先进燃气轮机材料和涂层.docx
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先进燃气轮机材料和涂层
先进燃气轮机材料和涂层
P.W.Schilke
GE能源集团
纽约州斯克内克塔迪县
目录
1引言3
2材料宗旨3
3透平叶片和喷嘴4
3.1加工工艺4
3.2叶片材料5
3.2.1定向凝固合金——GTD-111叶片7
3.2.2等轴叶片材料——GTD-1118
3.2.3In-738合金叶片8
3.2.4U-500合金叶片9
3.2.5未来的叶片9
3.3喷嘴材料10
3.3.1FSX-414喷嘴10
3.3.2GTD-222喷嘴10
3.3.3N-155喷嘴10
3.3.4未来的喷嘴材料和涂层11
4叶片涂层11
4.1热腐蚀12
4.2高温氧化13
4.3铝化铂涂层14
4.4PLASMAGUARDTM涂层15
4.5低温涂层17
4.6围带（shroud）涂层17
4.7未来涂层18
5燃烧室硬件18
5.1燃烧室套筒19
5.2连接件20
6透平和压气机轮盘20
6.1透平轮盘工艺21
6.2透平轮盘合金21
6.2.1镍基合金70621
6.2.2Cr-Mo-V合金22
6.2.312Cr合金23
7其他转子部件23
8转子研发23
9压气机叶片24
10汽缸25
10.1未来的材料25
11砂型铸件25
12进气和排气系统26
12.1进气系统26
12.2排气系统26
13总结27
1引言
先进的GE材料为燃气轮机的持续显著改进铺平了道路——这些改进创造了为用户提供效率最高的发电设备的新纪录。
现在，通过提供进气温度和效率更高的部件及机组设计，联合循环机组的效率已经高达60%。
GE公司正在进行的研发工作预示着未来十年将见证燃气轮机进气温度、压力和输出功率的持续提高。
本文描述了能够满足相互冲突的市场需求（高的进气温度、长期服役、防止燃料和空气腐蚀、效率更高及可以使用多种燃料）的燃气轮机材料的发展过程。
本文主要介绍高温部件的发展，因为通常这些部件是燃气轮机中工况条件最严苛的部件。
现在，高温合金的发展和加工工艺的改进可以允许高温部件在进气温度不断提高以及在离心力、热应力和振动应力共同作用的严苛条件下工作数千小时。
同时讨论了压气机和转子的最新发展情况。
GE公司的工程师继续引领着燃气轮机材料技术的发展，因为他们能够利用全世界产品最多样（范围从飞机发动机材料到高科技复合材料）的公司之一的实验室得到的知识和技术。
他们已经利用这些资源和从在很多气候及使用不同燃料的条件下运行的5000多台燃气轮机收集到的数据来验证在要求工况条件下运行的材料。
2材料宗旨
主要宗旨是制造满足使用要求的可靠、高效、低成本的设备。
在任何可能的情况下，都使用具有成功应用经验的标准材料。
在很多情况下，都使用经过飞机或汽轮机应用验证的技术。
但是，在很多情况下，高负荷高温部件的独特要求需要使用特殊材料和工艺。
在合金和部件供应商与GE内部研发部门的共同努力下，已经研发出了很多满足燃气轮机工业要求的合金和工艺。
材料研究项目的初始阶段非常耗费时间和财力。
首先，要对新观点和新材料进行筛选，选出最能满足材料设计要求的一种或两种观点或材料。
随后是进行大量的试验，确保材料能够满足重型燃气轮机数万小时寿命的要求。
进行预期工作温度下的长期蠕变试验来表征材料性能。
而且，还要进行典型的实验室性能评价，包括拉伸试验、断裂试验、低周和高周疲劳试验、热机械疲劳试验、韧性试验、耐腐蚀/氧化试验、制造/工艺试验以及全面的物理性能试验。
对于一种喷嘴或叶片用新材料，试验阶段往往需要持续几年。
实验室性能试验后，通过与GE用户合作，对新材料进行最好和最终的试验——实机运行试验。
在用户的设备上进行彩虹现场试验——同时对评价材料和现有标准材料进行平行对比试验。
自1950年代，已经进行了50多次彩虹试验，包括压气机叶片、压气机涂层、燃烧室、喷嘴、喷嘴涂层、叶片和叶片涂层材料。
实际上，现在所有经过验证的高温材料（即我们现在认为的标准材料）在使用前都在彩虹转子上进行过彩虹试验。
典型的过程是彩虹材料被卸下，定期进行评价，然后换上标准部件。
目前的彩虹试验包括叶片和喷嘴涂层、燃烧室部件、叶片和喷嘴材料。
包括长期实验室试验的彩虹转子试验是材料研发的基础。
这些试验成功的保证了GE重型燃气轮机材料和工艺的持续发展。
材料经过彩虹转子证实后，再通过大量的首件认证和试验批评价验证材料的可制造性。
部件还要满足严格的产品无损检验和破坏性试验的要求。
还要供应商一起开展大量工作，确保采用新材料制造的零件满足要求。
在此期间，要对试验部件进行解剖试验并进行分析，确保各项性能满足GE规范的要求。
已经解剖了大量叶片和喷嘴铸件以及很多轮盘锻件，以验证生产工艺（原材料、铸造/锻造参数、热处理等等）的正确性。
供应商得到认可后，其生产工艺将被固化，没有GE批准不得更改。
产品制造时，还要在某个锻件或选定的铸件上取样进行破坏性试验，确保满足规范要求。
重要的转动部件还要进行无损检验，比如超声波探伤、液体渗透探伤、磁粉探伤和X射线探伤，根据具体的部件确定具体的检验方法。
对于非常重要的部件还要进行验证试验。
自从1950年代，GE开始制造燃气轮机以来就使用该材料研发和产品验证理论。
在将来还将继续使用该理论研发用于新型设备的新材料研发。
3透平叶片和喷嘴
3.1加工工艺
自1960年代中期以来GE一直使用熔蜡精密铸造技术制造喷嘴和叶片。
这一铸造工艺允许使用难以成型或加工的合金，同时使内部冷却孔的设计更加灵活。
例如，在这些铸件中大量使用陶瓷型芯来制造空冷通道，同时降低了铸件重量。
GE使用的大多数喷嘴和叶片铸件采用传统的等轴精密铸造工艺制造。
在该工艺中，熔融金属在低于10-2托（26Pa）的压力下铸入陶瓷模。
在很多情况下采用真空条件，尤其是对于钴合金，防止高温合金中的活泼金属与大气中的氧和氮反应。
通过对金属和浇铸模热条件的合理控制，熔融金属从模的表面向中心凝固，得到等轴晶结构。
为了防止出现疏松，在浇铸时进行补缩处理。
在过去30年生产了各种精密铸造叶片和喷嘴。
图1和2表明该工艺非常灵活，可以满足各种设计和尺寸的要求。
同时还使用定向凝固技术来制造先进叶片。
定向凝固技术在在飞机发动机上的应用已经有超过25年的历史了，几年前在GE能源及其供应商的共同努力下，将定向凝固技术用在了大型机翼上。
通过对温度梯度的准确控制，在叶片上开发出一层凝固前沿，通过这层前沿的纵向生长，形成整个叶片。
这样就形成了定向的晶粒组织，即只有与叶片主轴平行的纵向晶粒，没有横向晶界。
横向晶界的消除提高了合金的蠕变和持久强度，纵向晶粒组织提高了合金的纵向弹性模量，进而提高了疲劳强寿命。
就在最近，GEPG与其供应商共同进行单晶铸件的研究工作，通过晶界的消除可以进一步合金的蠕变强度和疲劳寿命。
图1精密铸造叶片
图2精密铸造喷嘴
MS5002C定向凝固叶片是首件用于大型陆用燃气轮机的产品定向叶片，于1989年投入商业运行。
图3所示是最近的三个定向凝固1级叶片：
MS9001FA、MS7001FA和MS6001FA，三件叶片都经过了酸洗，呈现出定向晶粒组织。
其次，特殊工艺包括一些部件的电化学加工和放电加工、硬涂层，传统打磨和间歇进给打磨。
这些工艺及后续的防腐蚀和抗氧化涂层都能充分满足每一设计的要求，确保合金锭的冶金质量，无有害残余应力，所有性能不劣化。
而且，所有燕尾槽都进行喷丸处理，使表面产生残余压应力，提高疲劳强度。
图3定向凝固叶片
3.2叶片材料
1级叶片的工况条件最严苛，必须承受高温、高应力和恶劣环境的综合作用，通常是燃气轮机的极限部件。
自1950年以来，透平叶片材料使用温度约提高了472℃，平均每年约提高10℃。
叶片材料使用温度提高的重要性不言而喻：
透平进气温度提高56℃会使输出功率提高8～13%，使简单循环机组的效率提高2～4%。
合金性能和加工工艺的提高在耗费大量财力和时间的同时，显著提高了能量密度和机组效率。
图4所示是进气温度和叶片合金使用高温性能的发展过程。
表1所示是新型合金和传统合金的化学成分。
1970年代以前，进气温度的提高主要依靠提高叶片材料使用温度来实现，1970年代以后，空冷技术的引入减弱了叶片材料使用温度提高的作用。
同时，随着金属使用温度达到870℃范围，叶片的热腐蚀成为超过强度的影响寿命的因素，直到防护涂层的引入。
1980年代期间，研究重点转向两个方向：
一是改进加工工艺，获得更高的叶片材料性能而不损失合金的抗腐蚀性能；二是研究先进的非常复杂的空冷技术获得更高的进气温度，满足新型F级燃气轮机的要求，见图5。
进一步提高联合循环机组效率的蒸汽冷却技术将在1990年代实现。
图4进气温度和材料高温性能的发展过程
表1高温合金的名义化学成分
图5先进空冷技术
GE所有的燃气轮机叶片均采用真空浇铸、固溶时效强化处理的镍基高温合金制造。
图6所示为这些合金及用作喷嘴的高温合金（GTD-222、FSX-414和N-155）的持久强度。
该对比是把持久强度作为与时间和温度有关的参数（L-M参数）的函数表现的。
图6叶片和喷嘴材料的持久强度比较
持久强度是几个重要的设计参数之一，必须满足，确保合金具有叶片（尤其是长寿命要求的叶片）要求的性能。
同时还必须考虑蠕变寿命、高周和低周疲劳性能、热疲劳性能、拉伸强度和塑性、冲击性能、抗热腐蚀和氧化性能、可制造性能、可涂层性能和物理性能等。
3.2.1定向凝固合金——GTD-111叶片
目前1级叶片材料采用定向凝固合金GTD-111。
除化学成分控制更严格外，该合金与等轴GTD-111合金一致。
该叶片材料目前用在6FA、7FA和9FA级燃气轮机以及6B、9EC、7EA和5/2C、D、3/2J等大功率燃气轮机。
定向凝固GTD-111合金还用于7FA和9FA级燃气轮机的第2级和第3级叶片。
如前所述，使用定向凝固GTD-111合金显著提高蠕变寿命，或者说显著提高给定寿命下的许用应力。
如图7所示，定向凝固GTD-111合金性能优于等轴GTD-111合金。
性能提高是因为消除了叶片中的传统弱化性能的显微组织结构——横向晶界。
而且，定向凝固GTD-111合金的应变控制疲劳强度或热疲劳强度是等轴GTD-111合金的10倍。
DSGTD-111合金的冲击性能也优于等轴GTD-111合金，超出33%。
图7定向凝固与等轴GTC-111合金的性能比较
3.2.2等轴叶片材料——GTD-111
DS和等轴叶片的母合金GTD-111由GE公司于1970年代中期研发并获得专利。
与In-738合金相比，等轴GTD-111合金的持久强度约提高20℃。
GTD-111的低周疲劳强度也优于In-738合金。
同时，GTD-111合金的抗腐蚀性能与In-738的抗腐蚀性能（行业内公认的抗腐蚀性能标准）相当。
该合金的设计很独特，采用相稳定和其他预测技术搭配关键元素（Cr、Mo、Co、Al、W和Ta）的含量，因此该合金具有更高强度的同时也保持了很好的抗热腐蚀性能（与In-738合金相当），且没有降低相的稳定性。
同时还采用了与提高In-738合金铸造性能相同的方法提高GTD-111的铸造性能。
为了提供GTD-111性能做了很多工作，使其能够制造高性能的精密铸造叶片。
在工艺/设计研发阶段，制造了大量试验零件，来代表各种设计尺寸的叶片。
首先，对第1级叶片进行试验，但是，就在最近，试验范围扩大了，GTD-111现在用于更大的其他级叶片。
在所有的可制造性试验过程中，制造了很多叶片，并进行了无损检验，解剖了其中的很多叶片，用以测定各项性能。
这些评价为优化叶片的制造供工艺提供了反馈信息。
3.2.3In-738合金叶片
1971年～1984年制造的各种第1级叶片均采用In-738合金，于此同时引进了GTD-111合金。
而且，最近几年MS6001、MS7001和MS9001级燃气轮机（共3级透平叶片）的第2级均采用In-738合金。
在现代高温合金中既有非常好的高温强度又具有非常好的抗热腐蚀性能的合金为数不多，而In-738合金是其中值得关注的一种。
In-738既具有高的高温强度又具有良好的抗热腐蚀性能，正符合重型燃气轮机部件要求。
与飞机发动机相反，这一点对于陆用燃气轮机尤其重要。
In-738合金是GE公司首次在重型燃气轮机中使用的铸造叶片材料，且从未在飞机发动机中应用。
In-738合金最先由国际镍公司开发，但是随后GE公司为了提高其铸造性能对其化学成分进行了改进。
正是由化学成分的改进以及对其他铸造技术进行的大量研究工作，使得该合金投入商业运行，否则其将会被列入几乎不能铸造大尺寸零件的合金行列。
这项工作使得In-738合金在过去的20年中成功的在GE燃气轮机上应用。
的确，目前该合金在整个重型燃气轮机工业广泛应用。
3.2.4U-500合金叶片
目前很多GE燃机的第3级透平叶片采用U-500合金。
该合金在1960年代中期用作第1级叶片。
同In-738和GTD-111合金一样，该合金是沉淀硬化（γˊ）镍基合金。
目前该合金在某些级别的燃气轮机中还用作其他级的叶片。
3.2.5未来的叶片
随着DSGTD-111合金的引入及其投入商业运行，现在的研发重点是单晶工艺和高级DS合金。
通过控制单晶方向，单晶可以获得更高的高温强度，可以具有更好的综合性能。
单晶中没有晶界，采用可控方向的单晶生产了叶片。
由于去除了所有晶界及晶界强化添加剂，显著提高了合金的熔点,从而相应的提高了高温强度。
与等轴或DS组织相比，单晶组织的横向蠕变和疲劳强度更高。
GE公司的飞机发动机使用单晶叶片的历史已有十多年之久。
与等轴和DS合金相比，单晶合金在低周疲劳（LCF）的优势如图8所示。
GE公司正在对这些将要用于其下一代燃气轮机的单晶合金进行评价和彩虹转子试验。
图8叶片低周疲劳性能对比
叶片材料高温性能持续有计划的提高如图9所示。
这些新型叶片材料与改进的涂层一起将在未来几年持续提高GE燃气轮机的性能。
图9叶片材料高温性能的持续提高
3.3喷嘴材料
第1级喷嘴（GE公司称为透平静叶）承受最高的燃气温度，但是承受的机械应力低于叶片。
喷嘴的作用是引导热燃气流向叶片，因此其必须能够承受高温作用，并尽可能降低燃气转向损失。
要求喷嘴必须要有良好的耐高温和腐蚀性能、高抗热疲劳性能、易于制造和修复、好的可焊性及良好的可铸造性能。
同时后几级喷嘴必须具有足够的蠕变强度以支撑起自身及与外部汽缸相连的隔板。
3.3.1FSX-414喷嘴
目前所有第1级喷嘴和一些后几级喷嘴均采用FSX-414——一种GE公司专利的钴基合金。
与镍基合金相比，钴基合金通常在非常高的温度下有更高的强度。
该合金由X-40和X-45发展而来，这两种合金也都是由GE公司研制并于1960年代首次使用。
与X-40相比，FSX-414合金降低了碳含量以提高可焊性，增加了铬含量以提高耐氧化/腐蚀性能。
在模拟的燃气轮机燃烧室中的长期试验表明FSX-414合金的抗氧化性比X-40和X-45提高了2～3倍。
这样好的抗氧化性在喷嘴氧化寿命相当的情况下可使进气温度提高约56℃。
3.3.2GTD-222喷嘴
为了满足一些第2和3级喷嘴对更高蠕变强度的要求，研制了镍基喷嘴材料GTD-222合金。
在蠕变强度相当的情况下,GTD-222合金的使用温度比FSX-414高出66℃以上,而且可以进行补焊。
该合金的另一个重要优点是抗低温热腐蚀性能提高了。
通过调整该合金,使其具有良好的蠕变强度和可焊性,研发了一种独特的GE专利的镍基合金,以满足高级和升级GE燃气轮机的需要。
该合金为真空精密铸造合金,具有良好的可制造性。
装配了GTD-222合金彩虹喷嘴，服役4万多小时后表现出良好的性能。
目前，该喷嘴材料广泛用于6FA、7FA、9FA、9E、9EC和6B等级别的燃气轮机。
3.3.3N-155喷嘴
N-155，也称为Multimet，是一种铁基合金，成分与S-590相似，是一种早期叶片材料。
该合金易于制造，可焊性好于S-590，用于MS3000和MS5000系列燃气轮机的后几级喷嘴。
3.3.4未来的喷嘴材料和涂层
自1960年代以来，FSX-414喷嘴材料已经非常成功了。
但是由于燃气轮机运行温度的持续升高，已经开始进行将先进喷嘴合金用于商业产品的研究计划。
第一项计划将GTD-222合金用于后几级喷嘴。
在用于第2级喷嘴时，GTD-222合金进行了铝化物涂层，以提高零件的抗氧化性。
另一个项目旨在评价和改进目前用于飞机发动机的合金，提高高温强度和抗高温氧化性。
4叶片涂层
要求对叶片进行涂层，防止叶片腐蚀、氧化和力学性能劣化。
由于高温合金越来越复杂，不使用涂层而获得更高强度和令人满意的耐腐蚀和氧化性能变得越来越困难。
因此，进气温度不断提高的趋势增加了对涂层的需要。
所有涂层的功能都是在表面形成一层致密的附着力很强的氧化层，起到防止基体材料氧化、腐蚀和劣化的作用。
由经验可知，涂层或未涂层的叶片的寿命均主要取决于燃料和气体的污染程度以及叶片的工作温度。
这一影响如图10所示——钠（一种普遍的污染物）对工作温度为871℃的叶片寿命的影响。
污染物的增加会造成一种加速破坏的形式产生，即热腐蚀。
图10钠对叶片腐蚀寿命的影响
除了热腐蚀外，抗高温氧化和热疲劳性能也是高进气温度燃气轮机的重要评判标准，如图11所示。
在现代的先进燃气轮机中，不仅要考虑叶片外表面的氧化问题，还要考虑内部通道（比如冷却孔）的氧化问题。
图11叶片涂层要求和涂层发展过程
4.1热腐蚀
热腐蚀是一种快速破坏形式，通常与由碱金属污染物（比如钠和钾）同燃料中的硫反应形成熔融的硫化物有关。
在燃料或空气中即使有百万分之一的这种污染物就足够造成热腐蚀。
有很多方式可以引入钠，比如液体燃料中的盐水，通过在盐水或其他污染区附近区域运行的燃气轮机空气入口进入，或随着水/蒸汽注入的污染物。
除了碱金属（比如钾和钠）外，其他化学元素也会影响或造成叶片腐蚀。
这些元素中值得注意的是钒和铅。
钒主要来自原油和残油，铅主要来自汽车尾气或加铅汽油的运输污染物。
目前，工业认可的主要有两种形式的热腐蚀，虽然它们的危害是一样的。
它们分别是高温（类型1）和低温（类型2）热腐蚀。
早在1950年代就认识到了高温热腐蚀。
它是在硫酸钠（Na2SO4）存在下在816～927℃温度范围内发生的一种急速氧化形式。
硫酸钠是在燃烧过程中钠、硫和氧反应生成的。
硫是燃料中存在的一种天然污染物。
低温热腐蚀作为一种单独腐蚀破坏机理是在1970年代中期被认识到的。
在条件具备的情况下，这种破坏的危害非常大。
它发生在593～760℃温度范围内，并且要求足够的SO2分压。
它是由在硫酸钠和一些合金成分（比如镍和钴）的共同作用下形成的低熔点共晶化合物造成的。
实际上，它与燃煤锅炉中所说的炉边腐蚀（firesidecorrosion）的腐蚀形式有些类似。
两种类型的热腐蚀造成不同的破坏性形式，如图12和13所示。
图12高温热腐蚀
图13低温热腐蚀
给出的是被腐蚀材料的金相横截面。
高温腐蚀的特征是晶间腐蚀、硫化物粒子和有基体金属的裸露区域。
低温热腐蚀的特征是无裸露区域、无晶间腐蚀，有层状腐蚀氧化皮。
预防两种类型腐蚀的方法类似。
第一，减少污染物；第二，尽可能使用抗腐蚀性好的材料；第三，进行涂层以提高叶片合金的抗腐蚀性能。
4.2高温氧化
当氧原子与金属原子结合形成氧化皮，金属氧化就发生了。
温度越高，氧化过程越迅速，如果太多的基体金属被氧化物消耗掉，零件就可能失效。
图14a给出了已经运行约30000小时的经涂层的叶片的显微组织，可以看到涂层没有明显的氧化破坏。
与此相反，图14b给出了相同类型涂层的显微组织——经过约相同时间的服役，被严重腐蚀。
在更高的温度，正如图14b所示那样，在图层中有一定铝，使表面产生保护性氧化物，氧可以扩散到涂层结构内部，形成离散、不连续的氧化铝颗粒。
这种现象称为内部氧化。
这样会大大减少铝在涂层中含量，从而减低涂层的保护作用。
图14a服役后涂层叶片的完整显微组织图14b显示内部氧化（暗色颗粒）的叶片材料照片
在更高的温度（＞899℃），除非有阻止氧向金属表面扩散的障碍物，某些材料的氧化腐蚀会相对很快。
氧化铝（Al2O3）提供了这样的障碍。
如果高温合金的铝含量足够高，高温合金表面再高温下会形成氧化铝层。
因此，合金在氧化早期会形成自己的保护层——一层致密的、附着性很强的氧化铝。
但是，现在使用的很多高强度高温合金不能形成保护性足够强的氧化层，因为其成分要求是使合金具有其他性能，比如高温强度和组织稳定性，不允许其自身具有非常好的抗氧化/腐蚀性能。
因此，现在的大多数高温合金必须通过特殊的涂层来获得优良的抗氧化性能。
当零件的使用温度超过材料固有的抗氧化能力时，使用高温涂层。
在过去的20年高温涂层领域有了一定程度的发展。
成果是涂层的抗长期热腐蚀以及高温氧化能力显著提高。
GE公司现在的重型燃机涂层在各种腐蚀和氧化条件的寿命是第一代涂层的10～20倍。
GE公司在过去25年使用两种基本类型的涂层。
第一种类型是扩散型涂层，称为铝化铂（PtAl）涂层。
第二种类型是覆盖型涂层，比如PLASMAGUARDTMGT-29IN-PLUSTM。
这两种涂层系列的发展都是为满足现场需要。
铝化铂最初为重型燃机涂层，主要为解决1960年代舰船中大量零件出现的腐蚀问题而产生的。
当时，涂层使In-738叶片的腐蚀寿命提高了一倍。
PLASMAGUARDTMGT-29涂层又使抗腐蚀性能提高了50%。
最新的PLASMAGUARDTMGT-29IN-PLUSTM涂层具有更好的抗热腐蚀性能，同时也具有更好的抗氧化性能，这正是最新级别燃机所要求的。
PLASMAGUARDTMGT-29IN-PLUSTM为双层涂层，第一层涂层也适用于叶片的内表面。
就在最近，研发了GT-33IN-COATTM和IN-PLUSTM涂层，用于更高进气温度燃机（比如7FA和9FA燃机）的第1级叶片。
该涂层的抗高温氧化性能甚至优于GT-29IN-PLUSTM。
图15给出了第1级叶片涂层的比较，每一种类型的涂层在下面部分给出更详细的讲述。
图15各类型涂层防腐蚀性能的比较
4.3铝化铂涂层
自从1970年代后期以来，所有第1级叶片均使用了涂层。
直到1983年中期，GE公司用在大多数第1级叶片上的涂层均是铝化铂扩散涂层。
从众多铝化物涂层中选择这种涂层，是因为它在燃烧室试验（burnertestrigs）和现场试验（fieldtrials）中均具有非常优秀的抗腐蚀性能。
铝化铂涂层是在叶片的叶身表面均匀电镀一层薄薄（0.006mm）的铂层，然后通过扩散方式沉积铝。
这就产生一层镍-铝化铂涂层，其中固溶着铂，或在表面附近呈现一种PtAl2相。
涂层中的铂增加了铝的活性，使表面形成一层保护性和附着性非常强的Al2O3氧化皮。
图16给出了彩虹试验——使用PtAl涂层和未涂层IN-738叶片的腐蚀对比试验，在腐蚀条件下在相同的燃气轮机中并行运行。
运行2.5万小时后，拆下两个叶片进行间歇评价。
该机组燃烧约含3.5%硫的酸性天然气，其所在区域的土壤含钠量达3%。
大多数未涂层的In-738叶片表面有0.25~0.4mm的渗透腐蚀。
经涂层的叶片通常不会出现基体金属的热腐蚀破坏，只是一些叶片区域的涂层会变薄。
经涂层的叶片只有在进气边非常小的区域出现涂层破坏，涂层仅剩0.025~0.05mm厚。
图16涂层和未涂层的IN-738第1级透平叶片服役25000小时后的照片
4.4PLASMAGUARDTM涂层
GE最新研发并具有专利的PLASMAGUARDTM涂层是现在GE公司的第1级叶片标
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