組合物和構件制造技術

提供一種作為粘結涂層有用的組合物。組合物包含大約3％至大約7％的鉻、大約10％至大約30％的鎳、大約12％至大約18％的鋁、大約0.0005％至大約0.15％的釔、大約0.0％至大約16％的強化劑、余量的鈷，以及附帶的雜質。還提供一種構件，該構件包括具有施加于其的至少一層組合物的基底。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】提供一種作為粘結涂層有用的組合物。組合物包含大約3％至大約7％的鉻、大約10％至大約30％的鎳、大約12％至大約18％的鋁、大約0.0005％至大約0.15％的釔、大約0.0％至大約16％的強化劑、余量的鈷，以及附帶的雜質。還提供一種構件，該構件包括具有施加于其的至少一層組合物的基底。【專利說明】組合物和構件
本專利技術涉及組合物和具有粘結涂層的構件。更具體地，本專利技術涉及低鉻粘結涂層。
技術介紹
燃氣渦輪內的運行環境是熱有害且化學有害的。例如，燃氣渦輪內的運行溫度可在從大約1200° F至高于2500° F(大約650°C至高于1370°C )的范圍內。此類高溫使得具有高抗氧化性的特種合金的使用成為必要。因此，燃氣渦輪熱氣路構件典型地由鎳基或鉆基超合金制成。 通過使用能夠保護底層合金免受通過氧化、熱腐蝕等被降解的涂層，在熱氣路構件的高溫能力方面，已經實現了顯著進步。例如，典型地在渦輪構件上使用熱障涂層(TBC)系統，以在運行期間保護構件免受高溫。TBC系統由沉積在抗氧化金屬粘結涂層上的隔熱陶瓷表涂層構成，該抗氧化金屬粘結涂層進而施加于金屬基底，形成構件。 MCrAH粘結涂層在現有技術中廣為人知。它們是一類高溫涂層，其中M選自鐵、鎳和鈷的一種或者它們的組合。常規的MCrAH粘結涂層典型地包含按重量計大約10%至大約35%的鉻(Cr)。鉻在中等高溫下提供了卓越的抗熱腐蝕性和極好的抗氧化性。大約1600° F(871°C)及以上，鉻通過形成不穩定的Cr氧化物而逐漸開始部分地失去其有效性。粘結涂層中Cr的高濃度還導致在金屬涂層和基底之間的更顯眼的相互擴散，以在擴散對中建立化學平衡。在現代熱氣路運行環境下，Cr的高濃度不是必需的。 粘結涂層和具有帶低鉻的粘結涂層的渦輪構件將在現有技術中為合乎需要的。
技術實現思路
在示例性實施例中，提供了一種用于粘結涂層的組合物。組合物包含按重量計大約3%至大約7%的鉻、大約10%至大約30%的鎳、大約12%至大約18%的鋁、大約0.0005%至大約0.15%的釔、大約0.0%至大約16%的強化劑、余量的鈷，以及附帶的雜質。 在另一個示例性實施例中，提供了一種構件。構件包括基底和施加于基底的至少一層粘結涂層。粘結涂層包含按重量計大約3%至大約7%的鉻、大約10%至大約30%的鎳、大約12%至大約18%的鋁、大約0.0005%至大約0.15%的釔、大約0.0%至大約16%的強化劑、余量的鈷，以及附帶的雜質。 一種組合物，包括按重量計--大約3%至大約7%的鉻；大約10%至大約30%的鎳；大約12%至大約18%的鋁；大約0.0005%至大約0.15%的釔；大約0.0%至大約16%的強化劑；余量的鈷；以及附帶的雜質。 強化劑選自鶴、鉬、鉭、碳、鈦、給、銀、硼、錯，以及它們的組合。 鉻的濃度按重量計為大約3.5%至大約6.9%。 鉻的濃度按重量計為大約3.9%至大約6.5%。 鎳的濃度按重量計為大約15%至大約25%。 鎳的濃度按重量計為大約18%至大約23%。 鋁的濃度按重量計為大約12%至大約16%。 鋁的濃度按重量計為大約13%至大約15%。 釔的濃度按重量計為大約0.001%至大約0.12%。 強化劑的濃度按重量計為高達13%。 強化劑的濃度按重量計為高達10%。 鈷的濃度按重量計為大約45%至大約70%。 組合物為粘結涂層。 一種構件，包括:基底；施加于基底的至少一層粘結涂層，粘結涂層包括按重量計:大約3%至大約7%的鉻；大約10%至大約30%的鎳；大約12%至大約18%的鋁；大約 0.0005%至大約0.15%的釔；大約0.0%至大約16%的強化劑；余量的鈷；以及附帶的雜質。 構件進一步包括沉積在至少一層粘結涂層上的熱障涂層。 基底包括鐵基超合金、鎳基超合金、鈷基超合金，或它們的組合。 鉻的濃度按重量計為大約3.5%至大約6.9%。 鉻的濃度按重量計為大約3.9%至大約6.5%。 構件為渦輪構件。 本專利技術的其它特征和優點將從優選實施例的以下更詳細的描述為顯而易見的，該優選實施例經由實例示出了本專利技術的原理。 具體實施例 提供了作為粘結涂層有用的組合物以及包括基底的構件，該基底具有施加于其的至少一層粘結涂層。本公開的實施例在粘結涂層中提供了按重量計大約3%至大約7%的降低的鉻(Cr)。本公開的實施例的一個優點在于:將粘結涂層中的Cr水平降低至基底合金Cr水平(例如，N500，R108)將消除或最小化在粘結涂層和基底之間的鉻相互擴散。本公開的實施例的另一個優點在于:粘結涂層中的低水平Cr添加將通過吸除效應增強外部氧化鋁形成。本公開的實施例的又一個優點在于:移除粘結涂層中的過量的Cr將實現將更多鋁添加于粘結涂層。實施例的另一個優點包括:控制粘結涂層中的鉻濃度允許進一步合金化機會，以優化用于改進的渦輪效率的系統能力。本公開的實施例的另一個優點在于:低水平的絡還將使粘結涂層能夠以強化元素(諸如鶴、鉬、鉭、碳、鈦、給、銀、硼、錯以及它們的組合)加強。本公開的實施例的又一個優點在于:具有改進強度和抗氧化性的粘結涂層。本公開的實施例的另一個優點在于:具有較高溫度能力和更好抗熱機械疲勞性以減輕粘結涂層開裂的低成本粘結涂層。 將在下面描述本專利技術的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可不在說明書中描述實際實施的所有特征。應當理解，在任何此類實際實施的開發中，如在任何工程或設計項目中，必須作出許多特定實施決定以實現開發者的特定目的，諸如符合系統相關且商業相關的約束，這可從一個實施變化到另一個實施。此外，應當理解，此類開發努力可為復雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術人員而言，仍將是設計、制作和制造的日常工作。 當介紹本專利技術的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個或更多個。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。 文中所用的用語“粘結涂層”為在涂層(例如熱障涂層(TBC))的沉積之前沉積在基底上的金屬層。 文中所用的還簡寫為“TBC”的用語“熱障涂層”指的是能夠降低至物品的底層金屬基底的熱流(即，形成熱障)的陶瓷涂層。 用于描述在基底或其它層上形成層的用語“沉積”、“正沉積”、“被沉積”、“施加”、“被施加”、“被沉積”、“沉積在...上”等表示涂層位于基底或其它層上并且與基底或其它層至少部分地接觸。 示例性的組合物包括鈷、鎳、鋁、鉻、釔、強化劑，以及附帶的雜質。 在一個實施例中，作為粘結涂層有用的組合物沉積在渦輪構件(諸如渦輪噴嘴、渦輪葉片、渦輪動葉、渦輪燕尾件，和/或任何其它合適的構件)的全部或一部分上。 在一個實施例中，鎳的濃度按重量計為大約10%至大約30%之間。在另外的實施例中，鎳的濃度按重量計為大約15%至大約25%之間，或者可選地在大約18%至大約23%之間、大約18 %、大約19 %、大約20 %、大約21 %、大約22 %、大約23 %，或者它們的任何合適的組合、子組合、范圍，或子范圍。 在一個實施例中，鋁的濃度按重量計為大約12%至大約16%之間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合物，包括按重量計，大約3％至大約7％之間的鉻；大約10％至大約30％的鎳；大約12％至大約18％的鋁；大約0.0005％至大約0.15％的釔；大約0.0％至大約16％的強化劑；余量的鈷；以及附帶的雜質。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：K·奧納爾，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：美國;US