Dicke der Mischschicht außerhalb des oben beschriebenen Bereichs (vgl. die in Tabelle 1 dargestellten Beispiele Nr. 19 und 23), wird die Haltbarkeit bei einem Test eines wiederholten Aufheizens beeinträchtigt. Wenn die Dicke der Mischschicht gering ist, weist die Mischschicht eine unzureichende Wirkung in Form einer Verringerung einer thermischen Belastung auf. Wenn dagegen die Dicke der Mischschicht groß ist, weist die Mischschicht selbst einen relativ niedrigen Grad an Festigkeit, verglichen mit der Legierungsschicht usw., auf und zerbricht somit infolge der durch die Erhöhung der Dicke der Mischschicht gebildeten thermischen Belastung. Die Dicke der in Tabelle 1 dargestellten Legierungsschicht 11 unterliegt keinen besonderen Begrenzungen, vorzugsweise liegt sie jedoch im Bereich von 0,03 bis 0,5 mm. Der Grund dafür ist derselbe wie bei der in Tabelle 1 dargestellten Legierungsschicht I.
Das Mischungsverhältnis Keramik/Metall in der Mischschicht unterliegt keinen besonderen Beschränkungen. Das Mischungsverhältnis Metall/Keramik in jeder der in Tabelle 1 dargestellten Mischschichten beträgt 2/1. Bei Untersuchungen von Mischschichten mit anderen Mischungsverhältnissen durch die Erfinder entsprachen die mit den anderen Mischungsverhältnissen erhaltenen Ergebnisse im wesentlichen den in Tabelle 1 dargestellten. Ferner wurden Untersuchungen an Mischschichten durchgeführt, in denen das Mischungsverhältnis stufenweise von einem hohen Anteil Metall zu einem hohen Anteil Keramik verändert wurde. Die Wirkung war nicht so klar und entsprach im wesentlichen derjenigen, die durch die Vorsehung einer Mischschicht mit einem gleichmäßigen Mischungsverhältnis erhalten wurde.
Nachdem jedes der Teststücke der Hochtemperaturoxidationsuntersuchung unterworfen worden war, wurde es einem Test eines wiederholten Aufheizens unterworfen, der dem oben beschriebenen entsprach. Die Temperatur der Hochtemperaturoxidationsuntersuchung betrug 1000ºC, wobei die Oxidationszeit 500 h betrug. Als Ergebnis wurde die keramische Überzugsschicht eines jeden der mit einer Keramik beschichteten Teststücke der in Tabelle 1 dargestellten Prüflinge Nr. 5 bis 8 beschädigt und abgetrennt. Andererseits zeigte als Ergebnis von Tests eines wiederholten Aufheizens der anderen Teststücke jedes der Teststücke der Prüflinge Nr. 1 bis 4 eine Anzahl von Wiederholungen eines Aufheizens bis zum Auftreten von Beschädigung, die um 20 bis 40% verringert war und somit eine beeinträchtigte Haltbarkeit zeigte. Dagegen zeigten die in Tabelle 1 dargestellten mit einer Keramik beschichteten Teststücke im Rahmen der vorliegenden Erfindung im wesentlichen dieselben Ergebnisse wie die in Tabelle 1 dargestellten. Es wurde ferner beobachtet, daß einige der Teststücke innerhalb der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Zahl von Testwiederholungen bis zum Auftreten von Beschädigung zeigten.
Jedes der Teststücke wurde anschließend einer Hochtemperaturkorrosionsuntersuchung unter Verwendung eines Verfahrens einer Auftragung von aufgeschmolzenem Salz unterworfen. Der Test wurde nach einem Verfahren durchgeführt, bei dem ein aufgeschmolzenes Salz mit 25% NaCl und 75% Na&sub2;SO&sub4; auf jedes der Teststücke aufgetragen wurde, das anschließend 300 h lang in der Atmosphäre auf 850ºC erwärmt wurde. Jedes der Teststücke wurde anschließend einem Test eines wiederholten Aufheizens entsprechend dem oben beschriebenen unterworfen. Als Ergebnis wurde die keramische Beschichtung eines jeden der Teststücke der in Tabelle 1 dargestellten Prüflinge Nr. 5 bis 8 nach dem Hochtemperaturkorrosionstest beschädigt. Die Ergebnisse der Tests eines wiederholten Aufheizens zeigten, daß jedes der Teststücke der Prüflinge Nr. 5 bis 8 eine Zahl von Testwiderholungen bis zum Auftreten einer Beschädigung im keramischen Überzug zeigte, die um 20 bis 40% verringert war und somit eine etwas beeinträchtigte Haltbarkeit zeigte. Dagegen zeigten die in Tabelle 1 dargestellten Teststücke innerhalb der vorliegenden Erfindung eine Zahl von Testwiderholungen bis zum Auftreten einer Beschädigung der keramischen Überzüge, die im wesentlichen den in Tabelle 1 dargestellten Ergebnissen entsprach und (somit) insbesondere keine Beeinträchtigung in ihrer Haltbarkeit zeigte.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform bezeichnet die Bezugszahl 1 eine keramische Überzugsschicht, die Bezugszahl 2 ein Basismetall, die Bezugszahl 3 eine Legierungsschicht und die Bezugszahl 4 eine Mischschicht.
In Fig. 2 weist die Ausführungsform eine Struktur auf, in der die Mischschicht direkt in Berührung mit dem Basismetall steht. Da in dem keramischen Überzug der vorliegenden Erfindung die Funktion der Mischschicht einer Verringerung der thermischen Belastung unter den Bedingungen einer Hochtemperaturoxidation oder Hochtemperaturkorrosion stabil beibehalten wird, gibt es selbst, wenn keine Legierungsschicht zwischen der Mischschicht und dem Basismetall angeordnet wird, kein besonderes Problem.
Obwohl das Verfahren einer Herstellung der Legierungsschicht in dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteil keinen besonderen Begrenzungen unterliegt, bedient man sich vorzugsweise eines Plasmasprühbeschichtens bei einem Druck, der auf einen Wert unter dem Atmosphärendruck verringert ist, in einer Atmosphäre, die ein Schutzgas oder ein Inertgas umfaßt. Das Verfahren einer Herstellung der Mischschicht aus einer Keramik und einem Metall entspricht dem oben beschriebenen. Im Falle des Ausbildens der Legierungsschicht durch Plasmasprühbeschichten in einer Atmosphäre bei verringertem Druck, wird das verwendete Legierungspulver nicht ohne Schwierigkeiten während eines Sprühbeschichtens oxidiert, so daß die ausgebildete Legierungsschicht aus einer Überzugsschicht mit einer dichten Struktur besteht, in der keine Verunreinigungen, beispielsweise ein Oxidüberzug, eingemischt sind. In der Mischschicht wird das die Mischschicht umfassende Legierungspulver nicht ohne Schwierigkeiten oxidiert, so daß der Metallteil in der Mischschicht aus einer Überzugsschicht ohne Verunreinigungen besteht.
Wenn darüber hinaus jede der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen in Fig. 1 und 2 dargestellten mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteils während einer langen Dauer unter Bedingungen einer Hochtemperaturoxidation verwendet wird, wird eine hauptsächlich aus A1 bestehende Oxidschicht an der Grenze zwischen der Keramiküberzugsschicht und der Legierungsschicht ausgebildet.
Wie oben beschrieben, wird in jedem der üblichen bekannten mit einer Keramik beschichteten Bauteile die ein Gemisch aus einem Metall und einer Keramik umfassende Mischschicht selbst beschädigt und vermag somit ihre primäre Funktion einer Verringerung der zwischen der keramischen Überzugsschicht und dem Basismetall unter den Bedingungen einer Hochtemperaturoxidation oder Hochtemperaturkorrosion gebildeten thermischen Belastung nicht zu zeigen. Die Mischschicht bildet eher eine neue thermische Belastung und zeigt somit eine Haltbarkeit, die der eines mit keiner Mischschicht versehenen keramischen Überzugs, beispielsweise in einem Test eines wiederholten Aufheizens, unterlegen ist. Dagegen zeigt in dem erfindungsgemäßen keramischen Überzug die Mischschicht ihre Funktion einer Verringerung der thermischen Belastung selbst bei hoher Temperatur oder unter Hochtemperaturkorrosionsbedingungen und gewährleistet somit eine Verbesserung der Haltbarkeit des keramischen Überzugs. Wenn darüber hinaus die Dicke der keramischen Überzugsschicht erhöht wird, zeigt das ausgebildete mit einer Keramik beschichtete hitzebeständige Legierungsbauteil keine Beeinträchtigung seiner Haltbarkeit und ferner einen hohen Grad an Wärmesperrwirkung und hohe Leistungsfähigkeit.

Beispiel 2

Eine Vorbehandlung einer als Basismetall verwendeten Legierung IN-738 auf Nickelbasis erfolgte entsprechend dem Verfahren in Beispiel 1, worauf eine Legierungsschicht und eine Mischschicht unter Verwendung der Materialien und des Verfahrens entsprechend Beispiel 1 ausgebildet wurden. Die Dicke der ausgebildeten Legierungsschicht betrug 0,1 mm und die Dicke der Mischschicht 0,2 mm. Die Mischungsverhältnisse zwischen den Keramiken und den Metallen, die in den Mischschichten verwendet wurden, sind in Tabelle 2 dargestellt. Anschließend wurde auf die Mischschicht unter den Bedingungen gemäß Beispiel 1 ein Legierungspulver mit einer Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 durch Sprühen aufgetragen, um eine Legierungsschicht mit einer Dicke von 0,1 mm auszubilden. Anschließend wurde auf der Legierungsschicht unter Verwendung der Materialien und des Verfahrens entsprechend Beispiel 1 eine keramische Schicht ausgebildet. Die Dicke der keramischen Schicht betrug 0,4 mm. Anschließend erfolgte eine zweistündige Wärmebehandlung bei 1120 ºC unter Vakuum, so daß das Basismetall und die in Berührung mit dem Basismetall befindliche Legierungsschicht einer Diffusionsbehandlung unterworfen wurden. Tabelle 2 Zahl von Wiederholungen eines Aufheizens bis zur Beschädigung des keramischen Überzugs ein Schaden auftritt Mischverhältnis 4) (M/C) Testverfahren Wiederholungen des Aufheiztests 1) Wiederholungen des Aufheiztests nach einem Hochtemperaturoxidationstest 2) Wiederholungen des Aufheiztests nach einem Hochtemperaturkorrosionstest 3) 1) Wiederholungen eines Aufheiztests: 1000ºC170ºC 2) Hochtemperaturoxidationstest: 1000ºC, 500 h (Erwärmen in der Atmosphäre) 3) Hochtemperaturkorrosionstest: 850ºC, 300 h (25% NaCl + 75% Na&sub2;SO&sub4;) 4) M/C: Volumenverhältnis Metall/Keramik
Jedes der so ausgebildeten mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsteststücke wurde anschließend der oben beschriebenen Aufheizuntersuchung unterworfen. Tabelle 2 zeigt die Wiederholungszahl von Aufheiztests bis zur Beschädigung des keramischen Überzugs jedes der Teststücke. Bei den 500 h dauernden Hochtemperaturoxidationstests bei 1000ºC wurde keine Beschädigung irgendeines keramischen Überzugs nach den Oxidationstests beobachtet. Bei Durchführen der wiederholten Aufheiztests der Teststücke in der oben beschriebenen Weise sind die erhaltenen Wiederholungszahlen der Tests bis zur Beschädigung der keramischen Überzüge in Tabelle 2 angegeben. Wurde ein aufgeschmolzenes Salz mit 25% NaCl und 75% Na&sub2;SO&sub4; anschließend auf jedes der Teststücke sprühaufgetragen, die anschließend Hochtemperaturkorrosionstests durch 300-stündiges Erwärmen in der Atmosphäre bei 850ºC unterworfen wurden, wurde bei keinem der keramischen Überzüge eine Beschädigung beobachtet. Für die in der oben beschriebenen Weise durchgeführten wiederholten Wärmetests unter Verwendung der Teststücke, die Hochtemperaturkorrosionstests unterworfen worden waren, sind die erhaltenen Wiederholungszahlen der Tests bis zur Beschädigung des keramischen Überzugs in Tabelle 2 angegeben. Andererseits zeigte ein herkömmliches mit einer Keramik beschichtetes Teststück, das zu Vergleichszwecken ausgebildet worden war, im wesentlichen dieselben Ergebnisse, wie sie bei den Prüflingen Nr. 1 bis 8 in Tabelle 1 erhalten wurden. Der erfindungsgemäße keramische Überzug ist folglich einem herkömmlichen Überzug bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion überlegen. Ferner zeigt er eine ausgezeichnete thermische Haltbarkeit.

Beispiel 3

Eine Vorbehandlung einer als Basismetall verwendeten Legierung IN738 auf Nickelbasis erfolgte entsprechend dem Verfahren in Beispiel 1. Auf dem Basismetall wurden anschließend unter Verwendung der Materialien und des Verfahrens entsprechend Beispiel 1 eine Legierungsschicht und eine Mischschicht ausgebildet. Das Mischungsverhältnis zwischen der Keramik und dem Metall in der Mischschicht betrug 1:1. Die Dicke der Mischschicht entsprach auch derjenigen in Beispiel 1. Anschließend wurde auf der Mischschicht durch Zerstäuben unter Verwendung eines Legierungsmaterials mit 32 Gew.-% Ni, 21 Gew.-% Cr, 8 Gew.-% Al, 0,5 Gew.-% Y und zum Rest Co als Target eine Legierungsschicht mit einer Dicke von 0,02 mm ausgebildet. Das Zerstäuben erfolgte unter derartigen Bedingungen, daß die angelegte Spannung 2 kV und die Behandlungszeit 2 h betrugen. Eine keramische Überzugsschicht wurde anschließend entsprechend Beispiel 1 ausgebildet. Danach erfolgte eine 2-stündige Wärmebehandlung bei 1120ºC, so daß eine Diffusionsbehandlung durchgeführt wurde. Bei Unterwerfen des so ausgebildeten mit einer Keramik beschichteten hitz ebeständigen Legi erungsteststücks einer Haltbarkeitsuntersuchung entsprechend Beispiel 1, entsprachen die erhaltenen Ergebnisse im wesentlichen denjenigen in Beispiel 1.

Beispiel 4

Unter Verwendung der Materialien und des Verfahrens entsprechend Beispiel 1 wurde ein mit einer Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsteststück ausgebildet. Das so ausgebildete Teststück wurde anschließend 20 h lang in einer Atmosphäre bei 950ºC zur Ausbildung einer hauptsächlich aus Al&sub2;O&sub3; bestehenden Oxidschicht an der Grenze zwischen der keramischen Überzugsschicht und der Legierungsschicht erwärmt. Als Ergebnis der Beobachtung des Querschnittsgefüges des Teststücks betrug die Dicke der Oxidschicht etwa 5 um. Als Ergebnis einer Röntgenstrahlenmikroanalysierbeobachtung lagen in einem großen Teil des Teils, der der Oxidschicht entspricht, Al und O vor, wobei Cr in einem Teil des Teils vorhanden war. Das so ausgebildete mit einer Keramik beschichtete hitzebeständige Legierungsteststück wurde anschließend einer Haltbarkeitsuntersuchung, die entsprechend Beispiel 1 durchgeführt wurde, unterworfen. Es zeigte sich, daß die Leistungsfähigkeit des Teststücks im wesentlichen derjenigen, die in Beispiel 1 erhalten wurde, entsprach.

Beispiel 5

Eine Vorbehandlung einer als Basismetall verwendeten Legierung FSX414 auf Co-Basis erfolgte entsprechend Beispiel 1. Unter Verwendung der Materialien entsprechend Beispiel 1 wurde ein mit einer Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsteststück ausgebildet. Das Herstellungsverfahren des Teststücks bestand aus einem Verfahren, bei dem ein ein Metall und eine Keramik in einem Mischungsverhältnis von 1:1 umfassendes Pulvergemisch auf eine Oberfläche des Basismetalls sprühaufgetragen wurde. Die Sprühauftragung erfolgte bei einem Druck von 267 hPa (200 Torr) in einer Atmosphäre von Ar. Die Plasmaleistung betrug 40 kW. Die Dicke der Mischschicht betrug 0,3 mm. Anschließend wurde auf der Mischschicht durch Sprühauf tragung unter den bei der Ausbildung der Mischschicht verwendeten Bedingungen eine Legierungsschicht ausgebildet. Die Dicke der Legierungsschicht betrug 0,1 mm. Danach wurde auf der Legierungsschicht durch Sprühauftragen in der Atmosphäre mit einer Plasmaleistung von 50 kW eine keramische Überzugsschicht ausgebildet. Die Dicke der keramischen Überzugsschicht betrug 0,4 mm. Das so ausgebildete erfindungsgemäße mit einer Keramik beschichtete hitzebeständige Legierungsteststück wurde anschließend einer Haltbarkeitsuntersuchung entsprechend Beispiel 1 unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse entsprachen im wesentlichen den in Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen.

Beispiel 6

Unter Verwendung der Materialien und des Verfahrens entsprechend Beispiel 5 wurde ein mit einer Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsteststück ausgebildet. Das Teststück wurde anschließend 15 h lang in einer Atmosphäre bei 1000ºC zur Ausbildung einer hauptsächlich aus Al&sub2;O&sub3; bestehenden Oxidschicht an der Grenze zwischen der keramischen Überzugsschicht und der Legierungsschicht erwärmt. Als Ergebnis einer Beobachtung des Querschnittsgefüges des Teststücks betrug die Dicke der Oxidschicht etwa 7 um. Das Ergebnis einer Röntgenstrahlenmikroanalysierbeobachtung z eigte, daß in einem großen Bereich der Oxidschicht Al und O vorlagen, wobei in einem Teil der Oxidschicht Cr vorhanden war. Wurde anschließend das so ausgebildete erfindungsgemäße mit einer Keramik beschichtete hitzebeständige Legierungsteststück einer Haltbarkeitsuntersuchung gemäß Beispiel 1 unterworfen, wurden im wesentlichen dieselben Ergebnisse erhalten.
Wie oben beschrieben, vermag die vorliegende Erfindung das Fortschreiten einer Hochtemperaturoxidation oder Hochtemperaturkorrosion der Mischschicht, die ein Metall und eine Keramik umfaßt, zu verhindern. Die Funktion einer Verringerung der thermischen Belastung, die der Hauptzweck der Vorsehung der Mischschicht ist, kann somit stabil gehalten werden.
Darüber hinaus kann die Zuverlässigkeit des ausgeformten mit einer Keramik beschichteten hitzebeständigen Legierungsbauteils verbessert werden.

Claims

1. Mit Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsbauteil, das:

ein hitzebeständiges Legierungsbasismetall (2), bestehend aus einer Ni- oder Co-Basislegierung;

eine Mischschicht (4), die aus einem keramischen Materal und einem Metall besteht und auf der äußeren Oberfläche des Basismetalls (2) abgeschieden ist;

eine Legierungsschicht (3), die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion überlegen ist, besteht und die auf einer Oberfläche der Mischschicht (4) abgeschieden ist; und

eine Keramiküberzugsschicht (1) aufweist, die auf einer Oberfläche der Legierungsschicht (3) abgeschieden ist, wobei die Keramiküberzugsschicht (1) aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht und

das keramische Material der Mischschicht (4) aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht.

2. Mit Keramik beschichtetes hitzebeständiges Legierungsbauteil, das:

eine zweite Legierungsschicht (3), die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochteinperaturkorrosion überlegen ist, besteht und auf einer äußeren Oberfläche des Basismetalls abgeschieden ist;

eine Mischschicht (4), die aus einem keramischen Material und einem Metall besteht und auf einer Oberfläche der zweiten Legierungsschicht (3) abgeschieden ist;

eine erste Legierungsschicht (3), die aus einem Legierungsmaterial, das dem Basismetall bezüglich seiner Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation und Beständigkeit gegen Hochtemperaturkorrosion übelegen ist, besteht und auf einer Oberfläche der Mischschicht (4) abgeschieden ist; und eine Keramiküberzugsschicht (1) aufweist, die auf einer Oberfläche der ersten Legierungsschicht (3) abgeschieden ist,

wobei die Keramiküberzugsschicht (1) aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht und das keramische Material der Mischschicht (4) aus ZrO&sub2; als dem Hauptbestandteil und wenigstens einem von CaO, Y&sub2;O&sub3; und MgO besteht.

3. Hitzebeständiges Legierungsbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das die Legierungsschicht (2) bildende Material aus wenigstens einem von Kobalt und Nickel als Hauptbestandteil, Chrom und Aluminium und wenigstens einem von Hafnrnum, Tantal, Yttrium, Silizium und Zirkonium besteht.

4. Hitzebeständiges Legierungsbauteil nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Mischschicht (4) aus einem Mischmaterial besteht, das das keramische Material und ein Legierungsmaterial enthält, das aus wenigstens einem von Kobalt und Nickel, Chrom und Aluminium und wenigstens einem von Hafnium, Tantal, Yttrium, Siliziuin und Zirkonium besteht.

5. Hitzebeständiges Legierungsbauteil nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Dicke der Keramiküberzugsschicht (1) 0,05 bis 1,0 mm ist.

6. Hitzebeständiges Legierungsbauteil nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Dicke der Legierungsschicht (3) 0,03 bis 0,5 mm ist.

7. Hitzebeständige Leqierungsbauteil nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Dicke der Mischschicht (4) 0,03 bis 0,5 mm ist.