[发明专利]耐热构件

说明书

技术领域

本发明涉及耐热构件。

背景技术

历来，作为用于喷气发动机和工业用燃气轮机等的透平动叶片和透平静叶片的涂覆材料，实际上多使用众所周知的Al、Cr、Ni-Al、Pt-Al、MCrAlY等。但是，将这些涂覆材料用于Ni基超耐热合金制的透平叶片，在高温下长时间使用透平叶片时，元素通过Ni基超耐热合金和涂覆材料界面的相互扩散加快，由这样的元素的相互扩散，就会发生Ni基超耐热合金的材质劣化、强度降低和涂覆材料的抗环境性降低等与透平叶片自体的耐久性降低有关的材料技术的问题。特别是近年喷气发动机和燃气轮机的气体温度升高，透平叶片的温度必然上升，其扩散现象更为加速。另外，虽然高压透平叶片为了冷却具有中空结构，由于薄壁化在不断进行，扩散区域的影响越发成为重要问题。

为了抑制元素通过基体材料/涂层界面的扩散，研究了扩散障碍涂层(diffusion barrier coating)(例如，参照专利文献1)。但是，除了扩散障碍涂层是多层结构、涂覆工序变得复杂以外，因基体材料和涂覆材料不是热力学平衡状态，其效果自然有限。

另一方面，最近公开的US2004/0229075(专利文献2)中公开，用含有可以使扩散最迅速、由扩散生成有害相的元素Al元素的浓度下降的Pt系元素的γ+γ′相的涂层可以减少Al的扩散。但是，由于即使在该场合基体材料和涂覆材料仍然不是热力学平衡状态，所以在高温·长时间下使用时，Pt和Al从涂覆材料向内侧扩散，强化元素从基体材料向外侧扩散，作为构件的劣化加快，其效果有限。

专利文献1：US专利第US6830827号公报

专利文献2：US公开2004/0229075号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供即使在1100℃或超过1100℃的高温下也可以抑制元素通过基体材料/涂层界面的相互扩散的耐热构件。

为了解决上述课题，第1，本发明的特征在于，在Ni基超耐热合金上涂覆与Ni基超耐热合金间不发生相互扩散的一种或数种物质。

第2，本发明的特征在于，涂覆1层或多层含有具有与Ni基超耐热合金热力学平衡的组成的γ相、γ′相、B2相中的至少一种的层。

第3，本发明的特征在于，在Ni基超耐热合金上，涂覆1层或多层含有具有与该Ni基超耐热合金热力学平衡的组成的γ相、γ′相中的1种或2种的层，所述Ni基超耐热合金具有包括下述的组成：含有Al：1.0重量％以上10.0重量％以下、Ta：0重量％以上14.0重量％以下、Mo：0重量％以上10.0重量％以下、W：0重量％以上15.0重量％以下、Re：0重量％以上10.0重量％以下、Hf：0重量％以上3.0重量％以下、Cr：0重量％以上20.0重量％以下、Co：0重量％以上20重量％以下、Ru：0重量％以上14.0重量％以下、Nb：0重量％以上4.0重量％以下、Si：0重量％以上2.0重量％以下、其余为Ni和不可避免的杂质。

第4，本发明的特征在于，在Ni基超耐热合金上，涂覆1层或多层含有具有与该Ni基超耐热合金热力学平衡的组成的γ相、γ′相中的1种或2种的层，所述Ni基超耐热合金具有包括下述的组成：含有Al：3.5重量％以上7.0重量％以下、Ta：2.0重量％以上12.0重量％以下、Mo：0重量％以上4.5重量％以下、W：0重量％以上10.0重量％以下、Re：0重量％以上8.0重量％以下、Hf：0重量％以上0.50重量％以下、Cr：1.0重量％以上15.0重量％以下、Co：2重量％以上16重量％以下、Ru：0重量％以上14.0重量％以下、Nb：0重量％以上2.0重量％以下、Si：0重量％以上2.0重量％以下、其余为Ni和不可避免的杂质。

第5，本发明的特征在于，在Ni基超耐热合金上，涂覆1层或多层含有具有与该Ni基超耐热合金热力学平衡的组成的γ相、γ′相中的1种或2种的层，所述Ni基超耐热合金具有包括下述的组成：含有Al：5.0重量％以上7.0重量％以下、Ta：4.0重量％以上10.0重量％以下、Mo：1.1重量％以上4.5重量％以下、W：4.0重量％以上10.0重量％以下、Re：3.1重量％以上8.0重量％以下、Hf：0重量％以上0.50重量％以下、Cr：2.0重量％以上10.0重量％以下、Co：0重量％以上15.0重量％以下、Ru：4.1重量％以上14.0重量％以下、Nb：0重量％以上2.0重量％以下、Si：0重量％以上2.0重量％以下、其余为Ni和不可避免的杂质。