[发明专利]防止由高温合金制成的中空零件氧化或腐蚀的保护

说明书

本发明涉及用于保护由高温合金制成的涡轮发动机零件(2)的至少一个中空内部区域(13、14)免于氧化和/或腐蚀的保护方法，所述至少一个中空内部区域已借助于至少一个芯形成，所述至少一个芯由陶瓷材料制成且受包围其的外部表面(26)限制，其特征在于，在使所述高温合金包围由陶瓷材料制成的芯之前，用至少包括以下各者的材料涂布所述外部表面：‑铪(Hf)的纳米级层，和/或‑铂(Pt)的微米级层，或‑至少铪和铂的混合物。

技术领域

本发明涉及防止由高温合金制成的涡轮发动机零件的至少一个中空内部区域的氧化和/或腐蚀的保护。

因此，同样考虑由高温合金制成的飞行器的燃气涡轮发动机的单晶零件和铸造芯的保护方法，所述铸造芯可用于引入用于防止所述零件的中空内部区域的表面的氧化和/或腐蚀的必要材料。

背景技术

在整个说明书中，常规地，高温合金或高性能合金是在机械强度、抗热蠕变变形性、表面稳定性和抗腐蚀性或抗氧化性方面具有若干高特性的合金。

其晶体结构通常为面心立方奥氏体(austenitic)。

高温合金包括：

-主要包括(重量超过50％)其中Ni可由Co、Cr、Mo、W以及由Nb、Al、Ti、Ta、Fe取代的奥氏体伽马基质。

-伽马阶金属间沉淀物：占据体积的30％至70％且其尺寸在10nm与几微米之间不等的Ni3(Ti、Al)或伽马Ni3Nb，和

-初级(MC类型)和二级(M23C6类型)碳化物，优选地沉淀在晶界处。

此类合金的实例为哈氏合金(Hastelloy)、因科耐尔合金(Inconel)、沃斯帕洛伊合金(Waspaloy)、瑞尼合金(Rene)、因科合金(Incoloy)、MP98T、TMS合金和CMSX单晶合金。

图1示出可用于飞行器的燃气涡轮发动机上的不同材料(包含高温合金)的随温度(℃)而变的应力(MPa)曲线。

在本说明书中尤其将镍(Ni)基的高温合金定为目标。

这些是伽马/伽马合金。镍基的合金定义为其中镍的质量百分比占主要地位的合金。

尤其考虑镍基的高温合金，其以重量百分比计包括5.0％到6.0％的铝、6.0％到9.5％的钽、0到1.50％的钛、8.0％到10.0％的钴、6.0％到7.0％的铬、0.30％到0.90％的钼、5.5％到6.5％的钨、0到2.50％的铼、0.05％到0.15％的铪、0.70％到4.30％的铂、0到0.15％的硅，由镍和不可避免的杂质组成的其余部分。

不可避免的杂质定义为非有意添加到组合物中且与其它元素一起添加的元素。

在不可避免的杂质中，可尤其提及碳(C)或硫(S)。

镍基的高温合金的另一实例以质量百分比计包括6％到8％的铝、12％到15％的钴、4％到8％的铬、0到0.2％的铪、0.5％到4％的钼、3.5％到6％的铼、4％到6％的钽、1％到3％的钛、0到2％的钨、0到0.1％的硅，其余部分由镍和不可避免的杂质组成。

再另一实例是镍基的高温合金，其按重量百分比计包括4.0％到5.5％的铼、3.5％到12.5％的钴、0.30％到1.50％的钼、3.5％到5.5％的铬、3.5％到5.5％的钨、4.5％到6.0％的铝、0.35％到1.50％的钛、8.0％到10.5％的钽、0.15％到0.30％的铪，优选地0.17％到0.30％的铪、0.05％到0.15％的硅，其余部分由镍和不可避免的杂质组成。

因此，本文中定为目标的镍基的高温合金尤其是预期用于制造燃气涡轮机的单晶组件的高温合金，所述组件例如固定的或可移动的轮叶。

作为高温合金的其它类型(相)，可提及基于钴(Co)的高温合金。