Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion, Oxi¬ dation und thermische Überbeanspruchung sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine mehrlagige Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Temperatur sowie gegen thermische Oberbeanspruchung, ein Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils mit einer mehr¬ lagigen Schutzschicht sowie ein mit einer mehrlagigen Schutz¬ schicht beschichtetes Bauteil, insbesondere ein Bauteil einer Gasturbine.

Metallische Schutzschichten für metallische Bauteile, insbe¬ sondere für Bauteile einer Gasturbine, die deren Korrosions¬ beständigkeit und/oder Oxidationsbeständigkeit erhöhen sol¬ len, sind im Stand der Technik bekannt. Für stationäre Gas¬ turbinen mit Werkstofftemperaturen von ca. 950 °C und für Gasturbinen in Flugtriebwerken mit Eintrittstemperaturen von ca. 1100 °C ist eine den thermodynamischen Wirkungsgrad be¬ einflussende Steigerung der Eintrittstemperatur durch den Einsatz speziell entwickelter Legierungen als Grundstoffe für thermisch hochzubelastende Bauteile, wie Leitschaufeln und Laufschaufeln, erreicht worden. Insbesondere durch den Ein¬ satz einkristalliner Superlegierungen konnten für diese Bau¬ teile Temperaturen von deutlich über 1000 °C in Betracht ge¬ zogen werden. Neben thermomechanisehen ^" Beanspruchungen ist ein solches Bauteil auch einem chemischen Angriff, beispiels- weise durch ein Rauchgas mit einer Temperatur bis über 1300

°C, ausgesetzt. Für eine hinreichende Beständigkeit gegenüber einem solchen Angriff ist das Bauteil üblicherweise mit einer metallischen Schutzschicht überzogen. Die Schutzschicht muß hinreichend gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Insbe- sondere im Hinblick auf die mechanische Wechselwirkung zwi¬ schen der Schutzschicht und dem Grundwerkstoff des Bauteiles sollte die Schutzschicht hinreichend duktil sein, um eventu-

eilen Verformungen des Grundwerkstoffs folgen zu können; sie sollte auch möglichst wenig rißanfällig sein, um eine Korro¬ sion und Oxidation des Grundwerkstoffes zu verhindern.

Eine Vielzahl von Schutzschichten ist unter dem Sammelbegriff MCrAlY bekannt, wobei M für mindestens eines der Elemente aus der Gruppe umfassend Eisen, Kobalt und Nickel steht und wei¬ tere wesentliche Bestandteile Chrom, Aluminium und Yttrium oder ein diesem äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und die Elemente der Seltenen Erden sind.

Eine solche Legierung, die in einem Verfahren zur Verbesse¬ rung der Oxidationsbeständigkeit eines mit einer Schutz¬ schicht überzogenen Bauteiles aus einer Superlegierung Anwen- düng findet, ist in der US-Patentschrift 4,451,299 beschrie¬ ben. Die Schutzschicht enthält 15 - 45 % Chrom, 7 - 20 % Alu¬ minium sowie 0,1 - 5 % Yttrium (Angabe jeweils in Gewichts¬ prozent) . Das Yttrium kann durch Lanthan und Cer ersetzt wer¬ den. Darüber hinaus enthält die Schutzschicht fakultativ eine Beimischung weiterer Elemente aus der Gruppe enthaltend Pla¬ tin, Rhenium, Silizium, Tantal und Magnesium bis zu 10 %. In¬ wieweit eine Zugabe eines dieser fakultativen Elemente zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit der Superlegierung beiträgt, ist der US-Patentschrift nicht zu entnehmen. Auch die wenig spezifizierten weiten Bereiche der möglichen Beimi¬ schung geben keine Qualifizierung der Schutzschicht für be¬ sondere Bedingungen an, beispielsweise bei einer stationären Gasturbine mit hoher Eintrittstemperatur, wenn diese außer im Vollastbetrieb auch im Teillastbetrieb über längere Zeiträume betrieben wird.

Eine Schutzschicht, die die Korrosions- und Oxidationseigen- schaften in einem Oberflächen-Temperaturbereich von 600 °C bis 1150 °C verbessern soll, ist in der EP 0 412 397 AI be- schrieben. Die Schutzschicht weist neben 22 - 50 % Chrom, 0 - 15 % Aluminium, 0,3 - 2 % Yttrium oder eines anderen Elemen¬ tes aus der Gruppe der Seltenen Erden einen Anteil von 1 bis

20 % Rhenium auf. Die Wirkung des Rheniums im Hinblick auf eine Verbesserung korrosiver oder oxidierender Einflüsse äh¬ nelt den positiven Wirkungen von Platin. Aufgrund der guten thermischen Leitfähigkeit der metallischen Schutzschicht wird ein mit der Schutzschicht überzogenes Bauteil nahezu dersel¬ ben thermischen Belastung ausgesetzt, wie die Schutzschicht selbst.

In der WO 89/07159 AI ist eine zweilagige metallische Schutz- schicht aus zwei unterschiedlichen Legierungen beschrieben.

Die außen liegende dieser Legierungen fällt unter den Sammel¬ begriff MCrAlY und enthält (in Gew.-% angegeben) 15 bis 40 % Chrom, 3 bis 15 % Aluminium sowie 0,2 bis 3 % mindestens ei¬ nes Elements aus der Gruppe umfassend Yttrium, Tantal, Hafni- um, Scandium, Zirkonium, Niob, Rhenium und Silizium. Diese

Legierung ist ihrerseits vorzugsweise, insbesondere auf einem von innen gekühlten Bauteil, zum Schutz gegen besonders hohe Temperaturen mit einer Thermobarriereschicht umgeben. Die Thermobarriereschicht kann Zirkoniumoxid mit einem Zusatz von Yttriumoxid sein. Um ein mögliches Abplatzen der Thermobar¬ riereschicht von der Legierung zu verhindern, ist eine Oxida¬ tion der Legierung vor Aufbringen der Thermobarriereschicht vorgesehen.

In der EP 0 532 150 AI ist ein mit einer Schutzschicht über¬ zogenes Bauteil aus einer Superlegierung, beispielsweise eine Turbinenschaufel, angegeben. Die Schutzschicht enthält neben Chrom und Aluminium als notwendiges Element Tantal zu minde¬ stens 2 % (Angabe in Gew.-%) . Fakultativ beinhaltet die Schutzschicht Yttrium bis zu 1 % und Rhenium bis zu 4 %. Für eine Schutzschicht aus einer solchen Legierung wird in der EP 0 532 150 AI ein Oberzug aus einer keramischen Thermobar- riere für möglich gehalten, ohne auf die bei Temperaturän¬ derungen kritische Wechselwirkung zwischen Legierung und Ther obarriere einzugehen.

Die US-Patente 4,055,705, 4,321,310 und 4,321,311 betreffen Schutzschichten für Gasturbinenkomponenten aus Superlegierun- gen auf Nickel- oder Kobaltbasis. Nach diesen Patenten umfaßt eine Schutzschicht eine keramische Wärmedämmschicht, welche vorzugsweise eine säulenkristalline oder stengelkristalline Struktur hat und auf einer Haftschicht aufliegt, die ihrer¬ seits auf dem Grundwerkstoff der Gasturbinenkomponente auf¬ liegt und die Wär edämmschicht an den Grundwerkstoff bindet. Die Haftschicht besteht aus einer Legierung des Typs MCrAlY. Wesentlich ist, daß die Haftschicht zwischen sich und der Wärmedämmschicht eine dünne Lage aus Aluminiumoxid entwik- kelt, an welcher die Wärmedämmschicht verankert wird.

Das US-Patent 5,087,477 stellt ein Verfahren zum Aufbringen einer keramischen Wärmedämmschicht auf eine Gasturbinenkompo¬ nente vor. Dieses Verfahren umfaßt einen Prozeß der physika¬ lischen Dampfabscheidung (physical vapour deposition, PVD) , wobei Verbindungen, die die Wärmedämmschicht bilden sollen, mit einem Elektronenstrahl verdampft werden und in der Umge- bung der Komponente eine Atmosphäre mit einem bestimmten und sorgfältig kontrollierten Gehalt an Sauerstoff hergestellt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schutzschicht umfassend eine keramische Wärmedämmschicht und eine Haft- schicht des Typs MCrAlY anzugeben, die eine gute Beständig¬ keit gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Temperatur aufweist, die einer hohen thermomechanisehen Wechsel- und Dauerbeanspruchung angepaßt ist und die eine geringe Wärme- Übertragung gewährleistet. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Beschichtung eines Bau¬ teiles mit der Schutzschicht anzugeben.

Die auf die Schutzschicht gerichtete Aufgabe wird erfindungs- gemäß gelöst durch eine Schutzschicht zum Schutz eines Bau¬ teils gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Tempera¬ tur sowie gegen thermische Überbeanspruchung, wobei die

Schutzschicht eine Wärmedämmschicht aus einem keramischen Material und eine die Wärmedämmschicht mit dem Bauteil ver¬ bindende Haftschicht aus einer Legierung folgender Zusammen¬ setzung aufweist (Angaben in Gew.-%): 1 - 20 % Rhenium, 15 - 35 % Chrom, 7 - 18 % Aluminium, 0,3 - 2 % Yttrium und/oder zumindest ein äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und die Elemente der Seltenen Erden, 0 - 3 % Silizi¬ um, 0 - 5 % Hafnium, 0 - 5 % Tantal, 0 bis 2 % Zirkon, 0 - 12 % Wolfram, 0 - 10 % Mangan, 0 - 4 % Niob und einem Rest aus Kobalt und/oder Nickel sowie herstellungsbedingten Verun¬ reinigungen.

Im Hinblick auf die vorteilhaften ther o-mechanischen Eigen¬ schaften der Zusammensetzung der Legierung sind die zusätz- liehen Elemente (Si, Hf, Ta, Zr, W, Mn) nicht unbedingt er¬ forderlich, wobei die Haftschicht vorzugsweise frei von Wolf¬ ram, Mangan und Niob ist. Der Anteil an Tantal liegt vorzugs¬ weise unter 2 %, insbesondere unter 1 %.

Durch eine mehrlagige Schutzschicht mit zumindest einer Wär¬ medämmschicht und zumindest einer Haftschicht, durch die die Wärmedämmschicht mit einem Bauteil verbunden ist, wird sowohl der Schutz des Bauteils gegen Korrosion und Oxidation als auch eine Wärmedämmung gegenüber einer an der Außenseite der Wärmedämmschicht vorhandenen hohen Temperatur erreicht. Ge¬ genüber einer rein metallischen Schutzschicht ist dadurch ein dauerhafter Einsatz eines Bauteiles, beispielsweise in einer Gasturbine, bei beträchtlich höherer Umgebungstemperatur er¬ möglicht . Dabei kann sich über der Schutzschicht eine Tempe- raturdifferenz bis zu 100 °C, eventuell sogar mehr, einstel¬ len. Bei einer Gasturbine kann daher die Eintrittstemperatur des Rauchgases erhöht werden. Somit wird der thermodynamische Wirkungsgrad der Gasturbine verbessert.

Durch die Zugabe des Elementes Rhenium zu der Legierung der Art MCrAlY wird sowohl die Oxidations- und Korrosionsbestän¬ digkeit der Legierung als auch deren Thermoermüdungseigen-

schaft nachhaltig verbessert. Aufgrund der geringen Oxida- tionsgeschwindigkeit einer solchen Legierung findet eine Oxi¬ dation der Haftschicht, beispielsweise aufgrund einer Sauer- stoffdiffusion durch die keramische Wärmedämmschicht hin- durch, nur äußerst langsam statt. Zudem zeigte sich überra¬ schenderweise, daß die Thermoermüdungseigenschaften der Rhe¬ nium-haltigen Legierung im Wechselspiel mit der Wärmedämm¬ schicht deutlich verbessert sind. Die Gefahr eines Abplatzens der Wärmedämmschicht ist dadurch signifikant verringert. Ein Versagen der Schutzschicht, in diesem Fall ein Ablösen der

Wärmedämmschicht von der Haftschicht, kann demnach erst nach sehr langen Einsatzzeiten auftreten. Die Lebensdauer eines Bauteiles, insbesondere innerhalb einer Gasturbine, wird hierdurch nachhaltig verlängert. Auch das Auftreten von Ris- sen in der HaftSchicht durch Ther oermüdung, d.h. durch einen zyklischen Dehnungswechsel aufgrund von Temperaturänderungen, wird durch die Legierung ebenfalls deutlich verringert. Dies trifft selbst für diejenigen Randbereiche der Schutzschicht zu, die rißgefährdet sind, insbesondere in der Nähe von Kühl- luftbohrungen in Gasturbinenschaufeln.

Je nach Anforderung kann die Schutzschicht aus mehreren Schichten aufgebaut sein. Dies trifft sowohl für die Wärme¬ dämmschicht als auch für die Haftschicht zu; beide können jeweils aus mehreren Schichten bestehen.

Die vorteilhaften geringen Oxidationseigenschaften der Rhe¬ nium enthaltenen Legierung zeigen sich beispielsweise bei isothermen Temperaturbelastungen von 950 - 1000 °C über eine Zeitdauer von bis zu 5000 Stunden.

Bei einer Legierung, welche 7 bis 15 % Aluminium, 15 bis 30 % Chrom und 1,5 bis 10 % Rhenium enthält, treten die günstigen Eigenschaften hinsichtlich Oxidations- und Korrosionsbestän- digkeit sowie Thermoermüdung, insbesondere bei einem Gehalt von Rhenium von mehr als 5 %, besonders hervor. Der Chroman¬ teil liegt vorzugsweise zwischen 23 und 28 %.

Die Legierung mit einem Rhenium-Anteil von über 5 % zeigt eine signifikant geringere Oxidationsgeschwindigkeit gegen¬ über Legierungen der Art MCrAlY ohne Rhenium-Zusatz, was zu einer Ausbildung einer dünneren Oxidschicht führt, wie es beispielsweise Experimente unter zyklischer Oxidationsbela- stung bei Temperaturänderungen zwischen 300 °C und 1000 °C gezeigt haben. Eine dünne Oxidschicht an der Grenzfläche zwi¬ schen der Haftschicht und der keramischen Wärmedämmschicht führt zu einer Verringerung von Zugspannungen innerhalb der keramischen Wärmedämmschicht, wodurch ein Aufreißen und Ab¬ platzen der Wärmedämmschicht nachhaltig verzögert wird.

Die auf eine Schutzschicht gerichtete Aufgabe wird erfin- dungsgemäß auch gelöst durch eine Schutzschicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Temperatur und gegen thermische Oberbeanspruchung, welche eine Wärmedämmschicht aus einem keramischen Material und eine Haftschicht aus einer Rhenium enthaltenen Legierung aufweist, wobei die Legierung der unter den Sammelbegriff MCrAlY fal¬ lenden Gruppe von Legierungen angehört, worin M für Kobalt und/oder Nickel und Y für Yttrium und/oder zumindest ein äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und Elemente der Seltenen Erden steht, und mindestens 4 % Rhenium enthält.

Vorzugsweise enthält die Wärmedämmschicht Zirkonoxid (Zrθ2), welches aufgrund seines relativ hohen und damit metallähn¬ lichen Ausdehnungskoeffizienten besonders für einen thermo- isolierenden Überzug der Haftschicht geeignet ist. Zur Ver¬ meidung einer gegebenenfalls störenden Phasenumwandlung des Zirkonoxids wird dieses vorzugsweise durch Zugabe von 5 - 20 %, insbesondere 6 - 8 %, Yttriumoxid (Y2O3) stabilisiert.

Erfindungsgemäß ist ein Bauteil, insbesondere ein Bauteil einer Gasturbine, zum Schutz gegen Korrosion und Oxidation bei einer hohen Temperatur mit einer Schutzschicht überzogen,

welche mehrschichtig aufgebaut ist und zumindest aus einer Wärmedämmschicht aus einem keramischen Material und einer Haftschicht aus einer Rhenium enthaltenden Legierung der Art MCrAlY besteht. Die Haftschicht ist fest mit dem Grundwerk- stoff des Bauteils verbunden und hat zu diesem Grundwerkstoff eine hohe physikalische Kompatibilität sowie eine geringe Diffusionsneigung. Die Wärmedämmschicht wiederum ist auf die Haftschicht aufgebracht und weist vorzugsweise einen der Haftschicht angepaßten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Durch die Wärmedämmschicht ist das Bauteil zumindest teilweise thermisch gegenüber der Umgebungsatmosphäre iso¬ liert. Vor allem bei einem Bauteil in einer Gasturbine, die mit einem Rauchgas beaufschlagt wird, welches eine Temperatur oberhalb von 950 °C aufweist, wird dadurch die thermische Belastung auf das Bauteil deutlich verringert. Die Schutz¬ schicht ist besonders qualifiziert zum Schutz eines Bauteiles einer Gasturbine, insbesondere einer Leitschaufei, einer Laufschaufei, eines Hitzeschildes oder einer anderen Kompo¬ nente, die mit heißem Gas beaufschlagt wird.

Besonders bei einer Schaufel einer Gasturbine kann die Wärme¬ dämmschicht eine Dicke von 50 um bis 300 um haben. Bei einem Hitzeschild einer Gasturbine oder einer anderen feststehenden Komponente beträgt die Dicke der Wärmedämmschicht Vorzugs- weise 200 um bis 3000 um.

Die Dicke der Haftschicht beträgt vorzugsweise 50 um bis 300 um.

Die auf ein Verfahren zur Beschichtung eines Bauteils mit einer Schutzschicht gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haftschicht durch thermisches Sprit¬ zen, insbesondere Vakuum-Plasma-Spritzen (VPS) , oder physika¬ lische Dampfabscheidung (PVD) auf das Bauelement aufgetragen und danach die Wärmedämmschicht mittels Atmosphärischem Plas¬ maspritzen (APS) oder physikalischer Dampfabscheidung auf die Haftschicht aufgebracht wird. Als Verfahren für die physika-

lische DampfabScheidung kommen beispielsweise Aufdampfen, Kathodenzerstäuben und Ionenplattieren in Frage. Je nach Größe und Einsatzgebiet des Bauteils können auch andere Be- schichtungsverfahren zur Herstellung sowohl der Haftschicht als auch der Wärmedämmschicht verwendet werden.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine mehrlagige Schutz¬ schicht zum Schutz eines Bauteils gegen Korrosion und Oxida¬ tion bei einer hohen Temperatur und gegen thermische Überbe- anspruchung aus. Die Schutzschicht weist zumindest eine Wär¬ medämmschicht aus einem keramischen Material und eine Haft¬ schicht aus einer Rhenium enthaltenden Metall-Legierung auf. Die Metall-Legierung gehört den unter den Sammelbegriff MCrAlY fallenden Legierungen an, wobei M für Kobalt und/oder Nickel und Y für Yttrium und/oder zumindest ein äquivalentes Metall aus der Gruppe umfassend Scandium und die Elemente der Seltenen Erden steht. Die Wärmedämmschicht enthält vorzugs¬ weise mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkonoxid. Durch die günstigen Eigenschaften der Haftschicht, wie beispielsweise geringe Oxidationsgeschwindigkeit, hohe Beständigkeit gegen Schwefelverbindungen und hohe mechanische Stabilität bei ho¬ hen Temperaturen, wird in Verbindung mit der geringen ther¬ mischen Leitfähigkeit der Wärmedämmschicht ein wirksamer und beständiger Schutz des Bauteiles gegenüber Korrosion und Oxi- dation gewährleistet. Durch hervorragende Thermoermüdungsei- genschaften der Haftschicht, insbesondere bei einem Rhenium- Anteil von über 4 %, ist zudem eine wirksame und dauerhafte Verbindung zwischen der keramischen Wärmedämmschicht und der metallischen Haftschicht hergestellt. Die Schutzschicht eig- net sich besonders zur Beschichtung eines Bauteiles einer

Gasturbine, welches einem heißen Rauchgas ausgesetzt ist. Die Temperaturen an der Oberfläche der Schutzschicht können 950 °C bis zu über 1300 °C betragen. Zur Beschichtung des Bautei¬ les mit der Schutzschicht wird die Haftschicht bevorzugt mit- tels Vakuu -Plas a-Spritzens oder physikalischer Dampfab- scheidung auf das Bauteil aufgebracht. Auf die Haftschicht

wird dann die Wärmedämmschicht mittels Atmosphärischen Plas¬ maspritzens oder physikalischer Dampfabscheidung aufgetragen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend erläutert.

1. Eine innen hohle Gasturbinenschaufel wird aus dem Werk¬ stoff IN738LC gegossen. Die Zusammensetzung des Werkstoffs in Gewichtsanteilen lautet: 0,1 % Kohlenstoff, 16,0 % Chrom, 8,5 % Kobalt, 1,7 % Molybdän, 2,6 % Wolfram, 1,7 % Tantal, 0,9 % Niob, 3,4 % Aluminium, 3,4 % Titan, 0,01 % Bor, 0,1 % Zirkonium, Rest Nickel sowie herstellungsbedingte Verunreini¬ gungen in üblichen Anteilen. Diese Gasturbinenschaufel wird gegen Korrosion, Oxidation und übermäßige thermische Bela- stung durch die nachfolgend beschriebene Schutzschicht ge¬ schützt.

Zur Bildung einer metallischen Haftschicht auf der Gasturbi¬ nenschaufel wird ein Pulver aus einer Legierung folgender Zusammensetzung (Angabe in Gewichtsanteilen) bereitgestellt: 9 bis 11 % Kobalt, 22,5 bis 23,5 % Chrom, 11,5 bis 12 % Alu¬ minium, 0,5 bis 0,7 % Yttrium, 2,5 bis 3,5 % Rhenium, Rest Nickel nebst herstellungsbedingten Verunreinigungen in übli¬ chen Anteilen. Dieses Pulver wird eingesetzt in einem Vakuum- Plasma-Spritzverfahren, womit die Haftschicht auf die Gastur¬ binenschaufel bis zu einer Dicke zwischen 50 um und 300 um aufgebracht wird. Die Körnung des Pulvers sowie die Betriebs¬ parameter des Spritzverfahrens werden so gewählt, daß die Haftschicht an ihrer Oberfläche eine Rauhheit von zumindest R _z = 30 μ hat. Dies ist von Vorteil für eine gute Haftung der anschließend aufzubringenden keramischen Wärmedämm¬ schicht, da die Wärmedämmschicht unter diesen Umständen mit der Haftschicht regelrecht verklammert wird.

Nach dem Aufbringen der Haftschicht erfolgt folgende Wärmebe¬ handlung der beschichteten Gasturbinenschaufel: Zwei Stunden bei 1120 °C unter Vakuum, anschließend 24 Stunden bei 850 °C,

wahlweise unter Luft, Inertgas oder Vakuum. Durch diese Wär¬ mebehandlung verbindet sich die Haftschicht mit dem Grund¬ werkstoff der Gasturbinenschaufel durch Interdiffusion. Die so vorbereitete Gasturbinenschaufel erhält anschließend die keramische Wärmedämmschicht; diese besteht im wesentlichen aus teilstabilisiertem Zirkonoxid, insbesondere aus Zirkon- dioxid mit einem Gewichtsanteil von 6 bis 8 % Yttriumoxid. Die Aufbringung der Wärmedämmschicht erfolgt durch atmosphä¬ risches Plasma-Spritzen bis zu einer Dicke von 100 bis 200 μm. Das Spritzverfahren ist so zu führen, daß in der Wär¬ medämmschicht eine Mikroporosität von 8 bis 15 % resultiert. Abschließend ist eine schonende Glättung der Wärmedämmschicht auf eine Rauhheit kleiner als R ₂ = 12 μm durchzuführen.

Die nicht zu beschichtenden Bereiche der Gasturbinenschaufel, insbesondere ein Schaufelfuß sowie Kühlluftbohrungen oder -schlitze müssen mittels geeigneter Abdeckwerkzeuge und/oder einer geeigneten Verfahrensführung vor unbeabsichtigten Abla¬ gerungen geschützt werden.

2. Eine Gasturbinenschaufel, ebenfalls hohl zur Durchleitung eines Kühlgases, wird aus dem Werkstoff IN792 gegossen. Die¬ ser Werkstoff setzt sich aus folgenden Gewichtsanteilen zu¬ sammen: 0,08 % Kohlenstoff, 12,5 % Chrom, 9,0 % Kobalt, 1,9 % Molybdän, 4,1 % Wolfram, 4,1 % Tantal, 3,4 % Aluminium, 3,8 % Titan, 0,015 % Bor, 0,02 % Zirkonium, Rest Nickel sowie her¬ stellungsbedingte Verunreinigungen in üblichen Anteilen. Diese Gasturbinenschaufel wird gegen Korrosion, Oxidation und übermäßige thermische Beanspruchung wie folgt geschützt:

Zunächst wird eine metallische Haftschicht durch Vakuum-Plas¬ ma-Spritzen aufgebracht unter Verwendung eines Pulvers einer Legierung, die sich aus folgenden Gewichtsanteilen zusammen¬ setzt: 25 bis 29 % Kobalt, 21 bis 22 % Chrom, 7 bis 8 % Alu- miniu , 0,5 bis 0,7 % Yttrium, 0,3 bis 0,7 % Silizium, 9,5 bis 10,5 % Rhenium, Rest Nickel sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen in üblichen Anteilen. Bei der Aufbringung

der Schicht ist durch passende Wahl der Körnung des Pulvers sowie der Betriebsparameter des Spritzverfahrens eine Rauh¬ heit von maximal R _z = 30 μm einzustellen. Die Dicke der Haft¬ schicht kann wiederum zwischen 50 μm und 300 μm liegen. An- schließend erfolgt eine Wärmebehandlung der beschichteten Gasturbinenschaufeln für zwei Stunden bei 1120 °C und unter Vakuum. Nach dieser Wärmebehandlung, die wie im ersten Aus¬ führungsbeispiel zur Anbindung der Haftschicht an den Grund¬ werkstoff der Gasturbinenschaufel durch Interdiffusion dient, wird durch Gleitschleifen, vor dem gegebenenfalls mit Glas¬ perlen oder Sand gestrahlt werden kann, eine Glättung der Haftschicht auf eine Rauhheit von maximal R _a = 2 μm vorgenom¬ men.

Auf die so vorbereitete beschichtete Gasturbinenschaufel wird mittels Elektronenstrahlverdampfung und physikalischer Dampf- abscheidung (EB-PVD) eine keramische Wärmedämmschicht aufge¬ dampft. Die Zusammensetzung der Wärmedämmschicht entspricht der Zusammensetzung der Wärmedämmschicht im ersten Ausfüh- rungsbeispiel; sie wird aufgetragen bis zu einer Dicke zwi¬ schen 125 und 175 μm. Der Prozeß der Dampfabscheidung ist so zu führen, daß die Wärmedämmschicht in Form kolumnarer, d.h. Stengel- oder stabförmiger, Kristallite aufwächst. Es ist nicht unbedingt erforderlich, Kühlluftbohrungen oder -schlitze während der Aufbringung der Wärmedämmschicht abzu¬ decken; ebenso ist im Regelfall eine Glättung der Wärmedämm¬ schicht nicht nötig. Abschließend wird die fertig beschich¬ tete Gasturbinenschaufel einer erneuten Wärmebehandlung un¬ terzogen; diese Wärmebehandlung erfolgt zunächst für zwei Stunden bei 1120 °C unter Vakuum und anschließend mehrere Stunden lang bei 845 °C unter Luft.