JPH06306639A - 高温被曝材料及びその製造方法 - Google Patents
高温被曝材料及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH06306639A JPH06306639A JP9906093A JP9906093A JPH06306639A JP H06306639 A JPH06306639 A JP H06306639A JP 9906093 A JP9906093 A JP 9906093A JP 9906093 A JP9906093 A JP 9906093A JP H06306639 A JPH06306639 A JP H06306639A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- superalloy
- high temperature
- base
- denotes
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 遮熱効果が大きく、タービン等に適用して長
時間の操業後にも皮膜の発生を防止することができる高
温被曝材料を提供しようとするものである。 【構成】 Ｃｏ基又はＮｉ基の耐熱超合金基材の表面に
ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の超合金層を形
成し、その上に皮膜厚さ５０〜４００μｍの安定化Ｚｒ
Ｏ2 皮膜を、皮膜厚さと硬さ若しくは成膜速度と硬さを
一定の関係に保持しながら形成した高温被曝材料および
その製造方法である。
時間の操業後にも皮膜の発生を防止することができる高
温被曝材料を提供しようとするものである。 【構成】 Ｃｏ基又はＮｉ基の耐熱超合金基材の表面に
ＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の超合金層を形
成し、その上に皮膜厚さ５０〜４００μｍの安定化Ｚｒ
Ｏ2 皮膜を、皮膜厚さと硬さ若しくは成膜速度と硬さを
一定の関係に保持しながら形成した高温被曝材料および
その製造方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温被曝材料及びその
製造方法に関し、特に、ガスタービンの翼、ディーゼル
エンジンピストンヘッド等に適用される耐熱性、耐高温
腐食性コーティング材料及びその製造方法に関する。
製造方法に関し、特に、ガスタービンの翼、ディーゼル
エンジンピストンヘッド等に適用される耐熱性、耐高温
腐食性コーティング材料及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン翼等の高温被曝材料は、遮
熱性、耐高温腐食性の観点から、低い熱伝導性と高い輻
射率を有し、かつ、耐酸化性に優れているＺｒＯ2 系の
セラミックス皮膜で被覆されている。皮膜を大別する
と、次の２種類である。
熱性、耐高温腐食性の観点から、低い熱伝導性と高い輻
射率を有し、かつ、耐酸化性に優れているＺｒＯ2 系の
セラミックス皮膜で被覆されている。皮膜を大別する
と、次の２種類である。
【０００３】(1) ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニ
ア）溶射皮膜 Ｃｏ基等の耐熱超合金に、ボンドコートと呼ばれるＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）合金層を介してＹＳ
Ｚ（例えば、重量比のＺｒＯ2 ・８Ｙ2 Ｏ3 ）を溶射し
た皮膜で、ＹＳＺは溶融状態で吹き付けるため層状組織
をなしている。
ア）溶射皮膜 Ｃｏ基等の耐熱超合金に、ボンドコートと呼ばれるＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）合金層を介してＹＳ
Ｚ（例えば、重量比のＺｒＯ2 ・８Ｙ2 Ｏ3 ）を溶射し
た皮膜で、ＹＳＺは溶融状態で吹き付けるため層状組織
をなしている。
【０００４】(2) ＹＳＺのＥＢ・ＰＶＤ皮膜 Ｃｏ基等の耐熱超合金に、ボンドコートと呼ばれるＭＣ
ｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）合金層を介してＹＳ
Ｚを電子ビーム加熱真空蒸着法（ＥＢ・ＰＶＤ法）で成
膜した皮膜で、ＹＳＺは柱状組織をなしている。
ｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）合金層を介してＹＳ
Ｚを電子ビーム加熱真空蒸着法（ＥＢ・ＰＶＤ法）で成
膜した皮膜で、ＹＳＺは柱状組織をなしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の高温被曝材料
は、基材と皮膜の熱膨張係数の差により割れが発生し易
く、剥離の原因となる。そこで、層間の熱応力を緩和す
るために、ＹＳＺ溶射皮膜の熱膨張係数を厚さ方向に徐
々に変化する傾斜組成法などの基礎研究がなされている
[日本金属学会誌、vol.56,No.4(1992),p.472 〜480]
が、未だ実用化するに至っていない。
は、基材と皮膜の熱膨張係数の差により割れが発生し易
く、剥離の原因となる。そこで、層間の熱応力を緩和す
るために、ＹＳＺ溶射皮膜の熱膨張係数を厚さ方向に徐
々に変化する傾斜組成法などの基礎研究がなされている
[日本金属学会誌、vol.56,No.4(1992),p.472 〜480]
が、未だ実用化するに至っていない。
【０００６】また、ＥＢ・ＰＶＤ皮膜は、皮膜の成長方
向が基材に垂直な柱状のセル構造であるため、熱サイク
ルに強いとの評価 (Intermational Gas Turbine Aeroen
gineCongress and Exposition,Orland. ASME,91-GT-40)
と、大気溶射より少し劣るとるとの評価（川崎重工業技
報,112号1992年 1月）に分かれている。
向が基材に垂直な柱状のセル構造であるため、熱サイク
ルに強いとの評価 (Intermational Gas Turbine Aeroen
gineCongress and Exposition,Orland. ASME,91-GT-40)
と、大気溶射より少し劣るとるとの評価（川崎重工業技
報,112号1992年 1月）に分かれている。
【０００７】確かに、真空蒸着法で成膜すると、ガスタ
ービン用に適したものが得られる場合もあるが、十分な
特性を備えたものが得られないこともしばしばであり、
高信頼性が要求される場合は、品質管理が実質的に困難
であり、実用に供することができなかった。
ービン用に適したものが得られる場合もあるが、十分な
特性を備えたものが得られないこともしばしばであり、
高信頼性が要求される場合は、品質管理が実質的に困難
であり、実用に供することができなかった。
【０００８】そこで、本発明は、上記の欠点を解消し、
遮熱効果が大きく、長時間操業後も皮膜に剥離が発生し
ない高温被曝材料及びその製造方法を提供しようとする
ものである。
遮熱効果が大きく、長時間操業後も皮膜に剥離が発生し
ない高温被曝材料及びその製造方法を提供しようとする
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1) Ｃｏ基又
はＮｉ基の耐熱超合金基材と、その表面に形成されるＭ
ＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の超合金層と、該
層の表面に形成される、皮膜厚さとビッカース硬さが下
記（１）及び（２）式を満たした安定化ＺｒＯ 2 皮膜と
からなることを特徴とする高温被曝材料、 Ｈｖ＜２５０００／ｔ＋１８８ ・・・（１） ５０≦ｔ≦４００ ・・・（２） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｔ：皮膜厚さ（μｍ） 及び、(2) 上記(1) 記載の高温被曝材料を製造する方法
において、超合金層の表面に下記（３）及び（４）式を
満たす条件で、安定化ＺｒＯ2 皮膜を真空蒸着法で形成
することを特徴とする高温被曝材料の製造方法である。 Ｈｖ＝６６４／ｍ＋７８ （１．１≦ｍ≦６．５） ・・・（３） Ｈｖ＝１１６０／（１２．９−ｍ）（６．５＜ｍ≦１１．２）・・・（４） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｍ：成膜速度（μｍ／ｍ
ｉｎ）
はＮｉ基の耐熱超合金基材と、その表面に形成されるＭ
ＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の超合金層と、該
層の表面に形成される、皮膜厚さとビッカース硬さが下
記（１）及び（２）式を満たした安定化ＺｒＯ 2 皮膜と
からなることを特徴とする高温被曝材料、 Ｈｖ＜２５０００／ｔ＋１８８ ・・・（１） ５０≦ｔ≦４００ ・・・（２） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｔ：皮膜厚さ（μｍ） 及び、(2) 上記(1) 記載の高温被曝材料を製造する方法
において、超合金層の表面に下記（３）及び（４）式を
満たす条件で、安定化ＺｒＯ2 皮膜を真空蒸着法で形成
することを特徴とする高温被曝材料の製造方法である。 Ｈｖ＝６６４／ｍ＋７８ （１．１≦ｍ≦６．５） ・・・（３） Ｈｖ＝１１６０／（１２．９−ｍ）（６．５＜ｍ≦１１．２）・・・（４） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｍ：成膜速度（μｍ／ｍ
ｉｎ）
【００１０】
【作用】本発明者等は、Ｃｏ基又はＮｉ基の耐熱超合金
基材の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の
超合金層を形成し、その上に安定化ＺｒＯ2 皮膜を被覆
した高温被曝材料において、安定化ＺｒＯ2 皮膜の厚
さ、硬さ、皮膜の成長速度を変化させて、皮膜の剥離性
等の物性を調べたところ、特定の範囲で所望の物性を備
えた高温被曝材料が得られることを見いだし、本発明を
完成するに至った。
基材の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又はＮｉ）の
超合金層を形成し、その上に安定化ＺｒＯ2 皮膜を被覆
した高温被曝材料において、安定化ＺｒＯ2 皮膜の厚
さ、硬さ、皮膜の成長速度を変化させて、皮膜の剥離性
等の物性を調べたところ、特定の範囲で所望の物性を備
えた高温被曝材料が得られることを見いだし、本発明を
完成するに至った。
【００１１】即ち、ガスタービンに適用して長時間運転
させた後においても、安定化ＺｒＯ 2 皮膜の剥離を防止
するためには安定化ＺｒＯ2 皮膜の厚さｔを４００μｍ
以下に抑える必要があり、基材の温度を実質的に低減さ
せることができる遮熱効果を安定化ＺｒＯ2 皮膜に付与
するためには５０μｍ以上の皮膜の厚さｔが必要とな
る。
させた後においても、安定化ＺｒＯ 2 皮膜の剥離を防止
するためには安定化ＺｒＯ2 皮膜の厚さｔを４００μｍ
以下に抑える必要があり、基材の温度を実質的に低減さ
せることができる遮熱効果を安定化ＺｒＯ2 皮膜に付与
するためには５０μｍ以上の皮膜の厚さｔが必要とな
る。
【００１２】また、軟らかな安定化ＺｒＯ2 皮膜は比較
的多くの微細な気孔を有するため、高温被曝材料を高温
に加熱するときにも、応力が緩和され、かつ、微小亀裂
が発生してもその伝播が防止されるので、皮膜の耐剥離
性を向上させることができる。そして、皮膜の厚さ依存
性については、皮膜厚さが薄い場合は皮膜が硬くても剥
離しないが、厚くなるにしたがって剥離し易くなり、こ
れを防止するためには、皮膜を軟らかくする必要があ
る。これは皮膜に内部応力があり、かつ、熱応力も発生
するが、皮膜が厚いほど皮膜と皮膜界面に作用する剪断
力が増大するためであると思われる。そこで、上記の皮
膜の耐剥離性を確保するために、皮膜の厚さｔと皮膜の
ビッカース硬さＨｖとの間に上記（１）式の条件を満た
す必要がある。
的多くの微細な気孔を有するため、高温被曝材料を高温
に加熱するときにも、応力が緩和され、かつ、微小亀裂
が発生してもその伝播が防止されるので、皮膜の耐剥離
性を向上させることができる。そして、皮膜の厚さ依存
性については、皮膜厚さが薄い場合は皮膜が硬くても剥
離しないが、厚くなるにしたがって剥離し易くなり、こ
れを防止するためには、皮膜を軟らかくする必要があ
る。これは皮膜に内部応力があり、かつ、熱応力も発生
するが、皮膜が厚いほど皮膜と皮膜界面に作用する剪断
力が増大するためであると思われる。そこで、上記の皮
膜の耐剥離性を確保するために、皮膜の厚さｔと皮膜の
ビッカース硬さＨｖとの間に上記（１）式の条件を満た
す必要がある。
【００１３】また、上記の硬さを備えた安定化ＺｒＯ2
皮膜を真空蒸着法で成膜するためには上記の（３）及び
（４）式を満たす必要がある。成膜速度ｍが１．１〜
６．５μｍ／ｈｒの範囲では、皮膜の硬さＨｖは、成膜
速度ｍの増加にしたがって単調に低下するが、６．５μ
ｍ／ｈｒを超えると、成膜速度ｍの増加にしたがって再
び増加する。この特異な現象は本発明者等が初めて見い
だしたものである。この原因は次のように推察される。
皮膜を真空蒸着法で成膜するためには上記の（３）及び
（４）式を満たす必要がある。成膜速度ｍが１．１〜
６．５μｍ／ｈｒの範囲では、皮膜の硬さＨｖは、成膜
速度ｍの増加にしたがって単調に低下するが、６．５μ
ｍ／ｈｒを超えると、成膜速度ｍの増加にしたがって再
び増加する。この特異な現象は本発明者等が初めて見い
だしたものである。この原因は次のように推察される。
【００１４】即ち、ＹＳＺ皮膜を低酸素分圧の真空中で
高温に加熱して蒸発させると、例えばＹ2 Ｏ3 で安定化
させたＺｒＯ2 は、ＺｒＯx ，Ｙ2 Ｏy のように酸素が
解離して酸素が欠損するが、これを補うために真空槽に
酸素を供給したり、蒸着材料に酸素ガスを吹きつけて酸
素と反応させ、ＺｒＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 にすることができる
が、ＹＳＺの蒸着速度が多い場合は、その反応速度が律
速となり、酸素の欠損を補うことができなくなる。超合
金層の表面に形成する安定化ＺｒＯ2 は、ＺｒＯ2 中に
Ｙ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の安定化物質を７〜１０％
程度固溶したものが使用される。また、成膜速度ｍは
６．５μｍ／ｈｒを超えると、酸素が欠損した緻密で硬
い皮膜が形成されるものと考えられる。なお、（３）式
及び（４）式の成膜速度ｍの上限値及び下限値は、上記
の（１）式と（２）式の皮膜厚さと皮膜硬さの関係から
必然的に定まるものである。
高温に加熱して蒸発させると、例えばＹ2 Ｏ3 で安定化
させたＺｒＯ2 は、ＺｒＯx ，Ｙ2 Ｏy のように酸素が
解離して酸素が欠損するが、これを補うために真空槽に
酸素を供給したり、蒸着材料に酸素ガスを吹きつけて酸
素と反応させ、ＺｒＯ2 ，Ｙ2 Ｏ3 にすることができる
が、ＹＳＺの蒸着速度が多い場合は、その反応速度が律
速となり、酸素の欠損を補うことができなくなる。超合
金層の表面に形成する安定化ＺｒＯ2 は、ＺｒＯ2 中に
Ｙ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，ＣａＯ等の安定化物質を７〜１０％
程度固溶したものが使用される。また、成膜速度ｍは
６．５μｍ／ｈｒを超えると、酸素が欠損した緻密で硬
い皮膜が形成されるものと考えられる。なお、（３）式
及び（４）式の成膜速度ｍの上限値及び下限値は、上記
の（１）式と（２）式の皮膜厚さと皮膜硬さの関係から
必然的に定まるものである。
【００１５】
（ボンドコート層の形成方法）表１の合金組成を有する
Ｃｏ基超合金ＥＣＹ７６８（一部比較のためにＮｉ基超
合金ＭａｒＭ２４７を用いた）基材を溶射距離２００ｍ
ｍの位置に配置し、２００Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲
気中で基材を６００℃に加熱し、Ａｒ＋Ｈ2 プラズマガ
スを用いて表１の組成を有する厚さ１００μｍのＣｏＮ
ｉＣｒＡｌＹボンドコート層を形成した。
Ｃｏ基超合金ＥＣＹ７６８（一部比較のためにＮｉ基超
合金ＭａｒＭ２４７を用いた）基材を溶射距離２００ｍ
ｍの位置に配置し、２００Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲
気中で基材を６００℃に加熱し、Ａｒ＋Ｈ2 プラズマガ
スを用いて表１の組成を有する厚さ１００μｍのＣｏＮ
ｉＣｒＡｌＹボンドコート層を形成した。
【００１６】
【表１】
【００１７】（ＹＳＺ皮膜の形成方法）次いで、電子線
加熱式の蒸発源を用いて電子銃電圧を１０ｋＶ、電子銃
電流を０．２〜０．３Ａに設定し、上記の基材を８００
℃に加熱し、ＺｒＯ2 ・４％Ｙ 2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 ・６％
Ｙ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 ・８％Ｙ2 Ｏ3 の３種の蒸発材料
を用いて到達圧力を２×１０-6Ｔｏｒｒに調整し、基材
の蒸着面に酸素を吹きつけながら、蒸着中の圧力を１．
６×１０-3Ｔｏｒｒに調整し、膜厚を５０〜５００μｍ
の範囲で、また、成膜速度を２〜１０μｍ／ｍｉｎの範
囲で変化させてＹＳＺ皮膜を蒸着した。なお、予備試験
でＹＳＺの酸素が欠損しない酸素供給速度を調べ、その
１．５倍の量を上記の蒸着では供給した。但し、成膜速
度が９．２μｍ／ｈｒの条件では、酸素の吹きつけ量を
多くしても化学的量論組成にはならなかった。
加熱式の蒸発源を用いて電子銃電圧を１０ｋＶ、電子銃
電流を０．２〜０．３Ａに設定し、上記の基材を８００
℃に加熱し、ＺｒＯ2 ・４％Ｙ 2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 ・６％
Ｙ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 ・８％Ｙ2 Ｏ3 の３種の蒸発材料
を用いて到達圧力を２×１０-6Ｔｏｒｒに調整し、基材
の蒸着面に酸素を吹きつけながら、蒸着中の圧力を１．
６×１０-3Ｔｏｒｒに調整し、膜厚を５０〜５００μｍ
の範囲で、また、成膜速度を２〜１０μｍ／ｍｉｎの範
囲で変化させてＹＳＺ皮膜を蒸着した。なお、予備試験
でＹＳＺの酸素が欠損しない酸素供給速度を調べ、その
１．５倍の量を上記の蒸着では供給した。但し、成膜速
度が９．２μｍ／ｈｒの条件では、酸素の吹きつけ量を
多くしても化学的量論組成にはならなかった。
【００１８】（実施例１）図３の耐久試験装置を用い、
上記の３種の蒸発材料について膜厚５０〜５００μｍの
試験片を、まず、１１００℃の大気炉で１００時間保持
した後、取り出して空気を吹きつけ３００℃まで８分で
冷却し、再度１１００℃の大気炉で加熱する操作を繰り
返し、保持時間の総和が５０００時間での皮膜の割れ又
は剥離の有無を調べた。また、皮膜の硬さは、基材の影
響を考慮して荷重５０ｇｆでビッカース硬さを測定し
た。測定結果を図１に示した。
上記の３種の蒸発材料について膜厚５０〜５００μｍの
試験片を、まず、１１００℃の大気炉で１００時間保持
した後、取り出して空気を吹きつけ３００℃まで８分で
冷却し、再度１１００℃の大気炉で加熱する操作を繰り
返し、保持時間の総和が５０００時間での皮膜の割れ又
は剥離の有無を調べた。また、皮膜の硬さは、基材の影
響を考慮して荷重５０ｇｆでビッカース硬さを測定し
た。測定結果を図１に示した。
【００１９】皮膜の硬さと、皮膜の割れ又は剥離発生臨
界膜厚の関係は、皮膜厚さ４００μｍ以下では、上記
（１）式に従うが、５００μｍでは、皮膜の割れ又は剥
離が生じる硬さが急激に低下した。なお、基材としてＮ
ｉ基超合金ＭａｒＭ２４７をＣｏ基超合金ＥＣＹ７６８
の代わりに用いたが、有意差は認められず、Ｎｉ基超合
金をＣｏ基超合金と同様に使用することができることが
分かった。これは、熱膨張係数がＮｉ基超合金とＣｏ基
超合金との間に大きな違いがないため、皮膜に及ぼす影
響はほとんど同じことによるものと考えられる。
界膜厚の関係は、皮膜厚さ４００μｍ以下では、上記
（１）式に従うが、５００μｍでは、皮膜の割れ又は剥
離が生じる硬さが急激に低下した。なお、基材としてＮ
ｉ基超合金ＭａｒＭ２４７をＣｏ基超合金ＥＣＹ７６８
の代わりに用いたが、有意差は認められず、Ｎｉ基超合
金をＣｏ基超合金と同様に使用することができることが
分かった。これは、熱膨張係数がＮｉ基超合金とＣｏ基
超合金との間に大きな違いがないため、皮膜に及ぼす影
響はほとんど同じことによるものと考えられる。
【００２０】（実施例２）上記の３種の蒸発材料につい
て成膜速度２〜２０μｍ／ｍｉｎで形成した膜厚５０〜
１００μｍの試験片の皮膜の硬さを図２に示した。成膜
速度が６．５μｍ／ｈｒ以下では、成膜速度が大きくな
るにしたがって、硬さは低下した。また、成膜速度が
６．５μｍ／ｈｒを超えると、硬さは上昇したが、蒸発
材料の組成の違いによる影響は認められなかった。
て成膜速度２〜２０μｍ／ｍｉｎで形成した膜厚５０〜
１００μｍの試験片の皮膜の硬さを図２に示した。成膜
速度が６．５μｍ／ｈｒ以下では、成膜速度が大きくな
るにしたがって、硬さは低下した。また、成膜速度が
６．５μｍ／ｈｒを超えると、硬さは上昇したが、蒸発
材料の組成の違いによる影響は認められなかった。
【００２１】（比較例１）上記のボンドコート層を形成
した基材を溶射距離１１０ｍｍに配置し、プラズマアー
ク電圧を３０Ｖ、プラズルアーク電流を８００Ａに設定
し、基材を６００℃に加熱し、ＺｒＯ2 ・４％Ｙ
2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 ・６％Ｙ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 ・８％Ｙ
2 Ｏ3 の３種の溶射材料を用い、成膜速度１５μｍ／ｍ
ｉｎで膜厚２５０μｍのＹＳＺ皮膜を溶射した。得られ
た皮膜の硬さは約１０００Ｈｖであり、実施例１と同様
に加熱試験を行ったところ、約１０００時間後に亀裂が
発生し、約２０００時間で大部分が剥離した。
した基材を溶射距離１１０ｍｍに配置し、プラズマアー
ク電圧を３０Ｖ、プラズルアーク電流を８００Ａに設定
し、基材を６００℃に加熱し、ＺｒＯ2 ・４％Ｙ
2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 ・６％Ｙ2 Ｏ3 及びＺｒＯ2 ・８％Ｙ
2 Ｏ3 の３種の溶射材料を用い、成膜速度１５μｍ／ｍ
ｉｎで膜厚２５０μｍのＹＳＺ皮膜を溶射した。得られ
た皮膜の硬さは約１０００Ｈｖであり、実施例１と同様
に加熱試験を行ったところ、約１０００時間後に亀裂が
発生し、約２０００時間で大部分が剥離した。
【００２２】（比較例２）比較例１において、基材の溶
射距離３５０ｍｍに変更し、プラズマアーク電圧を１０
０Ｖ、プラズマアーク電流を２５０Ａに変更した以外は
比較例１と同様にして、成膜速度２．０μｍ／ｍｉｎで
膜厚２５０μｍのＹＳＺ皮膜を溶射した。得られた皮膜
の硬さは約３００Ｈｖであり、実施例１と同様に加熱試
験を行ったところ、約５００時間以下で大部分が剥離し
た。
射距離３５０ｍｍに変更し、プラズマアーク電圧を１０
０Ｖ、プラズマアーク電流を２５０Ａに変更した以外は
比較例１と同様にして、成膜速度２．０μｍ／ｍｉｎで
膜厚２５０μｍのＹＳＺ皮膜を溶射した。得られた皮膜
の硬さは約３００Ｈｖであり、実施例１と同様に加熱試
験を行ったところ、約５００時間以下で大部分が剥離し
た。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、遮熱効果を大きくすることができ、タービン等に
適用して長時間の操業後にも皮膜の発生を防止すること
ができる高温被曝材料を提供することができるようにな
った。特に、成膜条件範囲を製造現場で管理することが
できるので、信頼性の高い材料を提供することが可能に
なった。
より、遮熱効果を大きくすることができ、タービン等に
適用して長時間の操業後にも皮膜の発生を防止すること
ができる高温被曝材料を提供することができるようにな
った。特に、成膜条件範囲を製造現場で管理することが
できるので、信頼性の高い材料を提供することが可能に
なった。
【図１】実施例で作製した試験片について皮膜の厚さと
剥離の関係、並びに、皮膜の硬さの関係を示したグラフ
である。
剥離の関係、並びに、皮膜の硬さの関係を示したグラフ
である。
【図２】実施例で作製した試験片について成膜速度と剥
離の関係、並びに、皮膜の硬さの関係を示したグラフで
ある。
離の関係、並びに、皮膜の硬さの関係を示したグラフで
ある。
【図３】実施例の試験片を加熱試験するための耐久試験
装置である。
装置である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 北井 敬人 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃｏ基又はＮｉ基の耐熱超合金基材と、
その表面に形成されるＭＣｒＡｌＹ（Ｍ：Ｃｏ及び又は
Ｎｉ）の超合金層と、該層の表面に形成される、皮膜厚
さとビッカース硬さが下記（１）及び（２）式を満たし
た安定化ＺｒＯ2 皮膜とからなることを特徴とする高温
被曝材料。 Ｈｖ＜２５０００／ｔ＋１８８ ・・・（１） ５０≦ｔ≦４００ ・・・（２） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｔ：皮膜厚さ（μｍ） - 【請求項２】 請求項１記載の高温被曝材料を製造する
方法において、超合金層の表面に下記（３）及び（４）
式を満たす条件で、安定化ＺｒＯ2 皮膜を真空蒸着法で
形成することを特徴とする高温被曝材料の製造方法。 Ｈｖ＝６６４／ｍ＋７８ （１．１≦ｍ≦６．５） ・・・（３） Ｈｖ＝１１６０／（１２．９−ｍ）（６．５＜ｍ≦１１．２）・・・（４） 但し、Ｈｖ：ビッカース硬さ、ｍ：成膜速度（μｍ／ｍ
ｉｎ）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9906093A JPH06306639A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 高温被曝材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9906093A JPH06306639A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 高温被曝材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306639A true JPH06306639A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14237183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9906093A Withdrawn JPH06306639A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 高温被曝材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306639A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707118B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2007-04-16 | 한국에너지기술연구원 | 전자빔 물리기상증착법으로 제조한 고체 전해질 박막 및 그제조방법 |
| US10808308B2 (en) * | 2016-06-08 | 2020-10-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, turbine member, and gas turbine |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP9906093A patent/JPH06306639A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100707118B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2007-04-16 | 한국에너지기술연구원 | 전자빔 물리기상증착법으로 제조한 고체 전해질 박막 및 그제조방법 |
| US10808308B2 (en) * | 2016-06-08 | 2020-10-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Thermal barrier coating, turbine member, and gas turbine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6447854B1 (en) | Method of forming a thermal barrier coating system | |
| JP4399272B2 (ja) | プラズマ・スプレー方法 | |
| US8007899B2 (en) | Segmented abradable coatings and process(es) for applying the same | |
| KR100598230B1 (ko) | 열차단피복시스템을위한결합피복층의침착방법 | |
| EP1085109B1 (fr) | Composition de barrière thermique de faible conductivité thermique, pièce mécanique en superalliage protégée par un revêtement de céramique ayant une telle composition, et méthode de réalisation du revêtement de céramique | |
| US6299971B1 (en) | Ceramic coatings containing layered porosity | |
| US6398503B1 (en) | High temperature component, gas turbine high temperature component and manufacturing method thereof | |
| US6365236B1 (en) | Method for producing ceramic coatings containing layered porosity | |
| JP2004068157A (ja) | オーバレイコーティング | |
| JP2007231422A (ja) | コーティング方法、およびコーティングされた物品 | |
| US6689487B2 (en) | Thermal barrier coating | |
| JPH1088368A (ja) | 遮熱コーティング部材およびその作製方法 | |
| JPH11229161A (ja) | 遮熱コーティング系用ボンディングコートの緻密化及び粒子間結合の促進方法 | |
| JP2007277722A (ja) | コーティング適用方法、ボンドコート組成物および被覆物品 | |
| JP2001152310A (ja) | 遮熱皮膜で被覆された金属基材の耐酸化性を改善する方法 | |
| US6478888B1 (en) | Preheat method for EBPVD coating | |
| JPS5887273A (ja) | セラミツク被覆層を有する部品とその製造方法 | |
| CA2284384C (fr) | Revetement de barriere thermique a faible conductivite thermique, piece metallique protegee par ce revetement, procede de depot de ce revetement | |
| JP2003041358A (ja) | 金属基体に断熱コーティングシステムを付与する方法 | |
| JPH06306640A (ja) | 高温被曝材料 | |
| EP1074637B1 (en) | Method for forming a thermal barrier coating by electron beam physical vapor deposition | |
| US20030118873A1 (en) | Stabilized zirconia thermal barrier coating with hafnia | |
| JPH06306639A (ja) | 高温被曝材料及びその製造方法 | |
| Ali et al. | Oxidation behavior of thermal barrier coating systems with Al interlayer under isothermal loading | |
| JPS61288060A (ja) | 減圧プラズマア−ク溶射方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |