專(zhuān)利名稱(chēng)：具有良好耐高溫氧化性的Ni合金耐熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于在嚴(yán)酷的高溫氣氛環(huán)境中仍具有良好的耐氧化性，適合用作燃?xì)鉁u輪、渦輪增壓器、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或排氣系統(tǒng)部件等的Ni合金耐熱材料。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪等暴露于高溫氣氛環(huán)境中的結(jié)構(gòu)材料，通常使用TiAl金屬間化合物、鈦合金等耐熱性鈦合金，Ni基、Nb基、Ir基、Re基等高溫合金、碳素材料以及各種金屬間化合物。其中，Ni基合金以及主要含有Cr的Ni-Cr二元系合金和還含有其他元素的Ni-Cr多元系合金等Ni-Cr基合金，具有很高的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能，因而被用于燃?xì)鉁u輪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和化工設(shè)備中。
耐熱材料暴露于高溫氣氛環(huán)境中，這些高溫氣氛有時(shí)會(huì)含有氧、水蒸氣等氧化性和腐蝕性的成分。耐熱材料暴露于腐蝕性的高溫氣氛環(huán)境中時(shí)，容易與氣氛中的腐蝕性成分反應(yīng)，發(fā)生氧化和高溫腐蝕。還有的時(shí)候，由于從環(huán)境氣氛中滲入耐熱材料內(nèi)的O、N、S、Cl、H、C等的作用，使耐熱材料的表面發(fā)生內(nèi)部腐蝕，導(dǎo)致材料的強(qiáng)度降低。
通過(guò)使用能很好地隔絕環(huán)境的保護(hù)涂層被覆耐熱材料的表面，可以防止高溫氧化和高溫腐蝕(例如參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1-8)。有代表性的保護(hù)涂層是Al2O3，這種保護(hù)涂層可以采用在氧化性氣氛中使Al從耐熱材料的母材中擴(kuò)散到表層的方法形成，或者采用CVD、噴鍍、反應(yīng)濺射等方法在耐熱材料的表面上形成Al2O3層。Al2O3保護(hù)膜能抑制氣氛中的氧化性成分與耐熱材料的金屬成分反應(yīng)，從而保持耐熱材料固有的優(yōu)異的高溫性能。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本第44484/1991號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本第195188/1993號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本第183373/1998號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本第2000-192258號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本第2001-81577號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)6日本第2001-192887號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)7日本第2001-295076號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)8日本第2001-355081號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容Al由耐熱材料的母材中擴(kuò)散到表層，形成Al2O3保護(hù)膜時(shí)，耐熱材料表面的Al被用來(lái)形成保護(hù)膜而消耗掉，因此，在緊靠Al2O3保護(hù)膜下面的耐熱材料表層形成了Al濃度低下的層(Al欠缺層)。
Al欠缺層不能作為形成Al2O3被覆所需要的Al源，因此，當(dāng)耐熱材料表面的Al2O3保護(hù)膜發(fā)生龜裂、剝離等缺陷時(shí)，無(wú)法由母材中供給足夠量的Al，以缺陷部位為起點(diǎn)，腐蝕和氧化快速發(fā)展，擴(kuò)展到整個(gè)表層。
為了能夠長(zhǎng)期保持Al2O3保護(hù)膜的隔絕環(huán)境的作用，考慮到由于生成Al欠缺層而引起的耐熱材料表層的Al濃度降低，應(yīng)當(dāng)預(yù)先將耐熱材料的Al含量設(shè)定成比較高。
但是，隨著Al含量的增加，耐熱材料變脆，難以進(jìn)行鍛造和成形加工等。取決于耐熱材料的種類(lèi)，有時(shí)候，當(dāng)Al含量增加時(shí)，高溫強(qiáng)度降低。
還有人曾經(jīng)探討過(guò)，通過(guò)在Ni合金上設(shè)置由ZrO2表面涂層和MCrAlY涂層構(gòu)成的多層絕熱性保護(hù)膜，保護(hù)耐熱材料免受高溫腐蝕。但是，ZrO2保護(hù)膜具有容易透過(guò)氧的性質(zhì)，致使底涂層的表面容易氧化。在表面涂層/底涂層的界面上形成的氧化物主要成分是Al2O3，當(dāng)界面氧化物長(zhǎng)成較厚時(shí)，ZrO2表面涂層剝離，絕熱性保護(hù)膜的功能受到損害。另外，如果底涂層中的Al擴(kuò)散到基體材料中，絕熱性保護(hù)膜的隔絕環(huán)境的功能也會(huì)劣化。Al向基體材料中的擴(kuò)散，容易破壞有利于高溫強(qiáng)度的γ+γ’相，生成顯著降低強(qiáng)度的TCP相(topological closed packed phase)，因而是有害的。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)介存αCr相的內(nèi)層作為擴(kuò)散阻擋層并且形成Al濃度高的外層，可以確保外層中具有自動(dòng)修復(fù)在使用條件下受到損傷的Al2O3保護(hù)膜的缺陷部位所需要的高Al濃度，長(zhǎng)期保持Ni合金所固有的優(yōu)異的高溫性能。
即，本發(fā)明是具有良好的耐高溫氧化性的Ni合金耐熱材料，該合金是經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni合金基體材料，其特征在于，在該基體材料的表面上形成了具有由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層和由β相(Ni-Al-Cr)和γ’相(Ni3Al(Cr))構(gòu)成的外層的多層結(jié)構(gòu)的表面層，外層的Al濃度是20原子％以上。
另外，本發(fā)明是上述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，Ni合金基體材料是由形成了含Cr層的Ni合金基體材料構(gòu)成。
另外，本發(fā)明是上述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，含Cr層是由Cr含量在20原子％以上的Ni-Cr基合金構(gòu)成。
另外，本發(fā)明是上述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，在含Cr層上形成了Ni層或Ni-Al層。
另外，本發(fā)明是上述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，Ni合金基體材料是由Ni基耐熱合金、Ni基高溫合金構(gòu)成。
另外，本發(fā)明是上述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，Ni合金基體材料是由Cr含量在20原子％以上的Ni-Cr基合金構(gòu)成。
本發(fā)明的Ni合金耐熱材料，在由Ni合金構(gòu)成的基體材料的表面上形成多層結(jié)構(gòu)的表面層。所述的表面層，在制膜時(shí)外層是NiAl3(+Ni2Al3)，內(nèi)層由含有Cr、Ni及合金成分的高鋁合金相構(gòu)成(參見(jiàn)圖3)。在高溫下加熱時(shí)，外層轉(zhuǎn)變成β相(Ni-Al-Cr)，再轉(zhuǎn)變成γ’相(Ni3Al(Cr))，此時(shí)，作為內(nèi)層形成了αCr相并保持住。另一方面，當(dāng)外層進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成γ相(Ni(Cr，Al))時(shí)，αCr相消失。這與圖1的Ni-Cr-Al系相圖是一致的。
多層結(jié)構(gòu)的表面層，其內(nèi)層由起到擴(kuò)散阻擋層作用的αCr相構(gòu)成。αCr相是通過(guò)對(duì)主要含有Cr的Ni-Cr二元系合金及還含有其他元素的Ni-Cr多元系合金等含Cr的Ni-Cr基合金基體材料或形成含Cr層的Ni合金基體材料或者在含Cr層進(jìn)一步形成Ni層或Ni-Cr層的基體材料進(jìn)行Al擴(kuò)散處理，在形成Al濃度高的外層的同時(shí)形成的。
Al擴(kuò)散處理最好是按以下所述分二個(gè)階段進(jìn)行。首先，在750～800℃的較低溫度下進(jìn)行高活度的Al擴(kuò)散處理。在處理過(guò)程中，外層形成NiAl3(+Ni2Al3)，外層與基體材料之間形成由Cr、Ni、Al構(gòu)成的中間層。有的時(shí)候，中間層中也含有基體材料中所含的元素。接下來(lái)，在850℃以上的高溫下進(jìn)行熱處理。經(jīng)過(guò)這一熱處理，內(nèi)層形成αCr相，外層形成β相(Ni-Al-Cr)。由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層和由β相構(gòu)成的外層的形成，是在高溫下自然進(jìn)行的，因而，在高溫下使用的場(chǎng)合，可以省略加熱處理。
本發(fā)明的Ni合金耐熱材料的多層結(jié)構(gòu)，在此后的熱處理或在高溫下工作的過(guò)程中，NiAl3(+Ni2Al3)轉(zhuǎn)變成β相，中間層是不穩(wěn)定的，轉(zhuǎn)變成由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層。由該αCr相構(gòu)成的層起到擴(kuò)散阻擋層的作用。αCr相的Al固溶度比較低，擴(kuò)散系數(shù)小。
在高溫下與液相Al共存的化合物，對(duì)于Ni-Al系合金是NiAl3，對(duì)于Cr-Al系合金是Cr5Al8，這可以由Ni-Cr-Al三元相圖(圖1)看出。也有的時(shí)候，由于擴(kuò)散的原因而變成以Ni2Al3為主體。
因此，使Al擴(kuò)散到Ni層(鍍層)中時(shí)，從Ni層的表面按照γNi(Al)→γ’Ni3Al→βNiAl→Ni2Al3→NiAl3的順序變化。
將經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni合金加熱至750℃以上的高溫。加熱氣氛可以是惰性氣體或大氣等任一種。加熱至750℃以上的溫度時(shí)，Al向基體材料一側(cè)擴(kuò)散，Ni向外層一側(cè)擴(kuò)散。Cr也有一部分向外層一側(cè)擴(kuò)散。一般地說(shuō)，Cr的擴(kuò)散比Al和Ni的擴(kuò)散要慢，因而發(fā)生了Ni向外層一側(cè)的擴(kuò)散和Al向內(nèi)層一側(cè)的擴(kuò)散。即，外層由NiAl3(+Ni2Al3)相轉(zhuǎn)變成固溶Cr的β相(Ni-Al-Cr)。另一方面，Al從基體材料的表面擴(kuò)散滲入內(nèi)部，基體材料表面的Al濃度達(dá)到γ-Ni(Cr)相的Al的飽和濃度。
當(dāng)β相(Ni-Al-Cr)的Cr濃度達(dá)到飽和濃度(約10原子％)以上時(shí)，Cr形成α-Cr相析出。即，在Ni-Cr-Al系相圖中，β相(Ni-Al-Cr)將α-Cr相和連線(tie line)連接起來(lái)，另外，αCr將γ相(Ni(Cr，Al))和連線連接起來(lái)。即，在β相與γ相之間必定存在αCr相。
在形成了內(nèi)層和外層的Ni合金耐熱材料中，沿著表層部的厚度方向各元素具有圖2中所示的濃度分布。在基體材料一側(cè)中，檢測(cè)出生成內(nèi)層以前的Al擴(kuò)散，內(nèi)層的Al濃度極低。將Ni合金耐熱材料在高溫的氧化性氣氛中長(zhǎng)時(shí)間保持時(shí)，Ni從基體材料中向外層擴(kuò)散，因而在基體材料的表面Cr的濃度增加，由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層的厚度增大。
因此，內(nèi)層保持較低的Al濃度，外層保持25原子％以上的Al濃度。圖2的濃度分布，是內(nèi)層的αCr相成為擴(kuò)散阻擋層、抑制基體材料成分向外層擴(kuò)散和抑制Al由外層向基體材料中擴(kuò)散的結(jié)果。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，外層由β相轉(zhuǎn)變成γ’相，進(jìn)而轉(zhuǎn)變成γ相。根據(jù)推斷，在由γ’相轉(zhuǎn)變成γ相的過(guò)程中，αCr相消失。
由于內(nèi)層起到擴(kuò)散阻擋層作用，外層的基體材料成分不會(huì)稀釋?zhuān)３指叩腁l濃度。因此，對(duì)于具有保護(hù)作用的Al2O3保護(hù)膜起到Al供給源的作用，即使在使用條件下Al2O3保護(hù)膜受到損傷，也可以生成Al2O3，自動(dòng)修復(fù)保護(hù)膜的缺陷部位。順便說(shuō)一下，自動(dòng)修復(fù)具有保護(hù)作用的Al2O3膜層所必需的基體材料表層的臨界Al濃度，根據(jù)基體材料合金的種類(lèi)而改變，對(duì)于Ni-Al合金是大約20原子％，對(duì)于Ni-Cr-Al合金是大約10原子％，利用起到擴(kuò)散阻擋層作用的內(nèi)層，使外層的Al濃度充分保持在臨界Al濃度以上。
這樣，形成了表面層的Ni合金耐熱材料高溫腐蝕和異常氧化受到抑制，保持了Ni基耐熱合金和Ni基高溫合金固有的優(yōu)異的高溫性能。另外，充分滿足了為了高的輸出功率而提高工作溫度的燃?xì)鉁u輪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等的高溫用部件所要求的性能。


圖1是Ni-Cr-Al三元相圖。圖2是表示在實(shí)施例1中剛進(jìn)行了Al擴(kuò)散處理后的Ni合金耐熱材料的表層的各元素沿厚度方向的濃度分布的曲線圖。圖3是表示在實(shí)施例1中、在大氣中1100℃下加熱16小時(shí)后的Ni合金耐熱材料的表層中的各元素沿厚度方向的濃度分布的曲線圖。圖4是在實(shí)施例1中形成了αCr相的內(nèi)層的表層部的斷面的附圖代用顯微鏡組織照片。圖5是表示在實(shí)施例1中，在大氣中1100℃下加熱169小時(shí)后的Ni合金耐熱材料的表層中的各元素沿厚度方向的濃度分布的曲線圖。圖6是在實(shí)施例1中，在大氣中1100℃下加熱169小時(shí)后的Ni合金耐熱材料的表層部斷面上觀察αCr相內(nèi)層的附圖代用顯微鏡組織照片。
優(yōu)選實(shí)施方式用于基體材料的Ni合金耐熱材料有Ni基耐熱合金、Ni基高溫合金、電熱絲材料等使用的Ni-20原子％Cr合金以及其他的Ni-Cr基合金等。優(yōu)選的是，形成可以有效阻擋擴(kuò)散的內(nèi)層，并且至少將基體材料表層部的Cr含量提高到20原子％以上。但是，αCr相的壽命依賴(lài)于溫度和時(shí)間，Cr含量越高的合金，越能夠在高溫下長(zhǎng)時(shí)間地形成和保持αCr相，因此，在1000℃以上的高溫下使用的部件，最好是Cr含量在35原子％以上。
作為基體材料，使用Cr含量20原子％以上的Ni-Cr基合金，或者預(yù)先在Ni合金的表面上形成含Cr層，將基體材料表層的Cr濃度保持在20原子％以上，優(yōu)選的是保持在35原子％以上。含Cr層的形成可以采用固體滲(pack cementation)、電鍍、噴鍍、PVD、CVD、濺射等方法。
另外，根據(jù)含有Cr以外的合金元素的多元系Ni-Cr基合金，例如Ni-4Cr-1W合金的結(jié)果，其保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)與Ni-40Cr合金是相同的，W固溶于αCr相中(在1100℃下加熱固溶量為3原子％)。據(jù)推斷，這是由于固溶于αCr相中的Al濃度從Ni-40Cr合金的0.3原子％降低到Ni-4Cr-1W合金的0.1原子％，進(jìn)一步降低了鋁的擴(kuò)散能力。
在固體滲時(shí)，基體材料上形成了滲透Cr的含Cr層。優(yōu)選的是采用電鍍、噴鍍、PVD、CVD、濺射等方法形成含Cr層，在隨后的熱處理中，使Cr由含Cr層中擴(kuò)散到基體材料中。
在提高了表層部的Cr濃度的場(chǎng)合，最好是采用電鍍、噴鍍、PVD、CVD、濺射等方法在其上面形成Ni層。如果代替Ni層形成Ni-Cr層，則可以省略在基體材料表面上設(shè)置含Cr層的工序。另外，如果形成Ni-Al層，還可以省略后續(xù)的Al擴(kuò)散處理中的Al層形成。為了形成必要厚度的外層，Ni層、Ni-Cr層、Ni-Al層等中的Ni附著量應(yīng)設(shè)置為100-200g/m2的比例。
隨后，采用將基體材料埋置在Al粉末、NH4Cl粉末和Al2O3粉末按15∶2∶83(重量比)形成的粉末混合物中的方法，或者采用形成Al或Ni-Al鍍膜后熱處理的方法，在Al活度高的條件下進(jìn)行Al擴(kuò)散處理。Al擴(kuò)散處理采用固體滲Al或者對(duì)使用熔融鹽浴或非水鍍液的電鍍以及PVD、CVD、濺射等形成的Al層進(jìn)行熱處理的方法進(jìn)行。
固體滲Al時(shí)，將Ni合金基體材料埋置在Al、NH4Cl和Al2O3的粉末混合物中，在真空、惰性氣體或氫氣等非氧化性氣氛中于800-1000℃下加熱1-10小時(shí)，使Al滲入Ni層或Ni-Cr層中。在同樣的條件下對(duì)使用熔融鹽浴或非水鍍液的電鍍或者通過(guò)PVD、CVD、濺射等形成的Al層進(jìn)行熱處理時(shí)，Al由Al層中擴(kuò)散到Ni層或Ni-Cr層內(nèi)。
將經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni合金在850℃以上的高溫氧化性氣氛中保持時(shí)，Al向基體材料一側(cè)擴(kuò)散，與此同時(shí)，Ni由基體材料向外層擴(kuò)散，外層的NiAl3(+Ni2Al3)相轉(zhuǎn)變成β相(Ni-Al-Cr)。同時(shí)，作為內(nèi)層形成了αCr相。形成內(nèi)層后，Al由外層向基體材料中的擴(kuò)散受到抑制，外層中的Al濃度保持在20原子％以上。αCr相內(nèi)層與外層之間沒(méi)有形成均質(zhì)層，保持了作為擴(kuò)散阻擋層的作用。
對(duì)于內(nèi)層的厚度沒(méi)有特別的限制，不過(guò)，由于阻擋擴(kuò)散的能力與該層的厚度的二次方成正比，因此內(nèi)層的厚度厚一些為好。另外，為了使由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層形成連續(xù)層，必須達(dá)到3μm以上的厚度。為了具有保護(hù)作用，外層的Al濃度應(yīng)在25原子％以上，其厚度越厚越好，優(yōu)選的是20μm以上。Al濃度和厚度可以通過(guò)Al擴(kuò)散處理進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)施例1使用含有40原子％Cr的Ni-Cr合金作為基體材料，將該Ni-Cr合金放入含有NiSO41.25mol/l、NiCl20.19mol/l和HBO30.65mol/l的鍍Ni水溶液中浸漬，在5.5mA/cm2的電流密度下電鍍3.5小時(shí)，使Ni-Cr合金的表面上形成膜厚18～20μm的Ni層。然后，將Ni-Cr合金基板埋置在Al∶NH4Cl∶Al2O3＝15∶2∶83(質(zhì)量比)的粉末混合物中，在惰性氣體(氬)氣氛中于800℃下加熱2小時(shí)，進(jìn)行擴(kuò)散處理。
測(cè)定經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的基體材料表層中所含的元素在厚度方向上的濃度分布。如同圖2的測(cè)定結(jié)果所示，Cr的濃度由基體材料的表面向表層部的表面逐漸降低，Ni的濃度從基體材料一側(cè)到Al擴(kuò)散層的中間逐漸增高，然后一直到表層部的表面保持恒定的濃度。與Al擴(kuò)散層的表面一側(cè)相比，在內(nèi)部一側(cè)Al的濃度升高。
將經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni-Cr合金在大氣中1100℃下加熱16小時(shí)，從基體材料一側(cè)起各元素的濃度分布變成圖3中所示的樣子。將圖3與圖2對(duì)比可以看出，在高溫加熱處理后，Al在厚度方向上的濃度分布出現(xiàn)不連續(xù)的部分，在Cr濃度高的區(qū)域中基本上不含有Al。
通過(guò)顯微鏡觀察經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni-Cr合金的表層斷面，可以了解在厚度方向上不連續(xù)的Al濃度分布。即，在放大300倍的視野內(nèi)觀察到的組織照片(圖4)中，基體材料2與外層1之間形成了內(nèi)層3，基體材料2/內(nèi)層3/外層1的邊界清晰可見(jiàn)。內(nèi)層3的平均厚度是20μm，根據(jù)EPMA的分析結(jié)果，內(nèi)層3是由αCr相組成。外層1的平均厚度是80μm，Al濃度是大約37原子％，由β相(Ni-Al-Cr)構(gòu)成。
形成了αCr相的內(nèi)層3的Ni-Cr合金，即使在高溫下長(zhǎng)時(shí)間加熱，各元素在厚度方向上的濃度分布也不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化。例如，觀察在同樣的條件下加熱169小時(shí)后的厚度方向上的濃度分布時(shí)，Al在厚度方向上的濃度分布(圖5)依然存在不連續(xù)的部分，在不連續(xù)的部分中觀察到αCr相的內(nèi)層3(圖6)。外層1的Al濃度是大約30原子％，作為形成具有保護(hù)作用的Al2O3保護(hù)膜的Al源，確保足夠的濃度。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用如上所述，本發(fā)明的Ni合金耐熱材料，在Ni合金的表面上形成了具有αCr相的內(nèi)層以及β相(Ni-Al-Cr)和γ’相(Ni3Al(Cr))的外層的多層結(jié)構(gòu)的表面層。內(nèi)層起到擴(kuò)散阻擋層的作用，防止基體材料成分從基體材料向外層擴(kuò)散，并且防止Al從外層向基體材料擴(kuò)散，因此，不會(huì)由于基體材料成分的擴(kuò)散使外層被稀釋?zhuān)_保外層中具有形成保護(hù)作用的Al2O3保護(hù)膜所需要的Al濃度。因此，在使用條件下Al2O3保護(hù)膜受到損傷的情況下，也可以利用由外層補(bǔ)給的Al自動(dòng)修復(fù)保護(hù)膜的缺陷部位。
因此，高溫腐蝕和異常氧化受到抑制，可以長(zhǎng)時(shí)間保持Ni合金所固有的優(yōu)異的高溫性能，提供適合用于燃?xì)鉁u輪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣部件等高溫用途的材料。
權(quán)利要求
1.具有良好的耐高溫氧化性的Ni合金耐熱材料，其特征在于，該合金是經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni合金基體材料，在該基體材料的表面上形成了具有由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層以及由β相(Ni-Al-Cr)和γ’相(Ni3Al(Cr))構(gòu)成的外層的多層結(jié)構(gòu)的表面層，外層的Al濃度是20原子％以上。
2.如權(quán)利要求1所述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，所述的Ni合金基體材料是由形成了含Cr層的Ni合金基體材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，所述的含Cr層是由Cr含量為20原子％以上的Ni-Cr基合金構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，在含Cr層上形成了Ni層或Ni-Al層。
5.如權(quán)利要求1所述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，所述的Ni合金基體材料是由Ni基耐熱合金、Ni基高溫合金構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的Ni合金耐熱材料，其特征在于，所述的Ni合金基體材料是由Cr含量為20原子％以上的Ni-Cr基合金構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供了能抑制高溫腐蝕和異常氧化，長(zhǎng)期保持Ni合金所固有的優(yōu)異的高溫性能，適合用于燃?xì)鉁u輪、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣部件等高溫用途的材料。本發(fā)明的材料是具有良好耐高溫氧化性的Ni合金耐熱材料，該材料是經(jīng)過(guò)Al擴(kuò)散處理的Ni合金基體材料，在該基體材料的表面上形成了具有由αCr相構(gòu)成的內(nèi)層以及由β相(Ni－Al－Cr)和γ’相(Ni
文檔編號(hào)C23C28/02GK1639388SQ0380442
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者成田敏夫, 吉田大助 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)