Стойкое к растрескиванию металлическое изделие (варианты) и способ уменьшения растрескивания металлических изделий - RU2005112931A

Реферат

1. Стойкое к растрескиванию металлическое изделие, отличающееся тем, что оно содержит металлическую подложку, по меньшей мере одно керамическое теплозащитное покрытие и керамическое связующее покрытие, расположенное между указанной металлической подложкой и указанным по меньшей мере одним керамическим теплозащитным покрытием, причем керамическое теплозащитное покрытие содержит диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo и С, оксидов редкоземельных металлов, скандия, и индия, а керамическое связующее покрытие состоит из диоксида циркония, стабилизированного иттрием.

2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что металлическая подложка выполнена из материала, выбранного из группы, состоящей из стали, суперсплава, титанового сплава, и медного сплава.

3. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит слой термически выращенного оксида, размещенный между указанной металлической подложкой и указанным керамическим связующим покрытием.

4. Изделие по п.1, отличающееся тем, что толщина указанного керамического связующего покрытия составляет приблизительно от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

5. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит наружное керамическое покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность указанного керамического теплозащитного покрытия и содержащее диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Sm, La, Yb, Ce, Lu, Mo, оксидов редкоземельных металлов, иттрия, скандия, индия, и их смесей.

6. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно содержит керамический слой, размещенный между указанными керамическим теплозащитным покрытием и слоем керамического связующего из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.

7. Изделие по п.6, отличающееся тем, что толщина указанного керамического слоя составляет приблизительно от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

8. Изделие по п.1, отличающееся тем, что указанное керамическое теплозащитное покрытие нанесено посредством процесса, выбранного из группы, состоящей из термического напыления, распыления, и электроннолучевой конденсации из жидкой фазы, и имеет теплопроводность приблизительно менее 1,5 Вт/(м·°С).

9. Изделие по п.1, отличающееся тем, что оно является элементом газотурбинного двигателя.

10. Изделие по п.3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит слой металлического связующего покрытия, расположенный между указанными слоем термически выращенного оксида и металлической подложкой.

11. Изделие по п.10, отличающееся тем, что указанное металлическое связующее покрытие выполнено из материала, выбранного из группы, содержащей MCrAlY в виде наружного слоя и алюминид, причем указанная металлическая подложка выполнена из суперсплава на основе никеля с возможностью образования слоя оксида алюминия.

12. Способ уменьшения растрескивания металлических изделий, отличающийся тем, что изготавливают металлическую подложку, затем наносят на указанную металлическую подложку по меньшей мере одно керамическое теплозащитное покрытие, содержащее диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo и С, оксидов редкоземельных металлов, скандия, и индия, и наносят между указанными металлической подложкой и теплозащитным покрытием керамическое связующее покрытие состоящее из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанное керамическое связующее покрытие наносят с толщиной приблизительно от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанную металлическую подложку изготавливают из материала, выбранного из группы, состоящей из стали, суперсплава, титанового сплава, и алюминиевого сплава.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что между указанной металлической подложкой и указанным керамическим связующим покрытием дополнительно наносят слой термически выращенного оксида.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что на наружную поверхность указанного керамического теплозащитного покрытия дополнительно наносят наружное керамическое покрытие, содержащее диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo и С, оксидов редкоземельных металлов, скандия, и индия, и их смесей.

17. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно наносят керамический слой между двумя указанными керамическим теплозащитным покрытием и слоем керамического связующего из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что указанный керамический слой наносят с толщиной от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанное керамическое теплозащитное покрытие наносят на указанную металлическую подложку посредством процесса, выбранного из группы, состоящей из термического напыления, распыления и электронно-лучевой конденсации из жидкой фазы.

20. Способ по п.12, отличающийся тем, что на указанную металлическую подложку наносят указанное керамическое теплозащитное покрытие, имеющее теплопроводность приблизительно менее 1,5 Вт/(м·°С).

21. Стойкое к растрескиванию металлическое изделие, отличающееся тем, что оно содержит металлическую подложку, по меньшей мере одно керамическое теплозащитное покрытие, керамическое связующее покрытие, расположенное между указанными металлической подложкой и по меньшей мере одним керамическим теплозащитным покрытием, слой термически выращенного оксида, расположенный между указанными металлической подложкой и керамическим связующим покрытием, и слой металлического связующего покрытия, расположенный между указанными термически выращенным оксидом и металлической подложкой, причем указанное керамическое теплозащитное покрытие содержит диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, In, Y, Mo и С, оксидов редкоземельных металлов, скандия, и индия, а указанное керамическое связующее покрытие состоит из диоксида циркония, стабилизированного иттрием.

22. Изделие по п.21, отличающееся тем, что металлическая подложка выполнена из материала, выбранного из группы, состоящей из стали, суперсплава, титанового сплава и медного сплава.

23. Изделие по п.21, отличающееся тем, что толщина указанного керамического связующего покрытия составляет приблизительно от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

24. Изделие по п.21, отличающееся тем, что оно содержит наружное керамическое покрытие, нанесенное на внешнюю поверхность указанного керамического теплозащитного покрытия и содержащее диоксид циркония в качестве основы и по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из Sm, La, Yb, Се, Lu, Mo, оксидов редкоземельных металлов, иттрия, скандия, индия, и их смесей.

25. Изделие по п.21, отличающееся тем, что оно содержит керамический слой, размещенный между двумя указанными керамическим теплозащитным покрытием и слоем керамического связующего из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия.

26. Изделие по п.25, отличающееся тем, что толщина указанного керамического слоя составляет приблизительно от 12,7 до 76,2 мкм, предпочтительно около 25,4 мкм.

27. Изделие по п.21, отличающееся тем, что указанное керамическое теплозащитное покрытие нанесено посредством процесса, выбранного из группы, состоящей из термического напыления, распыления, и электроннолучевой конденсации из жидкой фазы, и имеет теплопроводность приблизительно менее 1,5 Вт/(м·°С).

28. Изделие по п.21, отличающееся тем, что оно является элементом газотурбинного двигателя.

29. Изделие по п.21, отличающееся тем, что указанное металлическое связующее покрытие выполнено из материала, выбранного из группы, содержащей MCrAlY в виде наружного слоя и алюминид, причем указанная металлическая подложка выполнена из суперсплава на основе никеля с возможностью образования слоя оксида алюминия.