RU2712679C1 - Cermet coating - Google Patents
Cermet coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712679C1 RU2712679C1 RU2018129854A RU2018129854A RU2712679C1 RU 2712679 C1 RU2712679 C1 RU 2712679C1 RU 2018129854 A RU2018129854 A RU 2018129854A RU 2018129854 A RU2018129854 A RU 2018129854A RU 2712679 C1 RU2712679 C1 RU 2712679C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- coating
- nickel
- boron
- barium
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011195 cermet Substances 0.000 title description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical class [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical compound [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 239000002320 enamel (paints) Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
- B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/12—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области покрытий для защиты поверхности сплавов на никелевой основе от воздействия агрессивных сред в условиях работы турбин жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), работающих в высокотемпературном потоке окислительного генераторного газа, содержащего частицы сплава АМг6, являющегося инициатором загорания.The invention relates to the field of coatings for protecting the surface of nickel-based alloys from exposure to aggressive environments in the conditions of operation of turbines of liquid rocket engines (LRE) operating in a high-temperature stream of oxidizing generator gas containing particles of the AMg6 alloy, which initiates ignition.
Известно использование для защиты никелевых сплавов от возгорания стеклоэмалевых покрытий, непосредственно наносимых на сплав без промежуточного металлического слоя, например, никелевого (С.С. Солнцев «Защитные технологические покрытия и тугоплавкие эмали», М., Машиностроение, 1984, с. 200), устойчивые к воздействию высокоскоростной газовой коррозии (до 900°C). Однако в условиях работы турбонасосного агрегата приходится иметь дело с высокоскоростным и высокотемпературным потоком кислорода, содержащего частицы сплава АМг6, которые могут привести к возгоранию. Поэтому описанные стеклоэмалевые и стеклокерамические покрытия не решают задачи защиты от возгорания в вышеуказанных условиях работы турбонасосного агрегата и разрушаются уже при температуре около 650°C.It is known to use glass-enamel coatings directly applied to an alloy without an intermediate metal layer, for example, nickel, to protect nickel alloys from ignition (S. S. Solntsev “Protective technological coatings and refractory enamels”, Moscow, Mashinostroenie, 1984, p. 200), resistant to high-speed gas corrosion (up to 900 ° C). However, under the conditions of operation of a turbopump unit, one has to deal with a high-speed and high-temperature stream of oxygen containing AMg6 alloy particles, which can lead to fire. Therefore, the described glass-enamel and glass-ceramic coatings do not solve the problem of protection against fire in the above operating conditions of the turbopump unit and are destroyed even at a temperature of about 650 ° C.
Для повышения устойчивости керамического слоя в его состав добавляют металлические порошки, в частности порошок никеля, что приводит к повышению прочности сцепления покрытия со сплавом и соответственно к эрозионной стойкости, стойкости к циклическому воздействию температур и вибрационных нагрузок, а также к повышению пластичности по сравнению с керамическими или стеклокерамическими покрытиями (авторское свидетельство №916458, МКИ С03С 8/16, 8/06; А.А. Аппен «Температуроустойчивые неорганические покрытия», Л., «Химия», 1976, с. 157-159). Однако в условиях работы турбонасосного агрегата при температурах до 900°С эти покрытия расплавляются и уносятся потоком. Покрытие (патент РФ №2078849, МКИ С23С 24/00, 30/00) имеет недостаточную прочность сцепления со сплавом и подколы на деталях при работе указанного агрегата.To increase the stability of the ceramic layer, metal powders, in particular nickel powder, are added to its composition, which leads to an increase in the adhesion strength of the coating to the alloy and, accordingly, to erosion resistance, resistance to cyclic effects of temperatures and vibration loads, and also to increased ductility compared to ceramic or glass-ceramic coatings (copyright certificate No. 916458, MKI C03C 8/16, 8/06; A.A. Appen “Temperature-resistant inorganic coatings”, L., “Chemistry”, 1976, p. 157-159). However, under conditions of operation of a turbopump unit at temperatures up to 900 ° C, these coatings melt and are carried away by the flow. The coating (RF patent No. 2078849, MKI C23C 24/00, 30/00) has insufficient adhesion to the alloy and pods on parts during operation of this unit.
Наиболее близким покрытием к заявляемому является защитное покрытие, описанное в патенте РФ №2159386, МКИ С22С 29/12. Композиция для получения покрытия содержит в своем составе, в масс. %:The closest coating to the claimed is a protective coating described in the patent of the Russian Federation No. 2159386, MKI C22C 29/12. The composition for coating contains in its composition, in mass. %:
Никель - 36-58Nickel - 36-58
Оксид бария - 16-19Barium Oxide - 16-19
Оксид бора - 7-13Boron oxide - 7-13
Оксид алюминия - 6-9Alumina - 6-9
Оксид церия - 14-19Cerium Oxide - 14-19
Оксид циркония - 1-2Zirconium oxide - 1-2
Недостатком указанного покрытия являются низкие твердость и эрозионная стойкость, малый срок годности шликера для нанесения покрытия (около 3 мес.), и, кроме того, оно предназначено для формирования на никелевом слое.The disadvantage of this coating is its low hardness and erosion resistance, the short shelf life of the slip for coating (about 3 months), and, moreover, it is intended for formation on a nickel layer.
Целью изобретения является создание металлокерамического покрытия для защиты изделий из никелевых сплавов, в частности, проточной части турбин турбонасосного агрегата жидкостных ракетных двигателей, стойкого к термоциклическому и эрозионному воздействию высокоскоростного и высокотемпературного до 900°С потока кислородсодержащего газа, содержащего инициирующие зажигание частицы. Кроме того целью является создание покрытия, шликер которого имеет длительный срок годности (до 3 лет).The aim of the invention is the creation of ceramic-metal coatings for the protection of products made of nickel alloys, in particular, the flow part of the turbines of a turbopump unit of liquid rocket engines, resistant to the thermocyclic and erosive effects of a high-speed and high-temperature up to 900 ° C stream of oxygen-containing gas containing ignition-initiating particles. In addition, the goal is to create a coating whose slip has a long shelf life (up to 3 years).
Цель изобретения достигается тем, что указанное металлокерамическое покрытие содержит, в масс. %, следующие компоненты:The aim of the invention is achieved by the fact that the specified cermet coating contains, in mass. %, the following components:
Никель - 40-55Nickel - 40-55
Оксид бария - 13-16Barium Oxide - 13-16
Оксид церия - 14-16,6Cerium oxide - 14-16.6
Оксид бора - 10-13Boron oxide - 10-13
Оксид алюминия - 5-8Alumina - 5-8
Оксид циркония - 1-2Zirconium oxide - 1-2
Оксид кремния - 2-4Silica - 2-4
Оксид титана - 0,05-0,15Titanium oxide - 0.05-0.15
Оксид калия + оксид натрия - 0,05-0,15Potassium oxide + sodium oxide - 0.05-0.15
Полученное покрытие защищает никелевые сплавы и выдерживает без разрушения циклическое воздействие высокоскоростного и высокотемпературного потока окислительного генераторного газа и устойчиво к воздействию частиц сплава АМг6. Твердость этого покрытия выше, чем у прототипа, а шликер имеет срок годности значительно длиннее (около 3 лет).The resulting coating protects nickel alloys and can withstand without failure the cyclic effects of high-speed and high-temperature flow of oxidative generator gas and is resistant to particles of AMg6 alloy. The hardness of this coating is higher than that of the prototype, and the slip has a shelf life much longer (about 3 years).
Для апробирования предлагаемого покрытия на деталях из никелевых сплавов были взяты тонкодисперсные порошки никеля и указанных в рецептуре оксидов. В полученную смесь добавляли воду и приготавливали шликер. Наносили шликер на детали методом окунания, распыления или залива в зависимости от сложности формы детали. Сушили шликерные слои на воздухе или в потоке горячего воздуха. Обжигали покрытие в печи в среде инертного газа, например аргона, при температуре 1000-1100°С в течение 0,5-1 ч.To test the proposed coating on parts of nickel alloys, finely dispersed powders of nickel and the oxides indicated in the formulation were taken. Water was added to the resulting mixture and a slip was prepared. A slip was applied to the part by dipping, spraying or filling, depending on the complexity of the part shape. Dried slip layers in air or in a stream of hot air. The coating was burned in a furnace in an inert gas, such as argon, at a temperature of 1000-1100 ° C for 0.5-1 hours.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
В качестве образцов были взяты изготовленные из никелевых сплавов ЭП741НП и ЭК61 пластинки 40×40×2 мм, образцы-лопатки длиной 70 мм, шириной 12 мм, толщиной 3 мм и цельноизготовленное рабочее колесо турбины и корпус статора турбонасосного агрегата ЖРД.The samples were made of 40 × 40 × 2 mm plates made of EP741NP and EK61 nickel alloys, blade samples were 70 mm long, 12 mm wide, 3 mm thick and a whole-made turbine impeller and the stator housing of the LRE turbo pump assembly.
Согласно рецептуре готовили шликеры с содержанием компонентов, указанных в табл. 1. На образцы и рабочее колесо наносили покрытие методом окунания, а на корпус статора методом залива. Сушили покрытие на образцах и деталях в потоке горячего воздуха. Обжигали образцы и детали с нанесенным покрытием в контейнере, заполненном аргоном, при температурах 1000, 1050, 1100°С в течение 30, 45, 60 мин. Кроме того были изготовлены образцы с покрытием, взятым в качестве прототипа.According to the recipe, slips were prepared with the contents of the components indicated in the table. 1. Dipping was applied to the samples and the impeller, and to the stator casing by the gulf method. Dried coating on samples and parts in a stream of hot air. Samples and coated parts were burned in a container filled with argon at temperatures of 1000, 1050, 1100 ° С for 30, 45, 60 min. In addition, samples were produced with a coating taken as a prototype.
Оценивали прочность сцепления покрытия с подложкой, термическую устойчивость и стойкость к возгоранию образцов-лопаток с покрытием. О прочности сцепления судили по характеру скола от удара 0,5 кгс⋅м на копре. Термически устойчивым считали покрытие, выдерживающее без разрушения 50 термоциклов нагрева до температуры 900°C с охлаждением до 20°С в воде и снова нагрев, а также при нагреве до 650°C с охлаждением до 20°С (вода). Твердость определяли по шкале Мооса.The adhesion strength of the coating to the substrate, thermal stability, and fire resistance of coated blades were evaluated. The adhesion strength was judged by the nature of the chip from the impact of 0.5 kgf.m on the head. A coating was considered thermally stable, withstanding without breaking 50 thermal cycles of heating to a temperature of 900 ° C with cooling to 20 ° C in water and again heating, as well as when heating to 650 ° C with cooling to 20 ° C (water). Hardness was determined by the Mohs scale.
Стойкость к возгоранию определяли по методике на специальной установке в потоке газообразного кислорода при давлении 150±10 кгс/см2 и температуре до 900°С при вдуве частиц сплава АМг6 размером менее 0,4 мм и суммарной массой навески 0,05 г.Fire resistance was determined by the method in a special installation in a gaseous oxygen stream at a pressure of 150 ± 10 kgf / cm 2 and a temperature of up to 900 ° C with the injection of AMg6 alloy particles less than 0.4 mm in size and a total weight of 0.05 g.
Составы покрытия согласно настоящему изобретению с минимальными, средними и максимальными значениями содержания исходных компонентов и состав известной композиции приведены в табл. 1.The coating compositions according to the present invention with minimum, average and maximum values of the content of the starting components and the composition of the known composition are given in table. 1.
В результате экспериментальных исследований установлено, что в предложенном покрытии увеличение содержания выше максимальных значений всех компонентов, кроме оксидов бора и щелочных металлов, приводит к повышению температуры обжига и снижению механической прочности покрытия. Уменьшение ниже минимальных значений содержания никеля приводит к снижению пластичности покрытия, а снижение содержания оксидов бария, алюминия, церия, циркония, титана и кремния приводит к уменьшению прочности сцепления покрытия и температуры обжига. Уменьшение количества оксидов бора и щелочных металлов в рецептуре покрытия повышает температуру его обжига и снижает прочность.As a result of experimental studies, it was found that in the proposed coating, an increase in the content above the maximum values of all components except boron and alkali metals leads to an increase in the calcination temperature and a decrease in the mechanical strength of the coating. A decrease below the minimum values of the nickel content leads to a decrease in the ductility of the coating, and a decrease in the content of barium, aluminum, cerium, zirconium, titanium and silicon oxides leads to a decrease in the adhesion strength of the coating and the firing temperature. A decrease in the amount of boron and alkali metal oxides in the coating formulation increases its calcination temperature and decreases its strength.
Режимы обжига и свойства покрытия приведены в табл. 2.Firing modes and coating properties are given in table. 2.
Как следует из данных табл. 2, предлагаемое покрытие надежно защищает никелевые сплавы от эрозионного воздействия потока окислительного газа, обладает высокой термической устойчивостью, повышенной твердостью и прочностью сцепления.As follows from the data table. 2, the proposed coating reliably protects nickel alloys from the erosion of the oxidizing gas flow, has high thermal stability, increased hardness and adhesion.
Опробование покрытия на рабочем колесе турбины из никелевого сплава ЭП741НП при испытаниях на горячем газе показало, что покрытие полностью сохраняется на всех его поверхностях без каких-либо изменений. Опробование предлагаемого покрытия на проточной части корпуса статора из сплава ЭК61 также показало, что оно прочно удерживается на всей поверхности этой сборочной единицы сложной конфигурации, выдерживает все технологические нагревы и испытания при давлении выше 450 кгс/см2.Testing of the coating on the impeller of the EP741NP nickel alloy turbine during testing on hot gas showed that the coating is completely preserved on all its surfaces without any changes. Testing of the proposed coating on the flowing part of the stator housing made of EC61 alloy also showed that it is firmly held on the entire surface of this assembly unit of complex configuration, withstands all technological heating and testing at pressures above 450 kgf / cm 2 .
Использование предлагаемого покрытия на деталях и узлах сложной формы из сплавов на никелевой основе обеспечивает их работоспособность и надежность при циклическом воздействии высокоскоростного, высокотемпературного потока окислительного генераторного газа, содержащего частицы сплава АМг6, при температурах до 900°С.The use of the proposed coating on parts and assemblies of complex shape from nickel-based alloys ensures their performance and reliability under cyclic exposure to a high-speed, high-temperature flow of oxidizing generator gas containing AMg6 alloy particles at temperatures up to 900 ° C.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129854A RU2712679C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Cermet coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129854A RU2712679C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Cermet coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2712679C1 true RU2712679C1 (en) | 2020-01-30 |
Family
ID=69625727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129854A RU2712679C1 (en) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Cermet coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2712679C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684537A (en) * | 1969-08-28 | 1972-08-15 | Olga Evgenievna Kestner | Nickel-base metalloceramic strengthening material |
| US3969278A (en) * | 1974-03-26 | 1976-07-13 | Yakov Dmitrievich Aksenov | Metalloceramic current-conducting material and a method for preparing same |
| RU2159386C1 (en) * | 1999-02-23 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Composition for making cermet coat |
| RU2337076C1 (en) * | 2006-12-25 | 2008-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Enamel |
| EP2816138B1 (en) * | 2012-03-12 | 2017-04-12 | National Institute for Materials Science | Cermet film, coated metal body having cermet film, method for producing cermet film, and method for producing coated metal body |
-
2018
- 2018-08-16 RU RU2018129854A patent/RU2712679C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3684537A (en) * | 1969-08-28 | 1972-08-15 | Olga Evgenievna Kestner | Nickel-base metalloceramic strengthening material |
| US3969278A (en) * | 1974-03-26 | 1976-07-13 | Yakov Dmitrievich Aksenov | Metalloceramic current-conducting material and a method for preparing same |
| RU2159386C1 (en) * | 1999-02-23 | 2000-11-20 | Открытое акционерное общество НПО Энергомаш им. акад. В.П. Глушко | Composition for making cermet coat |
| RU2337076C1 (en) * | 2006-12-25 | 2008-10-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Enamel |
| EP2816138B1 (en) * | 2012-03-12 | 2017-04-12 | National Institute for Materials Science | Cermet film, coated metal body having cermet film, method for producing cermet film, and method for producing coated metal body |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2159386C1 (en) | Composition for making cermet coat | |
| RU2334022C2 (en) | Protective layer for protection of component part against corrosion and oxidation at high temperatures and component part | |
| US6352788B1 (en) | Thermal barrier coating | |
| US10871078B2 (en) | Low porosity abradable coating | |
| US5981088A (en) | Thermal barrier coating system | |
| US4485151A (en) | Thermal barrier coating system | |
| JP3370676B2 (en) | Protective layer for protecting members against corrosion, oxidation and thermal overload, and method of manufacturing the same | |
| CA2408881C (en) | Thermal barrier coating material, gas turbine parts and gas turbine | |
| JP5815920B2 (en) | Method and system for enhancing heat transfer in turbine engine components | |
| JP2003138368A (en) | Thermal barrier coating | |
| CN1880276A (en) | Ceramic Wear-resistant Material Containing Aluminum Oxide Dopant | |
| KR101681195B1 (en) | Thermal Barrier Coating System with Self-Healing Ability | |
| US7160352B2 (en) | Powder material for an abradable seal | |
| EP2225409A2 (en) | Coating system | |
| RU2712679C1 (en) | Cermet coating | |
| RU2375499C2 (en) | Method of producing multi-layer heat protecting coating on parts out of heat resistant alloys | |
| JP5702749B2 (en) | Gas turbine blade, combustor, shroud, and gas turbine using them | |
| RU2359054C2 (en) | Alloy, protective layer for protection of structural component against corrosion and oxidation at high temperatures and structural component | |
| US11686208B2 (en) | Abrasive coating for high-temperature mechanical systems | |
| EP4036272A1 (en) | Powder, ceramic wear-protective coating for a seal, blade and method | |
| RU2078849C1 (en) | Powder charge and method to produce out of it protective metal-ceramic coating on pieces of dispersion-hardening nickle alloys | |
| RU2170714C2 (en) | Powder blend for preparing cermet coating | |
| JP7653837B2 (en) | Heat-resistant components and power generation systems | |
| RU2746196C1 (en) | Part and assembly unit of high-pressure turbine nozzle assembly | |
| Miller | Ceramic thermal barrier coatings for electric utility gas turbine engines |