NiCoCrAlY合金、粉末和层体系的制作方法

由于现代燃气轮机运行中涉及的高温，来自ni基或co基材料的钛(ti)扩散到nicocraly的粘合涂层并且形成尖晶石。这些尖晶石随后导致粘合涂层的抗蠕变性降低，从而增加失效的可能性。

在较旧的机器的情况下，运行温度不那么高，并且由钛尖晶石引起的涂层失效的问题不那么普遍。但是在相对较新的机器的情况下，为了追求实现更高的效率，运行温度越来越高，并且这个问题可能变得更加普遍。

因此，本发明的目的是克服上述问题。

该问题通过根据权利要求1的合金、根据权利要求2的粉末和根据权利要求3的层体系来解决。

在从属权利要求中列出了进一步的有利的特征，这些特征可以任意地彼此组合以产生进一步的优点。

优选建议使用双层粘合涂层体系而不是单个粘合涂层，其中顶层由常用的金属涂层材料制成，而底层由新开发的涂层材料制成，该新开发的涂层材料富含镍(ni)并且具有减少量的钴(co)，因为钴(co)通过使γ'态不稳定而促进尖晶石的形成。

新开发的第一层nicocraly合金涂层包括γ和γ'体系，其中γ'态具有低于25原子％的(al、ta)，但是具有非常高的γ/γ'转变温度。

钛(ti)将被捕获，因为形成ni3ti的自由能比形成ni3al的自由能更负，并且其将优选形成。因此，钛(ti)无法扩散到上面的粘合涂层以形成尖晶石。

合金或新的第一层涂层的组成是(以重量％计)：

16.0％+/-10％co

15.0％+/-10％cr

8.0％+/-10％al

2.0％+/-10％ta

0.5％+/-10％y

基体镍(ni)。

+/-10％须被视为相对的，例如2％+/-10％意指1.8％至2.2％。

本发明的一个步骤是在粘合涂层中添加另一金属层，形成双层粘合涂层体系。本发明预期使得涡轮机的效率提高，因为在钛(ti)引起涂层失效的可能性更小的情况下叶片将能够承受更高的温度。

附图示出了层体系1。

层体系1包括：至少基底4；至少一个金属粘合涂层7′、7″；和最外部的陶瓷层10。

金属基底4优选为基于镍或钴的超级合金，所述超级合金用于涡轮机部件特别是涡轮机叶片，尤其特别地用于燃气涡轮机。

金属粘合涂层7′直接存在于该金属基底4上，所述金属粘合涂层7′针对金属基底和用于优选使用的最外部陶瓷层10的粘合涂层起抗氧化性和耐腐蚀性的作用。

该金属粘合涂层7′优选为nicocraly合金，并且也可以是由本发明的合金制成的单个层。

在本发明的另一个实施方案中，存在双层金属nicocraly层7′、7″，其中下面的根据本发明的合金的金属层7′和顶部的另外的但不同的nicocraly合金7″。

对于顶层7″，优选使用如下另外的涂层(以重量％计)：

ni-(24-26)co-(11-14)cr-(10-12)al-(0.1-0.5)y，

ni-(24-26)co-(23-25)cr-(10-11)al-(0.2-0.4)y，

ni-(24-26)co-(14-17)cr-(10-11)al-(0.2-0.4)y，

ni-(24-26)co-(14-17)cr-(10-11)al-(0.4-0.8)-(0.3-0.7)ta，

ni-(24-26)co-(16-18)cr-(10-11)al-(1.0-2.0)re-(0.1-0.5)y，

co-(29-31)ni-(27-29)cr-(7-8)al-(0.5-0.7)y(0.3-0.7)si。

虽未示出但是在用陶瓷层涂覆期间或者至少在运行期间，在最外部的金属粘合涂层7′或7″的顶部上生长热冠氧化层(tgo)，其是抗氧化性的原因。

陶瓷层10可以是作为单层或作为双层的基于氧化锆的层，所述双层具有下面的部分稳定化氧化锆和最外部的完全稳定化氧化锆层或最外部的dvc层，或者具有以烧绿石层作为最外部的陶瓷层的双层陶瓷体系。

技术特征：

技术总结
金属粘合涂层Ni16+/‑1％Co15+/‑1％Cr8+/‑0.5％Al2+/‑0.2％Ta0.5+/‑0.1％Y：Sicoat 2496形成钛进入金属粘合涂层的融合屏障使得基底不会被钛消耗。

技术研发人员：阿尔图罗·弗洛勒斯伦特里亚;阿波夫·贾殷;布丽塔·斯特尔;维尔纳·斯塔姆;温妮·坦
受保护的技术使用者：西门子股份公司
技术研发日：2017.08.14
技术公布日：2019.06.04