| EP0241807A2 | 1987-10-21 | |||
| DE3842301A1 | 1990-06-21 |
| 4 Patentansprüche 1. Nickelbasierte Legierung, zumindest aufweisend (in Gew.-%) : Kobalt (Co) 0,2% — 5,0%, insbesondere 1,0% - 4%; Chrom (Cr) 14,0% - 20,0%, insbesondere 16,0% - 18,0%; Aluminium (Al) 6,0% - 8,0%, insbesondere 7,0%; Tantal (Ta) 1,0% - 3,0%, insbesondere 2,0%; Yttrium (Y) 0,3% - 0,6%; Nickel (Ni) 64,0% - 79,0% insbesondere 70,0% - 75,0%; insbesondere bestehend aus diesen Elementen. 2. Pulver, zumindest aufweisend (in Gew.-%) : Kobalt (Co) 0,2% - 5,0%, insbesondere 1,0% - 4%; Chrom (Cr) 14,0% - 20,0% insbesondere 16,0% - 18,0% Aluminium (Al) 6,0% ~ 8,0%, insbesondere 7,0%; Tantal (Ta) 1,0% - 3,0%, insbesondere 2,0%; Yttrium (Y) 0,3% - 0,6%; Nickel (Ni) 64,0% - 79,0% insbesondere 70,0% - 75,0% optional aufweisend ein Binder und/oder Sekundärpartikel oder kera- mische Partikel, insbesondere nur aufweisend Nickel, Kobalt, Chrom, Aluminium, Tantal und Yttrium als metallische Bestandteile. 5 3. Metallische Schicht, insbesondere zumindest zu 90%, ganz insbesondere zumindest zu 95%, aufweisend: Nickel (Ni) 64,0% - 79,0% insbesondere 70,0% - 75,0%; insbesondere Rest Nickel (Ni) , Kobalt (Co) 0,2% - 5,0%, insbesondere 1,0% - 4%, Chrom (Cr) 14,0% - 20,0%; insbesondere 16,0% - 18,0% Aluminium (Al) 6,0% - 8,0%; insbesondere 7,0%; Tantal (Ta) 1,0% - 3, 0%; insbesondere 2,0% Yttrium (Y) 0,3% - 0,6%, insbesondere hergestellt aus einem Pulver gemäß Anspruch 2. 4. Bauteil, insbesondere für Wasserstoff betriebene Gasturbinen, zumindest aufweisend: ein Substrat, insbesondere aus einer nickel- oder kobaltbasierten Legierung, eine metallische Schicht aus einer Legierung gemäß Anspruch 1 oder eine Schicht gemäß Anspruch 3 und optional eine keramische Wärmedämmschicht auf der metallischen Schicht. 5. Bauteil nach Anspruch 4, aufweisend eine keramische Wärmedämmschicht, insbesondere auf der Basis von Zirkonoxid. 6. Legierung, Pulver oder Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, aufweisend 6 14% bis 16% Chrom (Cr) . Legierung, Pulver oder Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, aufweisend: 16% bis 18% Chrom (Cr) . Legierung, Pulver oder Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, aufweisend: 18% bis 20% Chrom (Cr) . |
Legierung, Pulver, duktile gamma ' -Haftvermittlerschicht und Bauteil
Die Erfindung betrifft eine Legierung, ein Pulver, eine duktile Haftvermittlerschicht sowie ein Bauteil .
Das thermomechanische Verhalten von metallischen Haftvermittlerschichten auf Substraten hat einen direkten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit keramischer Wärmedämmschichtsysteme , welche bei Turbinenbauteilen ein Substrat auf Nickel- oder Kobaltbasis , der Haftvermittlerschicht und zumindest einer keramischen Schicht (TBC) darüber aufweisen .
Diese metallischen Haftvermittlerschichten haben mehrere strenge Kriterien zu erfüllen wie Oxidationsschutz , Langzeitwärmestabilität, Festigkeit und Duktilität .
Insbesondere für Wasserstof fturbinen besteht eine andere Anforderung an das Wärmedämmschichtsystem .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen .
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Legierung gemäß Anspruch 1 , ein Pulver gemäß Anspruch 2 , eine Schicht gemäß Anspruch 3 und ein Bauteil gemäß Anspruch 4 .
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen . Die Erfindung weist eine nickelbasierte Legierung auf, insbesondere besteht sie aus (in Gew. -%) :
Kobalt (Co) 0,2% - 5,0%, insbesondere 1,0% - 4%; Chrom (Cr) 14,0% - 20,0% insbesondere 16,0% - 18,0% Aluminium (Al) 6,0% — 8,0%, insbesondere 7,0%; Tantal (Ta) 1,0% - 3,0%, insbesondere 2,0%; Yttrium (Y) 0,3% - 0,6%; Nickel (Ni) 64,0% - 79,0% insbesondere 70,0% - 75,0%
Auffällig und notwendig ist der geringe Gehalt an Kobalt (Co) .
Verunreinigungen in der Legierung sind immer vorhanden.
Die Y' -haltige Haftvermittlerschicht verlangsamt das Wachstum der Aluminiumoxidschicht (TGO) und kann dadurch die thermalzyklische Lebensdauer einer darüberliegenden keramischen Schicht (TBC) oder Schichtsystem (Substrat + NiCoCrAl + optional TBC) verbessern.
Ein Pulver aus der Legierung kann optional Binder andere Partikel wie insbesondere keramische oder Refraktär-Partikel aufweisen .
Ein Bauteil, insbesondere für eine Wasserstoff betriebene Gasturbine, weist ein Substrat auf.
Das Substrat weist vorzugsweise eine nickel- oder kobaltbasierte Legierung auf.
Darauf wird die erfindungsgemäße Legierung auf der Basis NiCoCrAlYTa aufgebracht. Dies kann erfolgen mittels Methoden aus dem Stand der Technik erfolgen, insbesondere mittels HVOF und APS . Ebenso denkbar sind zweilagige NiCoCrAlY Schutzschichten, bei denen die erfindungsgemäße Legierung vorzugsweise den äußeren Teil bildet .
Darauf bildet sich im Betrieb oder schon während der kerami- sehen Beschichtung eine TGO .
Eine keramische Beschichtung (TBC) auf der NiCoCrAlYTa kann einlagig oder zweilagig ausgebildet sein . Vorzugsweise stellt stabilisiertes Zirkonoxid die Basis für die TBC dar .