일반기술

표면을 매끄럽게 하며 고온부식을 방지하는 표면처리합금

콘바인드·사이클 플랜트로 대표되는 고효율화된 최근의 산업용 가스터빈의 터빈 입구 온도는 1350℃에 달하고 있다. 이러한 고온의 연소 가스에 쓰여지는 가스터빈의 1, 2단 動·靜翼은 MCrAlY 합금(M：Co, Ni, CoNi 등)이나 ZrO2-Y2 O3 등의 세라믹을 코팅하는 것으로 고온에 의한 腐食 손상을 방지하는 대책으로 취해지고 있다. 한편, 3, 4단 동·정익은 연소 가스 온도가 저하(650-800℃)되는 점도 있어 통상적으로는 특별한 부식 방지 대책이 없이 무처리 상태로 사용되고 있었다. 그런데 최근 4단 동익 등에서 고온 부식이 원인으로 크리프 수명이 큰 폭으로 저하되는 일이 발생하여, 기본재료인 Ni基 또는 Co基 합금의 표면에 Al나 Al·Si를 확산 침투시키는 것으로 3, 4단 동익에 耐食性을 부여하는 처리가 행해지게 되었다. 본 발명은 뛰어난 耐高溫腐食性을 가지며, 가스터빈날개, 각종 보일러재료, 가스화로재료 등에 매우 적합하게 사용되는, Ni其 또는 Co基 합금으로 된 피처리재의 표면에 Cr확산층을 형성시킨 내식성 표면처리 합금 및 그 제조 방법에 관한 것이다.연소 온도가 650℃에서 800℃의 고온 환경에 사용되는 내열합금은, 백세그멘테이션으로 불리는 Cr확산 침투 처리 방법으로 실시되지만, 처리 후의 基材 표면은 석출한 Cr이나 알루미나분말을 말려들게 하여 50-60μm의 표면 조도가 되기 때문에 효율 저하를 일으키고 있었다. 본 방법은, 기재와 Cr분말의 사이에 간격을 두고, 多孔質體의 중간財를 사이에 두어 CVD(화학 기상 증착) 처리를 하여, 염화 크롬 증기만 基材 표면층에 도달하여 Cr확산층을 형성한다. 이것에 의해 내식성이 높고 평활하게 표면 처리된 합금이기 때문에 고온의 환경 속에서 사용할 수 있다. 본 발명의 Ni基 또는 Co基 합금으로부터 되는 피처리재와 금속 Cr분말과 燒結 방지재 및 염화 암모늄 분말을 적절한 비율로 함유하는 Cr발생원 분말을, Ni다공질체 또는 세라믹 다공질체로부터 되는 중간재를 개재시켜 CVD 용기 내에 장진하여, 피처리재와 Cr발생원 분말이 직접 접촉하지 않는 상태로 가열 처리를 해, 피처리재의 표층부에 Cr확산층을 형성시키는 방법에 의하여, 내식성이 뛰어난 표면층을 가지며, 더욱이 표면이 매끄러운 내식성 표면 처리 합금을 용이하게 제조할 수가 있다. 또한 CVD 용기로서 Ni제의 용기를 사용함으로써, 용기로부터의 Fe분이 Cr확산층안에 혼입되는 경우가 없고, 한층 더 내식성이 뛰어나 고온 부식 환경하에 있어서의 강도가 현격히 뛰어난 내식성 표면 처리 합금을 제조할 수가 있다. 본 발명의 내식성 표면 처리 합금은 내식성이 뛰어난 표면층을 가지며, 표면이 매끄럽고, 처리하기 전과 동등한 기재 강도를 유지하는 내식성 표면 처리 합금이며 가스터빈날개, 각종 보일러재료, 가스화로재료 등, 고온 부식 환경하에서 사용되는 재료로서 매우 적합한 것이다.