Thermal spray coatings and applications therefor

Details Thermal spray coatings and applications therefor Thermal spray coatings and applications therefor

C - Chemistry, Metallurgy

23

C

C23C 4/08 (2006.01) C22C 19/00 (2006.01) C23C 28/00 (2006.01)

Patent

CA 2678361

This invention relates to coatings for a metal or non-metal substrate comprising (i) a thermal sprayed bondcoat layer applied to said substrate comprising an alloy of MCrAlM' wherein M is an element selected from nickel, cobalt, iron and mixtures thereof, and M' is an element selected from yttrium, zirconium, hafnium, ytterbium and mixtures thereof, and wherein M comprises from about 35 to about 80 weight percent of said alloy, Cr comprises from about 15 to about 45 weight percent of said alloy, Al comprises from about 5 to about 30 weight percent of said alloy, and M' comprises from about 0.01 to about 1.0 weight percent of said alloy, said alloy thermally sprayed from a powder having a mean particle size of 50 percentile point in distribution of from about 5 microns to about 100 microns, said bondcoat having a surface roughness of at least 200 micro-inches, and said bondcoat having a thermal expansion of about 6.5 millimeters per meter or less between a temperature of from about 25°C to about 525°C, and (ii) a thermal sprayed ceramic layer applied to said bondcoat layer; wherein said coating has a helium leak rate of less than 6 x 10"6 standard cubic centimeters per second. The coatings are useful for extending the service life under severe conditions, such as those associated with metallurgical vessels' lances, nozzles and tuyeres.

L'invention concerne des revêtements pour substrat métallique ou non métallique, comprenant (i) une couche d'ancrage pulvérisée thermiquement, appliquée sur ledit substrat contenant un alliage de MCrAlM', M représentant un élément sélectionné parmi le nickel, le cobalt, le fer et des mélanges de ceux-ci, M' représentant un élément sélectionné parmi l'yttrium, le zirconium, le hafnium, l'ytterbium et des mélanges de ceux-ci, M contenant entre environ 35 et environ 80% en poids dudit alliage, Cr contenant entre environ 15 et environ 45% en poids dudit alliage, Al contenant entre environ 5 et environ 30% en poids dudit alliage, M' contenant entre environ 0,01 et environ 1% en poids dudit alliage, l'alliage étant pulvérisé thermiquement à partir d'une poudre présentant une taille de particules moyenne de 50 points percentiles dans une répartition d'environ 5 à environ 100 microns, ladite couche d'ancrage présentant une rugosité de surface d'au moins 200 micropouces et une dilatation thermique d'environ 6,5 millimètres par mètre ou inférieure à une température comprise entre environ 25°C et environ 525°C, et (ii) une couche céramique pulvérisée thermiquement, appliquée sur la couche d'ancrage. Les revêtements selon l'invention présente un taux de fuites d'hélium inférieur à 6 x 10'6 centimètres cubes standard par seconde. Ces revêtements permettent l'allongement de la durée de vie utile dans des conditions difficiles, telles que celles associées aux lances, buses et tuyères de cuves métallurgiques.

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