Спосіб алітування жароміцного сплаву з високим вмістом ренію
Формула / Реферат
1. Спосіб алітування жароміцного сплаву з високим вмістом ренію, який відрізняється тим, що включає етап модифікування поверхні жароміцного сплаву з високим вмістом ренію шляхом нанесення шару хрому або кобальту на цю поверхню та її термообробку для забезпечення дифундування хрому або кобальту на цю поверхню для зниження вмісту ренію в ній, та включають етап алітування жароміцного сплаву з високим вмістом ренію з утворенням алюмінідного покриття, при якому жароміцний сплав містить принаймні 3,5% ваг. ренію, та запобігають будь-якому наступному утворюванню топологічно щільно упакованих фаз шляхом модифікування поверхні жароміцного сплаву з високим вмістом ренію.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає нанесення шару хрому або кобальту на поверхню жароміцного сплаву і включають термообробку для забезпечення дифундування хрому або кобальту в жароміцний сплав із високим вмістом ренію для зниження вмісту ренію на поверхні жароміцного сплаву.
3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає нанесення хрому або кобальту на жароміцний сплав електроосадженням або гальванічним способом, металізацією розпиленням, дифузією в обмазці, дифузією без обмазки, CVD або PVD .
4. Спосіб за будь-яким з пп. 2, 3, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає нанесення хрому, або кобальту, сумісного з жароміцним сплавом, на поверхню жароміцного сплаву.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 2-4, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає термообробку при температурі в діапазоні від 900° С до 1150°С протягом 1 - 4 годин.
6. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає нанесення шару кобальту до товщини від 2,5 до 12,5 мікрон на жароміцний сплав гальванічним способом і термообробку при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С протягом 1 - 4 годин.
7. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що на етапі модифікування включає нанесення хрому на поверхню жароміцного сплаву при температурі 1100°С протягом 3 годин.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що етап алітування здійснюють при температурі в діапазоні від 700°С до 1150°С.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що на етапі алітування включає алітування в обмазці, алітування без обмазки в газоподібному середовищі, хімічне осадження з парової фази або алітування в суспензії.
10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що жароміцний сплав містить від 3,5 до 8% ваг. ренію.
11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що жароміцний сплав з високим вмістом ренію є жароміцним сплавом на основі нікелю.
12. Спосіб за будь-яким з пп. 10, 11, який відрізняється тим, що жароміцний сплав з високим вмістом ренію містить від 3,5 до 6,5% ваг. вольфраму, від 2,0 до 5,0% ваг. кобальту, від 1,8 до 3,0% ваг. хрому, від 5,5 до 6,5% ваг. ренію, від 5,3 до 6,5% ваг. алюмінію, від 8,0 до 10,0% ваг. танталу, від 0,2 до 0,8% ваг. титану, від 0,25 до 1,5% ваг. молібдену, від 0 до 0,03% ваг. ніобію, від 0,02 до 0,05% ваг. гафнію, від 0 до 0,04% ваг. вуглецю, інше - нікель і неминучі домішки.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що після етапу модифікування і перед етапом алітування включає додаткові етапи нанесення шару металу платинової групи для модифікування поверхні жароміцного сплаву з високим вмістом ренію, термообробку жароміцного сплаву з високим вмістом ренію з покриттям металу платинової групи для забезпечення дифундування металу платинової групи в жароміцний сплав з високим вмістом ренію, і після етапу алітування включає додатковий етап термообробки алітованого з покриттям металу платинової групи жароміцного сплаву з високим вмістом ренію для утворення покриття алюмініду металу платинової групи.
14. Спосіб за п. 13, який відрізняється тим, що на етапі нанесення шару металу платинової групи включає нанесення шару металу платинової групи шляхом електроосадження, металізації напилюванням, CVD, PVD до товщини від 2,5 до 12,5 мікрон.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 13, 14, який відрізняється тим, що на етапі нанесення шару металу платинової групи включає нанесення шару платини.
16. Спосіб за будь-яким з пп. 14-15, який відрізняється тим, що на етапі нанесення шару металу платинової групи включає термообробку при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С протягом 1 - 4 годин.
17. Спосіб за будь-яким з пп. 14-16, який відрізняється тим, що включає додатковий етап осадження керамічного теплоізолюючого покриття на покриття алюмініду металу платинової групи.
18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що осадження керамічного теплоізолюючого покриття здійснюють шляхом плазмового напилювання або PVD.
19. Спосіб за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що на етапі алітування здійснюють дифундування кремнію в жароміцний сплав із високим вмістом ренію протягом етапу алітування для утворення алюмінідсиліцидного покриття.
20. Спосіб за п. 19, який відрізняється тим, що включає осадження суспензії, що містить порошки елементарного алюмінію і кремнію, і термообробку для забезпечення дифундування алюмінію і кремнію в жароміцний сплав з високим вмістом ренію.
21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що включає кількаразове осадження суспензії, що містить порошки елементарного алюмінію і кремнію, і термообробку для забезпечення дифундування алюмінію і кремнію в жароміцний сплав з високим вмістом ренію.
22. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що включає дифундування кремнію в жароміцний сплав з високим вмістом ренію протягом етапу алітування або протягом етапу термообробки для утворення алюмінідсиліцидного покриття.
23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що включає осадження суспензії, що містить порошки елементарного алюмінію і кремнію, і термообробку для забезпечення дифундування алюмінію і кремнію в жароміцний сплав з високим вмістом ренію.
24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що включає кількаразове осадження суспензії, що містить порошки елементарного алюмінію і кремнію, для забезпечення дифундування алюмінію і кремнію в жароміцний сплав з високим вмістом ренію.
Текст
Даний винахід стосується до нанесення алюмінідних покриттів на жароміцні сплави, зокрема, на монокристалічні жароміцні сплави. Монокристалічні жароміцні сплави розроблені для лопатей турбін газотурбінних двигунів і напрямних апаратів турбін для забезпечення високотемпературної міцності лопатей турбін і напрямних апаратів турбін. Проте зміни в складі монокристалічних жароміцних сплавів у порівнянні зі складом раніше відомих жароміцних сплавів приводять до того, що в процесі експлуатації збільшується деградація поверхні. Крім того, існує вимога забезпечення більш тривалого терміну служби лопатей турбіни і напрямних апаратів турбіни. Тому ці лопаті турбін і напрямні апарати турбін із монокристалічних жароміцних сплавів не забезпечують достатнього терміна служби внаслідок їхньої деградації через корозію й окислювання. Ці монокристалічні жароміцні сплави звичайно містять реній, наприклад, від 2 до 8% ваг., разом із відносно високими рівнями вольфраму і танталу для одержання характеристик високотемпературної міцності. Ці монокристалічні жароміцні сплави є дуже міцними при високих температурах завдяки перевагам ренію, вольфраму і танталу. Для збільшення терміну служби монокристалічних лопатей турбін і напрямних апаратів бажано захищати поверхню монокристалічних лопатей турбін і напрямних апаратів захисними покриттями. Одним із відомих типів захисного покриття, що звичайно застосовуються до лопатей турбін і напрямного апарата, е покриття з алюмініду платини. Платино-алюмінідні покриття наносяться за два прийому: спочатку покривають лопаті турбіни або напрямного апарату платиною і потім наносять на платинове покриття алюмінієве покриття, використовуючи процес алюмінування. Процес алюмінування може бути виконаний шляхом алітування в обмазці захисного покриття або шляхом алітування в газоподібному середовищі без обмазки захисним покриттям, або шляхом хімічного осадження з парової фази або будь-яким іншим способом, добре відомим фахівцям. Проте встановлено, що якщо лопаті турбін або напрямних апаратів із монокристалічного жароміцного сплаву з великою кількістю ренію покриваються платино-алюмінієвим покриттям з використанням відомих способів, то на поверхні поділу між покриттям і монокристалічним жароміцним сплавом утворяться топологічно щільно упаковані фази. Монокристалічними жароміцними сплавами з великою кількістю ренію є сплави, що містять більш 3.5% ваг. ренію. Ці топологічно щільно упаковані фази утворюються відразу ж після алітування або після впливу на них високих температур. Топологічно щільно упаковані фази містять більш високі рівні ренію, вольфраму і хрому в порівнянні з монокристалічним жароміцним сплавом, і вони легше утворюються при зростанні рівнів ренію в монокристалічному жароміцному сплаві. Кількість топологічно щільно упакованих фаз зростає зі збільшенням часу перебування при високих температурах. Топологічно щільно упаковані фази надають несприятливий або шкідливий вплив на механічні властивості монокристалічного жароміцного сплаву. Тому відомі платино-алюмінідні покриття неможливо використовувати для підвищення опору деградації монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію без погіршення механічних властивостей монокристалічного жароміцного сплаву. Іншими типами захисних покриттів, що широко застосовуються для лопатей турбін і напрямних апаратів, є алюмінід-силіцидні покриття, платино-алюмінід-силіцидні покриття, просто алюмінідні покриття і будь-які інші придатні алюмінідні покриття. Алюмінідні покриття завдаються, використовуючи процес алюмінування або алітування, наприклад, за допомогою процесів алітування в газоподібному середовищі без обмазки захисним покриттям, алітування в обмазці захисного покриття, хімічного осадження з парової фази і будь-яких інших процесів, добре відомих фахівцям. Одним із способів одержання алюмінід-силіцидних покриттів є осадження органічної суспензії з кремнієвим наповнювачем на поверхню жароміцного сплаву з наступним алітуванням в обмазці запобіжного покриття, як описано в патенті США 4310 574. Алюміній переносить кремній із суспензії при дифундуванні в жароміцний сплав. Іншим способом одержання алюмінід-силіцидних покриттів є осадження суспензії, що містить порошки елементарного алюмінію і металевого кремнію, на поверхню жароміцного сплаву з наступним нагріванням до температури вище 760°С для розплавлювання алюмінію і кремнію в суспензії з тим, щоб вони реагували з жароміцним сплавом і дифундували в жароміцний сплав. Ще одним способом одержання алюмінід-силіцидних покриттів є повторюване нанесення суспензії, що містить алюміній та кремній, і термообробка, як описано в патенті США 5 547 770. Ще одним способом одержання алюмінід-силіцидних покриттів є спосіб, що включає нанесення суспензії евтектики алюмінійкремній або суспензії порошків елементарного алюмінію і металевого кремнію на поверхню жароміцного сплаву, дифузійну термообробку для утворення поверхневого шару зі збільшеною товщиною і зниженим вмістом кремнію, і нашаровування шару, що містить безупинні прошаровуванні шари алюмінідної і силіцидної фаз, що чергуються, і дифузійний міжфазний межовий шар на жароміцному сплаві, як описано в опублікованій Європейській заявці на патент № 0619856А. Одним із способів одержання платино-алюмінід-силіцидних покриттів е спосіб, що включає нанесення платинового покриття на жароміцний сплав, потім нагрівання для забезпечення дифундування платини в лопаті турбіни і потім забезпечення одночасної дифузії алюмінію і кремнію з розплавленого стану в збагачені платиною лопаті турбіни, як описано в Європейському патенті № WO 95/23243 А., Ще одним способом одержання платино-алюмінід-силіцидних покриттів є спосіб, що включає нанесення платинового покриття на жароміцний сплав лопатей турбіни, потім нанесення шару кремнію і потім алітування (алюмінування), як описано в опублікованій Європейській заявці на патент № 0654542 А. Також можливо дифундувати кремній у лопаті турбіни, як описано в ЄР 0654542 А. Ще одним способом одержання платино-алюмінід-силіцидних покриттів є спосіб, що включає електрофоретичне осадження платинокремнієвого порошку на лопаті турбіни, термообробку для дифундування платини і кремнію в лопаті турбіни, електрофоретичне осадження алюмінієвого і хромового порошку на лопаті турбіни і потім термообробку для дифузії алюмінію і хрому в лопаті турбіни, як описано в патенті США №5057196. Встановлено, що якщо на лопаті турбіни або напрямного апарату з монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію нанесене платино-алюмінід-силіцидне покриття з використанням способу, описаного в W 095/23243 А, то на поверхні поділу між покриттям і монокристалічним жароміцним сплавом утворяться топологічно щільно упаковані фази. Вважається, що якщо на лопаті турбіни або напрямного апарату платино-алюмінід-силіцидне покриття нанесене за допомогою інших описаних способів, то топологічно щільно упаковані фази повинні будуть утворюватися. Також встановлено, що якщо на лопаті турбіни або напрямного апарату з монокристалічним жароміцним сплавом алюмінід-силіцидне покриття нанесене з використанням способу, описаного в патенті США № 5 547 770, то на поверхні поділу між покриттям і монокристалічним жароміцним сплавом утворяться топологічно щільно упаковані фази. Вважається, що якщо на лопаті турбіни або напрямного апарату з монокристалічного жароміцного сплаву алюмінід-силіцидне покриття нанесене за допомогою будь-якого іншого описаного способу, то повинні утворитися топологічно щільно упаковані фази. Автори думають, що саме високий вміст ренію в монокристалічному жароміцному сплаві є відповідальним за утворення топологічно щільно упакованих фаз і що ці фази будуть утворюватися в процесі простого алітування (алюмінування). Крім того, неможливо використовувати платино-алюмінід-силіцидні покриття для підвищення опору деградації монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію без погіршення механічних властивостей монокристалічного жароміцного сплаву. Даний винахід спрямований на створення способу алітування (алюмінування) монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію, що подолає вищезгадані проблеми. Згідно з даним винаходом передбачений спосіб алітування (алюмінування) жароміцного сплаву з високим вмістом ренію, що включає етапи: (а) модифікування поверхні жароміцного сплаву з високим вмістом ренію, (б) алітування (алюмінування) жароміцного сплаву з високим вмістом ренію для утворення алюмінідного покриття. Альтернативно етап (а) може включати нанесення шару відповідного придатного металу на поверхню жароміцного сплаву з високим вмістом ренію і термообробку для дифундування відповідного придатного металу в жароміцний сплав із високим вмістом ренію для зниження вмісту ренію в поверхні жароміцного сплаву з високим вмістом ренію. Придатним металом може бути будь-який метал, що модифікує дифузійні характеристики для поменшання утворення зон із високим вмістом ренію. Придатними металами можуть бути будь-які метали, сумісні з жароміцним сплавом, наприклад, кобальт, хром і подібні метали. Етап (б) може включати нанесення придатного металу на жароміцний сплав із високим вмістом ренію електроосадженням, шляхом металізації розпиленням, дифузійною металізацією в обмазці, дифузійною металізацією без обмазки, хімічним осадженням із парової фази або фізичним осадженням з парової фази. Винахід, зокрема, застосовується для платино-алюмінідних покриттів, платино-алюмінід-силіцидних покриттів і алюмінід-силіцидних покриттів, але може застосовуватися до всіх алюмінідних покриттів на жароміцних сплавах із високим вмістом ренію. Даний винахід далі буде цілком описано за допомогою прикладів із посиланням на прикладені креслення, на яких: Фіг.1 є видом у поперечному перетині відомого платино-алюмінідного покриття на монокристалічному жароміцному сплаві з низьким вмістом ренію. Фіг.2 є видом у поперечному перетині відомого платино-алюмінідного покриття на монокристалічному жароміцному сплаві з високим вмістом ренію. Фіг.3 є видом у поперечному перетині відомого платино-алюмінідного покриття на монокристалічному жароміцному сплаві з високим вмістом ренію після старіння при високій температурі. Фіг.4 є видом у поперечному перетині модифікованого хромом платино-алюмінідного покриття відповідно до даного винаходу на монокристалічному жароміцному сплаві з високим вмістом ренію. Фіг.5 є видом у поперечному перетині модифікованого кобальтом платинового покриття згідно з даним винаходом на монокристалічному жароміцному сплаві з високим вмістом ренію. Фіг.6 є видом у поперечному перетині модифікованого кобальтом платинового покриття згідно з даним винаходом на монокристалічному жароміцному сплаві з високим вмістом ренію після старіння при високій температурі. У відомому загальноприйнятому процесі, що платино-алітує, для монокристалічного жароміцного сплаву на монокристалічний жароміцний сплав електроосадженням або гальванічним способом наносять шар платини, і потім монокристалічний жароміцний сплав із нанесеним шаром платини піддають термообробці у вакуумі для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав. Термооброблений монокристалічний жароміцний сплав із платиновим покриттям алітують із використанням алітування в обмазці, алітування без контактування з газоподібним середовищем, хімічного осадження з парової фази або інших придатних способів. Алітований, із платиновим гальванічним покриттям, що продифундував, монокристалічний жароміцний сплав потім піддають термообробці в захисній атмосфері для оптимізації мікроструктури платино-алюмінідного покриття і максимального поліпшення механічних властивостей монокристалічного жароміцного сплаву. У процесі термообробки для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав після осадження шару платини на монокристалічний жароміцний сплав між платиною і монокристалічним жароміцним сплавом відбувається дифузія з утворенням поверхневого шару, що містить платину, нікель і інші елементи жароміцного сплаву. Етап дифузійної термообробки проводиться протягом проміжку часу і при температурі, достатніх для гарантування того, щоб платиновий шар, що продифундував, набував придатний склад для того, щоб у наступних технологічних етапах алітування і термообробки одержували необхідне платино-алюмінідне покриття. На Фіг.1 показане загальновідоме платино-алюмінідне покриття 12 на підкладинці 10 із монокристалічного жароміцного сплаву. Проте при термообробці монокристалічного жароміцного сплаву після нанесення платинового шару в результаті дифундування усередину платини створюється перед ним зона, збагачена ренієм і іншим тугоплавким елементом, наприклад, вольфрамом і хромом. У наступних технологічних етапах алітування і термообробки для одержання необхідного платино-алюмінідного покриття зона, збагачена ренієм і іншим тугоплавким елементом, зберігається всередині покриття. Ця збагачена ренієм і іншим тугоплавким елементом зона діє як ініціатор утворення топологічне щільно упакованих фаз. Топологічне щільно упаковані фази мають голчасту форму. Топологічне щільно упаковані фази утворяться на межі або поверхні поділу між монокристалічним жароміцним сплавом і платино-алюмінідним покриттям. Топологічне щільно упаковані фази утворяться або після всіх технологічних етапів для утворення алюмініду платини, або при наступному наданні впливу високої температури на алюмінід платини і монокристалічний жароміцний сплав із високим вмістом ренію. Топологічно щільно упаковані фази мають високий рівень вмісту ренію в порівнянні з монокристалічним жароміцним сплавом, і вони легше утворюються, коли вміст ренію в монокристалічному жароміцному сплаві збільшується. Топологічно щільно упаковані фази впливають на робочі характеристики вузла або деталі з монокристалічного жароміцного сплаву, оскільки області топологічне щільно упакованих фаз мають більш низький опір повзучості , ніж монокристалічний жароміцний сплав. Тому вони будуть знижувати корисне навантаження несучого перетину лопаті турбіни або напрямного апарату. На Фіг.3 показане загальноприйняте платино-алюмінідне покриття 22 на підкладинці з монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію після старіння при високій температурі. На межі поділу між платино-алюмінідним покриттям 22 і підкладинкою 20 з монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію присутні додаткові Топологічно щільно упаковані фази. Даний винахід модифікує поверхню монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію таким чином, який дозволяє платиновому шару дифундувати в монокристалічний жароміцний сплав з високим вмістом ренію на наступному етапі термообробки без утворення перед платиною зон, збагачених ренієм і іншими тугоплавкими елементами. Послідовні етапи алітування і термообробки створюють платино-алюмінідне покриття без топологічно щільно упакованих фаз на межі поділу між монокристалічним жароміцним сплавом з високим вмістом ренію. Приклад 1 Зразок загальноприйнятого монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з низьким вмістом ренію, наприклад, CMSX4, піддавали платино-алітуванню у відповідності з наступною процедурою. СSMX4, зроблений корпорацією Cannon-Muskegon Corporetion of 2875 Lincoln Street, Musketon, Michigan Ml 49443 - 0506, USA, мав паспортний склад 6,4% ваг. вольфраму, 9,5% ваг. кобальту, 6,5% ваг. хрому, 3,0% ваг. ренію, 5,6% ваг. алюмінію, 6,5% ваг. танталу, 1,0% ваг. титану, 0,1% ваг. гафнію, 0,6% ваг. молібдену, 0,006% ваг. вуглецю та інше нікель. Платиновий шар наносили на монокристалічний жароміцний сплав із низьким вмістом ренію на основі нікелю електроосадженням або гальванічним способом, шляхом металізації розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами до товщини в діапазоні від 2,5 до 12,5 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом від 1 до 4 годин при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав із низьким вмістом ренію на основі нікелю. Більш конкретно, платину наносили шляхом електроосадження (гальванічним способом) до товщини 7 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі протягом 1 години при температурі 1100°С. Потім монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з низьким вмістом ренію з нанесеної шляхом електроосадження платиною, що і продифундувала, алітували шляхом алітування в обмазці, алітування без обмазки або CVD алітування в діапазоні температур від 700°С до 1150°С. Більш конкретно, монокристалічний жароміцний сплав із низьким вмістом ренію на основі нікелю з нанесеної шляхом електроосадження (гальванічним способом) платиною, що і продифундувала , алітували в обмазці протягом 20 годин при температурі 875°С. Потім алітований платиною монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з низьким вмістом ренію піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом 1 години при температурі 1100°С і протягом 16 годин при температурі 870°С. Був отриманий монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з низьким вмістом ренію з платино-алюмінідним покриттям, який показаний на Фіг.1. Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з низьким вмістом ренію з платино-алюмінідним покриттям піддавали іспитам на циклічне окислювання протягом 200 годин при температурі 1050°С та протягом 100 годин при температурі 1100°С, і під платино-алюмінідним покриттям не було виявлено ніяких топологічне щільно упакованих фаз у жодному з випадків. Приклад 2 Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію, наприклад, CMSXIO піддавали платино-алітуванню у відповідності з наступною процедурою. Монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю, що містить реній, відомий як CMSXIO, виробляється корпорацією Cannon-Muskegon Corporation of 2875 Lincoln Street, Muskegon, Michigan Ml 49443 - 0506, USA. Цей сплав мав паспортний склад у межах від 3,5 до 6,5% ваг. вольфраму, від 2,0 до 5,0% ваг. кобальту, від 1,9 до 3,0% ваг. хрому, від 5,5 до 6,0% ваг. ренію, від 5,3 до 6,5% ваг. алюмінію, від 8,0 до 10,0% ваг. танталу, від 0,2 до 0,8% ваг. титану, від 0,25 до 1,5% ваг. молібдену, від 0 до 0,03% ваг. ніобію, від 0,02 до 0,05% ваг. гафнію, від 0 до 0,04% ваг. вуглецю й інше нікель. Платиновий шар наносили на зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію електроосадженням (гальванічним способом), за допомогою металізації розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами до товщини в діапазоні від 2,5 до 12,5 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом від 1 до 4 годин при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію. Більш конкретно, платиновий шар наносили електроосадженням (гальванічним способом) до товщини 7 мікрон і піддавали термообробці протягом 1 години при температурі 1100°С. Потім зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з покриттям платини , що продифундувала , алітували, використовуючи алітування в обмазці, алітування без обмазки або CVD алітування, при температурі в діапазоні від 700°С до 1150°С. Зокрема, зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з покриттям платини , що продифундувала , алітували, використовуючи алітування без обмазки протягом 6 годин при температурі 1080°С. Потім платино-алітовані зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію піддавали термообробці в захисній атмосфері протягом 1 години при температурі 1100°С і протягом 16 годин при 870°С. На Фіг.2 показана підкладинка 20 із монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з платино-алюмінідним покриттям 22. Один із зразків був досліджуваний, і при цьому було встановлено, що зони, що містять топологічно щільно упаковані фази, знаходяться на глибині 30 мікрон біля поверхні або межі поділу між алюмінідом платини і монокристалічним жароміцним сплавом на основі нікелю, що містить реній. Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з платиноалюмінідним покриттям були піддані іспитам на циклічне окислювання протягом 100 годин при температурі 1100°С, і наступною перевіркою був виявлений зростання топологічно щільно упакованих фаз з утворенням безперервної зони глибиною 160 мікрон біля поверхні поділу між алюмінідом платини і монокристалічним жароміцним сплавом, що містить реній. На Фіг.3 показана підкладинка 20 з монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з платино-алюмінідним покриттям 22, що має топологічно щільно упаковані фази 24, після старіння при температурі 1100°С. Приклад 3 Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом нікелю покривали платино-алюмінідним покриттям у відповідності з наступною процедурою. Монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію відомий як CMSXIO і виробляється корпорацією CannonMuskegon Corporation of 2875 Lincoln Street, Muskegon, Michigan Ml 49443 - 0506, USA. Цей сплав має паспортний склад, вказаний вище. Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію мали поверхню, модифіковану шляхом формування збагаченого хромом поверхневого шару, одержаного електроосадженням (гальванічним способом), або шляхом металізації розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами плюс дифузійною термообробкою у вакуумі або захисній атмосфері. Зокрема, збагачення хромом здійснювали шляхом хромування без обмазки протягом 3 годин при температурі 1100°С до утворення збагаченого хромом поверхневого шару глибиною 15 мікрон. Платиновий шар наносили на збагачений хромом монокристалічний жароміцний сплав, що містить реній, на основі нікелю електроосадженням (гальванічним способом), металізацією розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами до товщини в межах від 2,5 до 12,5 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом від 1 до 4 годин при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю, що містить реній. Зокрема, платиновий шар наносили шляхом електроосадження до товщини 7 мікрон і піддавали термообробці протягом 1 години при температурі 1100°С. Потім хромований, покритий платиною, що продифундувала, монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію алітували шляхом алітування в обмазці, алітування без обмазкиабо CVD алітування в діапазоні температур від 700°С до 1150°С. Зокрема, хромований, покритий платиною, що продифундувала, монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію алітували з використанням алітування без обмазки протягом 6 годин при температурі 1080°С. Платино-алітований, хромований монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію піддавали термообробці протягом 1 години при температурі 1100°С плюс протягом 16 годин при температурі 870°С. Один із зразків досліджували, і на межі поділу між алюмінідом платини і монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію не було виявлено зон, що містять топологічно щільно упаковані фази. Деякі зразки піддавали впливу окисного середовища протягом 100 годин при температурі 1100°С, і наступна перевірка не виявила топологічно щільно упакованих фаз на межі поділу між алюмінідом платини і монокристалічним жароміцним сплавом на основі нікелю, що містить реній. На Фіг.4 показана підкладинка ЗО із монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом нікелю з модифікованим хромом платино-алюмінідним покриттям 32. Приклад 4 Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію покривали платино-алюмінідним покриттям у відповідності з наступною процедурою. Монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію відомий як CMSXIO і виробляється корпорацією CannonMuskegon Corporation of 2875 Lincoln Street, Muskegon, Michigan Ml 49443 - 0506, USA. Цей сплав має паспортний склад, що обговорювався вище. Зразки монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію мали поверхню, модифіковану формуванням збагаченого кобальтом поверхневого шару, отриманого електроосадженням (гальванічним способом), металізацією розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами плюс дифузійною термообробкою у вакуумі або захисній атмосфері. Кобальтовий шар наносили на монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію шляхом електроосадження (гальванічним способом), металізацією розпиленням, CVD, PVD або іншими придатними способами до товщини від 2,5 до 12,5 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом 1 години при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С. Зокрема, кобальтовий шар наносили на монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію гальванічним способом до товщини 7 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі протягом 1 години при температурі 1100°С. Платиновий шар наносили на збагачений кобальтом монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію шляхом електроосадження, металізацією розпиленням, CVD, PVD або іншим придатним способом до товщини в межах від 2,5 до 12,5 мікрон і піддавали термообробці у вакуумі або захисній атмосфері протягом від 1 до 4 годин при температурі в діапазоні від 900°С до 1150°С для дифундування платини в монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію. Зокрема, платиновий шар наносили шляхом електроосадження до товщини 7 мікрон і піддавали термообробці протягом 1 години при температурі 1100°С. Потім збагачений кобальтом із покриттям платини, що продифундувала, монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю алітували за допомогою алітування в обмазці, алітування без обмазки або CVD алітування при температурі в діапазоні від 700°С до 1150°С. Зокрема, зразки збагаченого кобальтом із покриттям платини, що продифундувала, монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію алітували, використовуючи алітування без обмазки протягом 6 годин при температурі 1080'С. Платино-алітований збагачений кобальтом монокристалічний жароміцний сплав на основі нікелю з високим вмістом ренію піддавали термообробці протягом 1 години при температурі 1100°С плюс протягом 16 годин при температурі 870°С. Один із зразків досліджували, і в результаті перевірки на межі поділу між платино-алюмінідним покриттям і монокристалічним жароміцним сплавом на основі нікелю з високим вмістом ренію не було виявлено зон, що містять топологічне щільно упаковані фази. На Фіг. 5 показана підкладинка 40 із монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з модифікованим кобальтом платино-алюмінідним покриттям 42. Деякі із зразків піддавали впливу окисного середовища протягом 100 годин при температурі 1100°С, і наступна перевірка не виявила топологічне щільно упакованих фаз на межі поділу між алюмінідом платини і монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію. На Фіг.6 показана підкладинка з монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію з модифікованим кобальтом платино-алюмінідним покриттям 42. Також можна підготувати поверхню монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію шляхом зниження рівня ренію на поверхні монокристалічного жароміцного сплаву на основі нікелю з високим вмістом ренію перед нанесенням платини на монокристалічний жароміцний сплав, що містить реній. Реній може бути усунений із поверхні монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію за допомогою газів, що селективно реагують із ренієм у жароміцному сплаві при високих температурах для усунення ренію. Хоча даний винахід відноситься до монокристалічних жароміцних сплавів на основі нікелю з високим вмістом ренію, винахід також може бути застосований до будь-яких жароміцних сплавів на основі нікелю з високим вмістом ренію. Хоча даний винахід відноситься до платино-алюмінідних покриттів, винахід також може бути застосований до інших алюмінідних покриттів металів платинової групи, наприклад, алюмініду паладію, алюмініду родію або до покриттів із комбінацій цих алюмінідів металів платинової групи. Винахід також може бути застосований до одержання покриттів алюмінідів металів платинової групи на монокристалічних жароміцних сплавах на основі нікелю з високим вмістом ренію для керамічних теплоізолюючих покриттів або облицювань, наприклад, отриманих плазмовим напилюванням або PVD керамічних теплоизолюючих покриттів. Хоча винахід відноситься до платино-алюмінідних покриттів, він також може бути застосований до платино-алюмінідно-силіцидних покриттів, алюмінід-силіцидних покриттів, простих алюмінідних покриттів і інших придатних алюмінідних покриттів. У випадку платино-алюмінід-силіцидних покриттів поверхня монокристалічного жароміцного сплаву з високим вмістом ренію модифікують шляхом нанесення придатного металу, наприклад, хрому або кобальту, і термообробки або шляхом зниження вмісту ренію перед нанесенням платино-алюмінідсиліцидного покриття. У випадку алюмінід-силіцидних покриттів і алюмінідних покриттів поверхня жароміцного сплаву з високим вмістом ренію модифікують шляхом нанесення придатного металу, наприклад, хрому або кобальту, і термообробки або шляхом зниження вмісту ренію перед нанесенням алюмінідного покриття або алюмінід-силіцидного покриття. У даному описі приведений більш докладний опис цих покриттів, і додаткові подробиці можна знайти, посилаючись на вищезгадані патенти та опубліковані описи патентів.
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: C23C 2/04, C23C 10/50, C23C 10/48, C23C 10/58
Мітки: алітування, високим, ренію, спосіб, жароміцного, сплаву, вмістом
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-46752-sposib-alituvannya-zharomicnogo-splavu-z-visokim-vmistom-reniyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб алітування жароміцного сплаву з високим вмістом ренію</a>
Попередній патент: Спосіб і пристрій для формування даних для різних швидкостей передачі даних в системі зв’язку
Наступний патент: Станок для фіксації переважно овець при ембріотрансплантації та штучному осіменінні методом лапароскопії
Випадковий патент: Механізм зв'язку кріплення з виїмковою машиною фронтального агрегату