包含铬和铝的涂层组合物以及利用其形成的涂层制造技术

本公开总体上涉及包含铬和铝的涂层组合物以及利用其形成的涂层，并且更具体地涉及用于各种气体轮机应用的粘结涂层组合物和涂层

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含铬和铝的涂层组合物以及利用其形成的涂层
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于
2021
年2月
22
日提交的题为“MCRALY BONDCOAT ALLOYS”的美国临时申请号
62/151,934
的优先权权益，其内容整体通过引用并入本文
。


[0002]本公开总体上涉及包含铬和铝的涂层组合物以及利用其形成的涂层，并且更具体地涉及用于各种气体轮机应用的粘结涂层组合物和涂层
。

技术实现思路

[0003]本文公开了热喷涂原料材料的实施方式，该热喷涂原料材料包含以重量百分比
(wt.
％
)
计的镍：
18
‑
31
；钴：
18
‑
31
；铁：
18
‑
31
；铬：
16
‑
27
；和铝：2‑
13。
在其他实施方式中，热喷涂原料材料包含，以重量百分比计：
Ni
：约
12.15
‑
约
23.73、Co
：约
23.34
‑
约
48.78、Fe
：约
11.56
‑
约
22.58、Cr
：约
5.03
‑
约
21.03、
和
Al
：约
8.84
‑
约
16.75。
在一些实施方式中，原料材料进一步包含
0.25
‑
1wt.
％的钇
。
[0004]在一些实施方式中，原料材料被配置以在平衡热力学条件下具有
85
％或更高的第一和第二基体接近度
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在平衡热力学条件下具有
90
％或更高的第一和第二基体接近度
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在平衡热力学条件下具有
95
％或更高的第一和第二基体接近度
。
[0005]在一些实施方式中，原料材料被配置以在平衡热力学条件下具有在
0K
至
150K
范围内的
B2
形成
Δ
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在平衡热力学条件下具有在
25K
至
80K
范围内的
B2
形成
Δ
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含
40
％或更多的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含
45
％或更多的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含
50
％或更多的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含由上述任何百分比所限定的范围内的任何百分比的
B2
有序相
。
[0006]在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含5摩尔％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含
10
摩尔％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含
20
摩尔％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，原料材料被配置以在热力学平衡条件下包含由上述任何百分比所限定的范围内的摩尔％的抗氧化相
。
在一些实施方式中，抗氧化相包含碳化物，如铬碳化物
。
[0007]本文还公开了由本文公开的原料材料形成的涂层的实施方式
。
该涂层可以是热喷涂涂层和
/
或粘结涂层
。
应当理解，在本文所述的各种实施方式中，原料材料和涂层中的一者的任何材料特征，包括组成和
/
或热力学性质，也可以存在于本文所述的原料和涂层中的另一者中
。
[0008]在一些实施方式中，涂层包含至少
85
摩尔％或更多的精细尺度
(fine scale)
相
。
在一些实施方式中，涂层包含至少
90
摩尔％或更多的精细尺度相
。
在一些实施方式中，涂层包含至少
95
摩尔％或更多的精细尺度相
。
在一些实施方式中，涂层包含由上述任何百分比所限定的范围内的摩尔％的精细尺度相
。
[0009]在一些实施方式中，涂层包含至少
40
摩尔％的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，涂层包含至少
45
摩尔％的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，涂层包含至少
50
摩尔％的
B2
有序相
。
在一些实施方式中，涂层包含由上述任何百分比所限定的范围内的摩尔％的
B2
有序相
。
[0010]在一些实施方式中，涂层包含5体积％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，涂层包含
15
体积％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，涂层包含
20
体积％或更多的抗氧化相
。
在一些实施方式中，抗氧化相包含铬碳化物
。
在一些实施方式中，涂层包含由上述任何百分比所限定的范围内的体积％的抗氧化相
。
[0011]在一些实施方式中，涂层在
1150℃
下的
FCT
测试过程中可以呈现在失效前多于
270
次循环
。
在一些实施方式中，涂层在
1150℃
下的
FCT
测试过程中可以呈现在失效前多于
300
次循环
。
在一些实施方式中，涂层在
1150℃
下的
FCT
测试过程中可以呈现在失效前多于
330
次循环
。
[0012]在一些实施方式中，涂层被施加在
Ni
系超合金上
。
在一些实施方式中，涂层可包括施加到涂层上的热障涂层
。
在一些实施方式中，热喷涂涂层包含，以重量百分比
(wt.
％
)
计：镍：
18
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
热喷涂原料材料，其包括，以重量百分比
(wt.
％
)
计：镍：
18
‑
31
；钴：
18
‑
31
；铁：
18
‑
31
；铬：
16
‑
27
；和铝：2‑
13。2.
根据权利要求1所述的热喷涂原料材料，其进一步包含
0.25
‑
1wt.
％的钇
。3.
根据权利要求1所述的热喷涂原料材料，其中所述热喷涂原料材料在平衡热力学条件下具有
0K
至
150K
的
B2
形成
Δ
，其中所述
B2
形成
Δ
是在相图的温度轴上
B2
有序相的形成温度和与所述
B2
有序相紧邻的无序相的形成温度之间的温度差
。4.
根据权利要求3所述的热喷涂原料材料，其中在平衡热力学条件下所述
B2
形成
Δ
为
25K
至
80K。5.
根据权利要求1所述的热喷涂原料材料，其进一步包含在热力学平衡条件下
40
摩尔％或更多的
B2
有序相
。6.
根据权利要求1所述的热喷涂原料材料，其进一步包含在热力学平衡条件下5摩尔％或更多的一种或多种抗氧化相，其中抗氧化相包括金属的化合物，所述金属的化合物与所述金属相比具有更高抗氧化性
。7.
根据权利要求6所述的热喷涂原料材料，其中所述抗氧化相包含铬碳化物
。8.
热喷涂涂层，其包括，以重量百分比
(wt.
％
)
计：镍：
18
‑
31
；钴：
18
‑
31
；铁：
18
‑
31
；铬：
16
‑
27
；和铝：2‑
13。9.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其包含
85
摩尔％或更多的
10nm
‑
100nm
尺寸的相
。10.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其包含至少
40
摩尔％的
B2
有序相
。11.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其包含5体积％或更多的抗氧化相，其中抗氧化相包括金属的化合物，所述金属的化合物与所述金属相比具有更高抗氧化性
。12.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其中所述抗氧化相包含铬碳化物
。13.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其中所述涂层在
1150℃
下的
FCT
测试过程中呈现在失效前大于
270
次循环
。14.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其中所述涂层被施加到
Ni
系超合金上
。15.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其中所述涂层具有被施加在其上的热障涂层
。16.
根据权利要求
15
所述的热喷涂涂层，其中所述热障涂层包含氧化钇稳定化的氧化锆
。17.
根据权利要求8所述的热喷涂涂层，其进一步包含
0.25
‑
1wt.
％的钇
。18.
粘结涂层材料，其包含：
M、Cr
和
Al
，其中
M
是
Ni、Co
和
Fe
中的一种或多种，其中所述粘结涂层材料在平衡热力学下在冷却时从液体中析出
BCC
有序相以及
BCC
或
FCC
晶体结构的无序金属相；以及微结构，在以
20
°
K/
秒或更慢的速率从液态固化时所述微结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：欧瑞康美科美国公司，
类型：发明
国别省市：