CH710306A2

CH710306A2 - Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung.

Info

Publication number: CH710306A2
Application number: CH01522/15A
Authority: CH
Inventors: Calla Eklavya; Anand Krishnamurthy; Singh Pabla Surinder
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-04-29
Also published as: CH710306B1; US20160115797A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung (206). Das Verfahren für die Herstellung der Beschichtung (206) umfasst das Bereitstellen eines Legierungssubstrats auf Eisenbasis (202) und das Absetzen einer schützenden Beschichtung (206) auf einer Oberfläche des Substrats auf Eisenbasis (202). Die schützende Beschichtung (206) umfasst ein Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrom-Basis (212), das mindestens ein anodisches Element (214) darin verteilt aufweist. Das mindestens eine anodische Element (214) ist bezüglich des Legierungssubstrats auf Eisenbasis (202) anodisch. Derart beschichtete Substrate können beispielsweise für Heissgaswegkomponenten von Gasturbinen und Flugzeugmotoren eingesetzt werden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung ist auf einen beschichteten Artikel und ein Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung gerichtet. Noch spezifischer ist die vorliegende Erfindung auf einen anodisch beschichteten Artikel und ein Verfahren zum Herstellung einer anodischen Beschichtung gerichtet.

STAND DER TECHNIK

[0002] Heissgaswegkomponenten von Gasturbinen und Flugzeugmotoren, insbesondere Turbinenschaufeln, -flügel, -düsen, -dichtungen und ortsfeste Ummantelungen, sind bei erhöhten Temperaturen, oft von über 2.000 °F, in Betrieb. Diese Komponenten werden typischerweise aus Legierungszusammensetzungen auf Eisenbasis, wie beispielsweise martensitischen Edelstahlen, gebildet.

[0003] Häufig werden die Heissgaswegkomponenten mit schützenden Beschichtungen zum Reduzieren der Abnutzung, Erosion, Korrosion und/oder des Abbaus während des Betriebenwerdens versehen. Beispielsweise kann zum Reduzieren oder Eliminieren von Erosion und Abnutzung von Gas- und Dampfturbinenkomponenten, insbesondere rückseitigen Gasturbinenverdichter-schaufein und -flügeln eine erosionsfeste oder abriebfeste Beschichtung auf die Komponenten abgesetzt werden. Jedoch bietet die erosionsfeste oder abriebfeste Beschichtung eventuell keinen Schutz gegen Korrosion der Komponente.

[0004] Selbst in Abwesenheit einer erosionsfesten oder abriebfesten Beschichtung können die martensitischen Edelstahle aufgrund von Materialablagerungen, die auf der Oberfläche der Komponente während des Betreibens gebildet werden (z.B. Verschmutzung) Korrosion erfahren. Ausserdem können die martensitischen Edelstahle anodisch mit Bezug auf viele der erosionsfesten oder abriebfesten Beschichtungen sein. Liegt sie vor, so erhöht die galvanische Unverträglichkeit der Komponente und der Beschichtung die Korrosionsrate der Komponente.

[0005] Artikel und Verfahren, die Verbesserungen bei dem Vorgang und/oder den Eigenschaften der gebildeten Komponenten aufweisen, wären im Stand der Technik wünschenswert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0006] In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung das Bereitstellen eines Legierungssubstrats auf Eisenbasis und das Absetzen einer schützenden Beschichtung auf einer Oberfläche des Substrats auf Eisenbasis, wobei die schützende Beschichtung ein Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrom-Basis umfasst und mindestens ein anodisches Element darin verteilt aufweist. Das mindestens eine anodische Element ist bezüglich des Legierungssubstrats auf Eisenbasis anodisch.

[0007] In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung das Bereitstellen eines Legierungssubstrats auf Eisenbasis, das Absetzen einer Unterschicht auf einer Oberfläche des Legierungssubstrats auf Eisenbasis, wobei die Unterschicht mindestens ein anodisches Element umfasst, und das Absetzen eines Decklacks über der Unterschicht, wobei der Decklack ein Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrom-Basis umfasst. Das mindestens eine anodische Element ist bezüglich des Legierungssubstrats auf Eisenbasis anodisch.

[0008] In einer anderen Ausführungsform umfasst ein beschichteter Artikel ein Legierungssubstrat auf Eisenbasis und eine schützende Beschichtung, die auf einer Oberfläche des Legierungssubstrats auf Eisenbasis abgesetzt ist, wobei die schützende Beschichtung ein Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrom-Basis umfasst, das mindestens ein anodisches Element darin verteilt aufweist. Das mindestens eine anodische Element ist bezüglich des Legierungssubstrats auf Eisenbasis anodisch und die schützende Beschichtung, die das mindestens eine anodische Element umfasst, bildet eine Anode mit Bezug auf das Legierungssubstrat auf Eisenbasis. Die schützende Beschichtung reduziert die galvanische Korrosion des Legierungssubstrats auf Eisenbasis.

[0009] Andere charakteristische Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genaueren Beschreibung offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen benutzt wird, die als Beispiel die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0010] <tb>Fig. 1<SEP>ist eine perspektivische Ansicht eines beschichteten Artikels. <tb>Fig. 2<SEP>ist eine Schnittansicht den Linien 2–2 von Fig. 1 des beschichteten Artikels entlang, einer Ausführungsform der Offenbarung entsprechend. <tb>Fig. 3<SEP>ist eine verbesserte Ansicht einer Beschichtung, die aus dem beschichteten Artikel von Fig. 2 einer Ausführungsform der Offenbarung entsprechend abgesetzt ist. <tb>Fig. 4<SEP>ist eine Schnittansicht eines beschichteten Artikels, einschliesslich einer Unterschicht und eines Decklacks einer Ausführungsform der Offenbarung entsprechend.

[0011] Soweit möglich werden dieselben Bezugsnummern überall in den Zeichnungen zum Darstellen derselben Teile benutzt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0012] Es werden ein beschichteter Artikel und ein Verfahren für die Herstellung eines beschichteten Artikels bereitgestellt. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung reduzieren im Vergleich mit Verfahren und Artikeln, bei denen ein oder mehrere der hier offenbarten charakteristischen Merkmale nicht benutzt werden, die Korrosion der Komponenten, erhöhen die galvanische Verträglichkeit, halten die Abnutzfestigkeit einer Beschichtung aufrecht oder im Wesentlichen aufrecht, erhöhen die Effizienz, verlängern eine Zeitspanne zwischen Überprüfung, Erhöhen die Standzeit, Reduzieren die Wartungskosten, Bieten ein aus einem einzigen Schritt bestehendes Beschichtungsverfahren zum Korrosions- und Erosionsschutz, Gestatten das Nassverdichten in Gasturbinen oder eine Kombination davon.

[0013] Beim Einführen von Elementen verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen die Artikel «ein», «eine», «der/die/das» und «besagt» bedeuten, dass eines oder mehrere der Elemente vorliegen. Die Ausdrücke «umfassend», «einschliessend» und «aufweisend» sollen inklusive sein und bedeuten, dass zusätzliche Elemente, bei denen es sich nicht um die aufgelisteten Elemente handelt, vorliegen können.

[0014] Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein beschichteter Artikel 100 dargestellt. Der beschichtete Artikel umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine Turbinenkomponente, eine Heissgaswegkomponente, eine rotierende Komponente oder eine Kombination davon. Beispielsweise umfasst in einer Ausführungsform der beschichtete Artikel 100 eine Verdichterbecher 102. In einer anderen Ausführungsform umfasst der beschichtete Artikel 100 eine Rückseiten- oder Letztstufenbecher. Andere beschichtete Artikel 100 können einen Verdichterflügel, ein Zentrifugalpumpenflügelrad, eine Pipeline oder eine Kombination davon umfassen. Der Ausdruck «Becher», wie er hier benutzt wird, soll gleichbedeutend mit dem Ausdruck «Schaufel» sein.

[0015] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 – 4 umfasst der beschichtete Artikel 100 in einer Ausführungsform ein Substrat 202, das eine Substratoberfläche 204 und eine Beschichtung 206 auf der Substratoberfläche 204 definiert. Das Substrat 202 umfasst irgendein Substratmaterial, das eine mechanische Festigkeit aufweist, die für die Betriebsbedingungen des beschichteten Artikels 100 geeignet ist. Geeignete Substratmaterialien umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Legierungen auf Nickelbasis, Legierungen auf Eisenbasis, eisenhaltige Materialien, Superlegierungen oder eine Kombination davon. Wie hier benutzt ist eine Legierung auf Nickelbasis eine Legierung, die eine Menge an Nickel aufweist, die höher als irgendein anderes Element ist, und eine Legierung auf Eisenbasis ist eine Legierung, die eine Menge an Eisen aufweist, die höher als irgendein anderes Element ist. Beispielsweise ist das Substrat 202 in einer anderen Ausführungsform aus einem martensitischen Edelstahl gebildet, der eine Nennzusammensetzung, in Gewichtsprozent, von etwa 15,5% Chrom, etwa 6,3% Nickel, etwa 1,5% Kupfer, etwa 0,4% Niob, etwa 0,05% Kohlenstoff aufweist, wobei der Rest im Wesentlichen aus Eisen und zufälligen Verunreinigungen besteht. Andere geeignete Zusammensetzungen zum Bilden des Substrats 202 umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, in Gewichtsprozent, etwa 11,0% bis etwa 12,5% Chrom, etwa 2,0% bis etwa 3,0% Nickel, etwa 1,5% bis etwa 2,0% Molybdän, etwa 0,5% bis etwa 0,9% Mangan, etwa 0,25% bis etwa 0,40% Vanadium, etwa 0,08% bis etwa 0,15% Kohlenstoff, etwa 0,01% bis etwa 0,05% Stickstoff, bis zu etwa 0,35% Silicium, wobei der Rest im Wesentlichen aus Eisen und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 0,15% Kohlenstoff, etwa 1,00% Mangan, etwa 0,50% Silicium, etwa 11,5% bis etwa 13,0% Chrom, etwa 0,04% Phosphor, etwa 0,03% Schwefel, wobei der Rest im Wesentlichen aus Eisen und zufälligen Verunreinigungen besteht; oder eine Kombination davon.

[0016] Die Beschichtung 206 umfasst irgendeine schützende Beschichtung, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, eine Abnutzungsschutzbeschichtung, eine Erosionsschutzbeschichtung, eine Korrosionsschutzbeschichtung oder eine Kombination davon. Wie hier benutzt bezieht sich der Ausdruck «schützende Beschichtung» auf eine Schicht Material, die über einen Artikel, wie beispielsweise das Substrat 202, positioniert ist, um die Erosion, Abnutzung und/oder Korrosion des Artikels zu reduzieren oder zu eliminieren. In einer Ausführungsform umfasst die Beschichtung 206 ein Beschichtungsmaterial 212 und mindestens ein anodisches Element 214. Das Beschichtungsmaterial 212 umfasst irgendein Material, das zum Reduzieren oder Eliminieren von Erosion und/oder Abnutzung des Substrats 202 geeignet ist.

[0017] Geeignete Beschichtungsmaterialien umfassen abnutzungsfeste Beschichtungsmaterialien wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, Legierungen auf Kobalt-Chrom-Basis (CoCr), Legierungen auf WC-CoCr-Basis oder eine Kombination davon. Wie hier benutzt ist eine Legierung auf Kobalt-Chrom-Basis eine Legierung, die eine kombinierte Menge an Kobalt und Chrom aufweist, die höher als irgendein anderes Element ist. Ausserdem ist, wie hier benutzt, eine Legierung auf der Basis von Wolframcarbid-Kobalt-Chrom eine Legierung, die eine kombinierte Menge an Wolframcarbid, Kobalt und Chrom aufweist, die höher ist als irgendein anderes Element. Beispielsweise umfasst eine Legierung auf der Basis von Wolfram-carbid-Kobalt-Chrom, auf das Gewicht bezogen, etwa 80% bis etwa 95% (z.B. 83% oder 92%) Wolframcarbid, wobei der Rest entweder aus Kobalt oder Kobalt-Chrom besteht, wobei das Chrom in einer Menge von etwa 4% vorliegt.

[0018] Zusammensetzungen der Beschichtungen auf CoCr-Basis umfassen beispielsweise, in Gewichtsprozent, etwa 27% bis etwa 32% Chrom, etwa 4% bis etwa 6% Wolfram, etwa 0,9% bis etwa 1,4% Kohlenstoff, bis zu etwa 3% Nickel, bis zu etwa 3% Eisen, bis zu etwa 3% Silicium, bis zu etwa 2% Mangan, bis zu etwa 1,5% Molybdän, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 29,8% bis etwa 30,2% Chrom, etwa 5,9% bis etwa 6,1% Wolfram, etwa 1,05% bis etwa 1,15% Silicium, etwa 1,4% bis etwa 1,5% Kohlenstoff, etwa 0,5% bis etwa 1,3% Nickel, bis zu etwa 0,1% Eisen, bis zu etwa 0,1% Mangan, etwa 0,4% bis etwa 0,6% Molybdän, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 28% bis etwa 31% Chrom, etwa 8% bis etwa 9% Wolfram, etwa 1,4% bis etwa 1,85% Kohlenstoff, etwa 1% bis etwa 2% Silicium, etwa 0,5% bis etwa 1,5% Mangan, bis zu etwa 3% Nickel, bis zu etwa 2,5% Eisen, wobei der Rest aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 29,5% Chrom, etwa 8,5% Wolfram, etwa 1,4% bis etwa 1,85% Kohlenstoff, etwa 1,5% Silicium, etwa 1% Mangan, etwa 3% Nickel, bis zu etwa 2,5% Eisen, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 31% bis etwa 35% Chrom, etwa 16% bis etwa 19% Wolfram, etwa 2,3% bis etwa 2,6% Kohlenstoff, etwa 0,5% bis etwa 1,5% Silicium, etwa 0,5% bis etwa 1,5% Mangan, bis zu etwa 2,5% Nickel, bis zu etwa 2,5% Eisen, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 33% Chrom, etwa 17,5% Wolfram, etwa 2,45% Kohlenstoff, etwa 1% Silicium, etwa 1% Mangan, bis zu etwa 2,5% Eisen, bis zu etwa 2,5% Nickel, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht; etwa 29,8% bis etwa 30,2% Chrom, etwa 6,9% bis etwa 7,1% Wolfram, etwa 0,95% bis etwa 1,05% Silicium, etwa 1,45% bis etwa 1,55% Kohlenstoff, etwa 4,1% bis etwa 4,9% Nickel, bis zu etwa 0,1% Eisen, bis zu etwa 0,5% Mangan, etwa 1,9% bis etwa 2,1% Molybdän, wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht, oder eine Kombination davon. Das mindestens eine anodische Element 214 umfasst irgendein Element, das mit Bezug auf das Substrat 202 anodisch ist. Beispielsweise umfassen Elemente, die mit Bezug auf Legierungen auf Eisenbasis anodisch sind, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Aluminium (Al), Zink (Zn), Lithium (Li) oder eine Kombination davon.

[0019] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 – 3 umfasst in einer Ausführungsform die Beschichtung 206 das mindestens eine anodische Element 214, das durch das Beschichtungsmaterial 212 hindurch verteilt ist. In einer anderen Ausführungsform ist das mindestens eine anodische Element 214 durch das Beschichtungsmaterial 212 in elementarer Form im Gegensatz zu beispielsweise in Oxidform verteilt. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, umfasst in einer weiteren Ausführungsform das mindestens eine anodische Element 214 in elementarer Form Teilchen, die eine eckige, abgeflachte und/oder kugelförmige Geometrie aufweisen, während das Beschichtungsmaterial 212 kugelförmige Teilchen umfasst. Wenn die Beschichtung 206 kaltgespritzt und/oder thermisch gespritzt wird und das mindestens eine anodische Element 214 durch das Beschichtungsmaterial 212 in elementarer Form verteilt wird, ist die daraus geformte gespritzte Beschichtung von Ausfällungen frei oder im Wesentlichen frei, derart, dass Wolfram (W) und/oder Wolframcarbid (WC), jedoch nicht darauf beschränkt, ausgefällt werden. Eine darauffolgende Hitzebehandlung der Beschichtung 206 bildet die Ausfällungen, die Abnutzungs- und/oder Erosionsschutz bieten. In einer Ausführungsform umfasst die Hitzebehandlung eine Mehrschritthitzebehandlung, einschliesslich des Erhitzens des beschichteten Artikels 100 auf etwa 1100 °C und Haltens des beschichteten Artikels 100 bei etwa 1100 °C etwa 4 Stunden lang; das Kühlen des beschichteten Artikels 100 auf etwa 800 °C und das Halten des beschichteten Artikels 100 bei etwa 800 °C etwa 8 Stunden lang; dann das Kühlen des beschichteten Artikels 100 auf Raumtemperatur. Andere Hitzebehandlungen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Einschritthitzebehandlungszyklen, die Temperaturen von beispielsweise etwa 450 °C, etwa 800 °C und/oder etwa 1100 °C umfassen.

[0020] Das Bilden der Beschichtung 206, einschliesslich des mindestens einen anodischen Elements 214, das durch das Beschichtungsmaterial 212 hindurch verteilt ist, umfasst das Mischen/Abmischen des mindestens einen anodischen Elements 214 mit dem Beschichtungsmaterial 212 vor dem Absetzen der Beschichtung 206 und/oder dem gleichzeitigen Absetzen des mindestens einen anodischen Elements 214 und des Beschichtungsmaterials 212. Beispielsweise umfasst in einer Ausführungsform das Bilden der Beschichtung 206 das Mischen des mindestens einen anodischen Elements 214 mit dem Beschichtungsmaterial 212, um eine Beschichtungsmischung zu bilden, daraufhin das Absetzen der Beschichtungsmischung auf mindestens einem Teil der Substratoberfläche 204. Das Absetzen der Beschichtungsmischung umfasst, ist jedoch nicht darauf beschränkt, Kaltspritzen, thermisches Spritzen oder eine Kombination davon. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Bilden der Beschichtung 206 das Bereitstellen getrennter Quellen des mindestens einen anodischen Elements 214 und des Beschichtungsmaterials 212, daraufhin das gleichzeitige Absetzen des mindestens einen anodischen Elements 214 und des Beschichtungsmaterials 212 über mindestens einem Teil der Substratoberfläche 204. Das gleichzeitige Absetzen umfasst beispielsweise Dampfabscheidung wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt, chemische Dampfabscheidung, Elektronenstrahldampfabscheidung, physikalische Dampfabscheidung oder eine Kombination davon. Während des gleichzeitigen Absetzens werden das mindestens eine anodische Element 214 und das Beschichtungsmaterial 212 gemischt, um die Beschichtung 206 zu bilden, die das mindestens eine anodische Element 214 umfasst, das durch das Beschichtungsmaterial 212 hindurch verteilt ist.

[0021] Die Beschichtung 206 umfasst irgendeine geeignete Menge des mindestens einen anodischen Elements 214, das durch das Beschichtungsmaterial 212 hindurch verteilt ist, um ein Gesamtpotential der Beschichtung 206 vom Kathodischen zum Anodischen mit Bezug auf das Substrat 202 zu verschieben. Geeignete Mengen des mindestens einen anodischen Elements 214 umfassen in Volumenprozent etwa 1,5% bis etwa 30%, etwa 3% bis etwa 30%, etwa 5% bis etwa 30%, etwa 8% bis etwa 30%, etwa 3% bis etwa 25%, etwa 1,5% bis etwa 15%, etwa 1,5% bis etwa 14%, etwa 3% bis etwa 14%, etwa 10% bis etwa 20%, etwa 5% bis etwa 14%, etwa 1,5% bis etwa 10%, etwa 3% bis etwa 10%, etwa 8% bis etwa 15%, etwa 8% bis etwa 14%, etwa 10% bis etwa 15%, etwa 5% bis etwa 10%, etwa 10% bis etwa 14%, etwa 8% bis etwa 12% oder irgendeine Kombination, Unterkombination, irgendeinen Bereich oder Unterbereich davon. Beispielsweise umfasst in einer Ausführungsform das Beschichtungsmaterial 212, auf das Gewicht bezogen, etwa 0,1% bis etwa 30% Al, etwa 0,5% bis etwa 30%, etwa 1% bis etwa 30% Al, etwa 2% bis etwa 30% Al oder irgendeine Kombination, Unterkombination, irgendeinen Bereich oder Unterbereich davon. Durch Verschieben des Gesamtpotentials der Beschichtung 206 erhöht das mindestens eine anodische Element 214 die galvanische Verträglichkeit der Beschichtung 206 derart, dass die Beschichtung 206 zu Kosten des Substrats 202 geopfert wird. So reduziert oder eliminiert die erhöhte galvanische Verträglichkeit die Korrosion (z.B. Rissbildung, Lochfrass) des Substrats 202, was eine Standzeit und/oder Verlässlichkeit des beschichteten Artikels 100 erhöht.

[0022] Ausserdem erhöht das mindestens eine anodische Element 214 die galvanische Verträglichkeit zwischen der Beschichtung 206 und dem Substrat 202, ohne die Abnutzungsfestigkeit des Beschichtungsmaterials 212 zu reduzieren oder wesentlich zu reduzieren. Wie hier benutzt, bedeutet «ohne die Abnutzungsfestigkeit des Beschichtungsmaterials zu reduzieren oder wesentlich zu reduzieren», dass die Zugabe des mindestens einen anodischen Elements 214 den Härtewert der Beschichtungszusammensetzung 212 um weniger als etwa 15%, weniger als etwa 12%, weniger als etwa 10%, weniger als etwa 5%, etwa 4%, bis etwa 11% oder eine Kombination, Unterkombination, einen Bereich oder Unterbereich davon reduziert. Beispielsweise wird durch Mischen von etwa 12 Volumen-% Aluminium mit dem Beschichtungsmaterial auf CoCr-Basis die Beschichtung 206 gebildet, die etwa 2,5 Gewichts-% Aluminium aufweist und wobei der Härtewert der Beschichtung 206 von einer Vickershärte HV0,3 von etwa 914 auf eine HVo,3 von etwa 871 (d.h. weniger als etwa 5%) reduziert. Bei einem anderen Beispiel wird durch Mischen von etwa 21 Volumen-% Aluminium mit dem Beschichtungsmaterial auf CoCr-Basis die Beschichtung 206 gebildet, die etwa 5 Gewichts-% Aluminium aufweist, und der Härtewert der Beschichtung 206 von HV0,3 von etwa 914 auf HV0,3 von etwa 821 (d.h. weniger als etwa 10%) reduziert.

[0023] Unter Bezugnahme auf Fig. 4 umfasst die Beschichtung 206 in einer Ausführungsform das mindestens eine anodische Element 214, das zwischen der Substratoberfläche 204 und dem Beschichtungsmaterial 212 abgesetzt wird. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Bilden der Beschichtung 206 das Absetzen des mindestens einen anodischen Elements 214 auf der Substratoberfläche 204, um eine Unterschicht zu bilden, dann das Absetzen des Beschichtungsmaterials 212 auf der Unterschicht, um einen Decklack zu bilden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Unterschicht das mindestens eine anodische Element 214, das in elementarer Form abgesetzt wird. Das mindestens eine anodische Element 214 umfasst irgendein Element, das mit Bezug auf das Substrat 202 anodisch ist, wie beispielsweise, jedoch nicht darauf beschränkt Al, Zn, Ni-Al oder eine Kombination davon. Das mindestens eine anodische Element 214 und das Beschichtungsmaterial 212 können durch irgendein hier offenbartes Absetzverfahren abgesetzt werden. Beispielsweise kann das Absetzen des mindestens einen anodischen Elements 214 Kaltspritzen oder thermisches Spritzen umfassen, während das Absetzen des Beschichtungsmaterials 212 Kaltspritzen oder Hochgeschwindigkeit-Flammspritzen (HVOF) umfassen kann. Das mindestens eine anodische Element 214 wird bis zu einer geeigneten Dicke zum Erhöhen der galvanischen Verträglichkeit zwischen der Beschichtung 206 und dem Substrat 202 abgesetzt. Geeignete Dicken der Unterschicht umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, etwa 1 bis etwa 4 mil, etwa 1,5 bis etwa 3,5 mil, etwa 2 bis etwa 3 mil oder irgendeine Kombination, Unterkombination, irgendeinen Bereich oder Unterbereich davon. Die Gesamtdicken der Beschichtung 206 (d.h. der Unterschicht und des Decklacks) umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, etwa 2 bis etwa 5 mil, etwa 2,5 bis etwa 4,5 mil, etwa 3 bis etwa 4 mil oder irgendeine Kombination, Unterkombination, irgendeinen Bereich oder Unterbereich davon.

[0024] In einer Ausführungsform wird die Beschichtung 206 über eine Vorderkante des Verdichterbechers 102 unter Bildung des beschichteten Artikels 100 abgesetzt. In einer anderen Ausführungsform wird der beschichtete Artikel 100 innerhalb eines Niederdruck- und/oder Endstufenabschnitts einer Dampfturbine positioniert. In einer weiteren Ausführungsform wird die Abgabeleistung der Gasturbine durch Nassverdichtung erhöht, was das Injizieren von Wasser in den Verdichterabschnitt der Gasturbine umfasst. Während des Betreibens und/oder der Nassverdichtung reduziert oder eliminiert die Beschichtung 206, die über die Vorderkante des Verdichterbechers 102 abgesetzt worden ist, die Korrosion und/oder Wassertröpfchenerosion des Substrats 202.

[0025] Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine oder mehrere Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden die Fachleute auf dem Gebiet der Technik verstehen, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können und Äquivalente für Elemente davon substituiert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Ausserdem können viele Modifikationen gemacht werden, um eine spezifische Situation oder ein spezifisches Material an die Lehren der Erfindung anzugleichen, ohne vom wesentlichen Umfang davon abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezifische hier offenbarte Ausführungsform als bester Modus beschränkt ist, der zum Ausführen dieser Erfindung in Betracht gezogen wird, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche fallen.

Claims

1. Verfahren für die Herstellung einer Beschichtung 206 umfassend: das Bereitstellen eines Legierungssubstrats auf Eisenbasis 202; und das Absetzen einer schützenden Beschichtung 206 auf einer Oberfläche des Legierungssubstrats auf Eisenbasis 202, wobei die schützende Beschichtung 206 ein Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrom-Basis 206 umfasst, das mindestens ein anodisches Element 214 darin verteilt aufweist; wobei das mindestens eine anodische Element 214 bezüglich des Legierungssubstrats auf Eisenbasis 202 anodisch ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine anodische Element 214 aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus elementarem Aluminium, elementarem Zink und Kombinationen davon.

3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner das Kombinieren des Beschichtungsmaterials auf Kobalt-Chrom-Basis 212 und des mindestens einen anodischen Elements 214 vor dem Absetzen der schützenden Beschichtung 206 umfassend.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Absetzen der schützenden Beschichtung 206 aus der Gruppe ausgewählt wird bestehend aus Kaltspritzen, thermischem Spritzen und Kombinationen davon.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine anodische Element 214 von dem Beschichtungsmaterial auf Kobalt-Chrombasis 212 getrennt abgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine anodische Element 214 durch Abscheiden aus der Gasphase abgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Abscheiden aus der Gasphase aus der Gruppe ausgewählt wird bestehend aus chemischer Dampfabscheidung, Elektronenstrahldampfabscheidung, physikalischer Dampfabscheidung oder einer Kombination davon.

8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner das Absetzen der schützenden Beschichtung 206 in einer Dicke zwischen 3 und 4 mil umfassend.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine anodische Element 214 Teilchen umfasst, die eine eckige, abgeflachte und/oder kugelförmige Geometrie aufweisen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials auf Kobalt-Chrombasis 212 Folgendes umfasst, in Gewichtsprozent: etwa 27% bis etwa 32% Chrom; etwa 4% bis etwa 6% Wolfram; etwa 0,9% bis etwa 1,4% Kohlenstoff; bis zu etwa 3% Nickel; bis zu etwa 3% Eisen; bis zu etwa 3% Silicium; bis zu etwa 2% Mangan; bis zu etwa 1,5% Molybdän; und wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials auf Kobalt-Chrombasis 212 Folgendes umfasst, in Gewichtsprozent: etwa 29,8% bis etwa 30,2% Chrom; etwa 5,9% bis etwa 6,1% Wolfram; etwa. 1,05% bis etwa 1,15% Silicium; etwa 1,4% bis etwa 1,5% Kohlenstoff; etwa 0,5% bis etwa 1,3% Nickel; bis zu etwa 0,1% Eisen; bis zu etwa 0,1% Mangan; etwa 0,4% bis etwa 0,6% Molybdän; und wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials auf Kobalt-Chrombasis 212 Folgendes umfasst, in Gewichtsprozent: etwa 29,8% bis etwa 30,2% Chrom; etwa 6,9% bis etwa 7,1% Wolfram; etwa 0,95% bis etwa 1,05% Silicium; etwa 1,45% bis etwa 1,55% Kohlenstoff; etwa 4,1% bis etwa 4,9% Nickel; bis zu etwa 0,1% Eisen; bis zu etwa 0,5% Mangan; etwa 1,9% bis etwa 2,1% Molybdän; und wobei der Rest im Wesentlichen aus Kobalt und zufälligen Verunreinigungen besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Volumenanteil des mindestens einen anodischen Elements 214 etwa 10% bis etwa 30% umfasst.

14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Volumenanteil des mindestens einen anodischen Elements 214 etwa 1,5% bis etwa 14% umfasst.

15. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die schützende Beschichtung 206 im Wesentlichen von Ausfällungen frei ist.