[发明专利]带有涂层系统的构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有涂层系统的构件，该系统具有至少一个直接涂覆在构件上的粘着层以及一个构造在粘着层上的绝热层。

背景技术

承受高温及腐蚀性条件的构件必须设有专门的涂层，以避免其受到损坏，并从而确保其有更长的寿命。现在，尤其是为蒸汽或燃气轮机的构件应用涂层系统，这些构件由多个彼此上下叠置的层组成。在此通常至少涉及一种直接涂覆在构件上的粘着层、以及一种构造在该粘着层上的绝热层。

多数情况下，粘着层具有一般的构成MCrAlY，其中，M是从由铁、钴和镍组成的组中选出的至少一种元素，Y是钇或从由钪和稀土元素组成的组中选出的其它等价的元素。粘着层的任务一方面是防止腐蚀和/或氧化，而另一方面保证了绝热层牢固地粘着在构件上。

绝热层通常又由可能包含氧化锆的陶瓷材料制成。只有其强绝热能力才允许构件在＞1000℃的温度范围内使用。

例如，在EP 1541713A1中描述了相应的保护层和层系统。

在已知的粘着层中，在＞550℃的温度范围内可以在构件基材的合金和粘着层的成分之间发生相互扩散现象，从而可能形成不希望的相。由此对基材特性造成损害，这种损害降低了构件寿命。尽管如此，也希望在粘着层和基材之间的不对基材特性造成损害的合金元素扩散是最小的，因为由此使基材和粘着层之间的粘着得以显著改善。此外，可以按照这种方式改善表面附近区域内的基材的氧化特性和腐蚀特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种带有涂层系统的构件，这种涂层系统使得构件基材和粘着层组分之间的合金组分相互扩散被这样地减到最小，即，恰好实现对于粘着层在构件上的优化粘着所必需的混杂度，并同时不损害基材特性。

根据本发明这样解决该技术问题：粘着层包含重量百分比为22至36％的Cr、重量百分比为15至30％的Ni、最大55ppm的Al以及作为基材(Basis)的Fe。因此，使用首先包含铁、铬、镍且其中仅含有较小量的铝的粘着层。

根据本发明的构件的优点是，将粘着层构成为将基材和粘着层的组分之间的相互扩散减到最小的阻塞层。在此，它保证了没有不希望的相和混合结构形成，不过另一方面允许了使得粘着层在基材上可以实现最优的粘着的一定程度的相互扩散。此外，构件基材的特性保持不受损害。

根据本发明的一种优选实施方式，粘着层可以另外包含重量百分比为1至3％的Si。此外，粘着层可能另外包含Ce、Y和/或Hf。所有这些附加物都导致对粘着层抗氧化性的改善。

根据本发明的另一种优选实施方式，粘着层可以包含重量百分比为25％的Cr和重量百分比为20％的Ni。具有重量百分比为30％的Cr和重量百分比为30％的Ni的粘着层同样是可能的。

有利的是，将粘着层形成为将构件和粘着层之间的相互扩散减到最小的阻塞层。按照这种方式可以确保在基材中不产生不希望的相和混合结构。

根据本发明的另一种实施方式，多层地构成粘着层。在这种情况下，直接涂覆在构件上的第一层就对于构造于该第一层之上的其它层起到阻塞层的作用。这是通过用第一层将构件组分和其它层的组分之间的相互扩散减到最小而实现的。

已经表明，如果绝热层由陶瓷制成、例如由氧化锆基陶瓷制成，则根据本发明的构件可以具有高的耐温、耐腐蚀和抗氧化特性。

此外，还进行了一些尝试，根据本发明的构件优选可以是透平的组成部分，比如可以是透平叶片。在这种情况下，该高负荷构件获得特别长的寿命。

附图说明

下面结合两个实施例并参考附图更详细地解释本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的第一构件的示意截面；

图2示出了根据本发明的第二构件的示意截面；

图3以透视图示出了一台流体机械的工作叶片和导向叶片；

图4以纵向局部剖视图示出了一个蒸汽轮机。

具体实施方式