(57)【要約】【課題】高温に対して腐食から保護され改良された製品の提供。【解決手段】本発明は、低融点のバナジン酸塩相による高温腐食に対する保護手段を含む製品に係わり、製品の少なくとも１つの表面に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種を含むので、作動状態時に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種と、存在するバナジウム、および／または、存在するバナジウム化合物、および／または、低融点のバナジン酸塩相との間に、高融点のバナジン酸塩相を形成でき、もって、低融点のバナジン酸塩相の形成を防止できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の少なくとも１つの表面に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種を含み、使用状態で、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種と、存在するバナジウム、および／または、存在するバナジウム化合物、および／または、低融点のバナジン酸塩相との間に、高融点のバナジン酸塩相を形成することができ、もって、低融点のバナジン酸塩相の形成を防止できることを特徴とする、低融点バナジン酸塩相による高温腐食に対する保護手段を含む製品。
【請求項２】
前記製品の表面に、特に、鑞接、溶接、機械的接合、溶融法による塗布、熱間等静圧プレスによる塗布、または、噴射とりわけ溶射による表面層が付与され、該表面層がＣａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む請求項１に記載された製品。
【請求項３】
前記表面層が、不純物を除き純コバルトまたは純ニッケルから成る請求項２に記載された製品。
【請求項４】
Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの群から選ばれる前記元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜８０重量％、好ましくは２重量％〜７０重量％であり、および／または、Ｃｏおよび／またはＮｉの割合が、好ましくは１重量％〜９９重量％である請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載された製品。
【請求項５】
前記製品が、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む合金で形成されている請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載された製品。
【請求項６】
特にＣｏ，ＦｅまたはＮｉ基合金が前記製品に用いられる場合、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜５０重量％、好ましくは２重量％〜３５重量％である請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載された製品。
【請求項７】
前記製品が、燃焼機関、特に大型の２サイクルディーゼルエンジンにおける燃焼系の構成部材、好ましくは、ピストン、ピストンリング、ガス交換弁、噴射ノズル、例えばシリンダおよび／またはシリンダカバー等の燃焼室を形成する構成部材、または、ターボ過給機の構成部材、とりわけターボ過給機のタービンまたは排気供給ダクトまたは排気排出ダクトである請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載された製品。
【請求項８】
前記製品が、タービンの構成部材、特にガスタービンにおける燃焼室またはタービン羽根、または、焼却プラント特にゴミ焼却プラントの構成部材、とりわけ、焼却プラントにおける燃焼室または排ガス系の構成部材である請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載された製品。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載された製品を有する往復動ピストン燃焼機関、特に、大型２サイクルディーゼルエンジン、タービン、または焼却プラント、とりわけゴミ焼却プラント。
【請求項１０】
低融点バナジン酸塩相による高温腐食に対して製品を保護するための、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの元素の群から成る少なくとも１種の元素の使用において、
前記製品の少なくとも１つの表面に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏ元素の群から成る少なくとも１種の元素を含み、使用状態で、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種と、存在するバナジウム、および／または、存在するバナジウム化合物、および／または、低融点のバナジン酸塩相との間に、化学反応によって高融点バナジン酸塩相を生成することができ、もって、低融点バナジン酸塩相の形成が防止されることを特徴とする前記少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１１】
前記製品の表面に、特に、鑞接、溶接、機械的接合、溶融法による塗布、熱間等方静圧プレスにより塗布、または、噴射とりわけ溶射による表面層が付与され、該表面層がＣａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む請求項１０に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１２】
前記表面層が、不純物を除き純コバルトまたは純ニッケルから成る請求項１１に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１３】
Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの群から選ばれる前記元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜８０重量％、好ましくは２重量％〜７０重量％であり、および／または、Ｃｏおよび／またはＮｉの割合が、好ましくは１重量％〜９９重量％である請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１４】
前記製品が、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む合金で形成される請求項１０から請求項１３までのいずれか一項に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１５】
特にＣｏ，ＦｅまたはＮｉ基合金が前記製品に用いられる場合、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜５０重量％、好ましくは２重量％〜３５重量％である請求項１０から請求項１４までのいずれか一項に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１６】
前記製品が、燃焼機関、特に大型２サイクルディーゼルエンジンにおける燃焼系の構成部材、好ましくは、ピストン、ピストンリング、ガス交換弁、噴射ノズル、例えばシリンダおよび／またはシリンダカバー等の燃焼室を形成する構成部材、または、ターボ過給機の構成部材、とりわけターボ過給機のタービンまたは排気供給ダクトもしくは排気排出ダクトである、請求項１０から請求項１５までのいずれか一項に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【請求項１７】
前記製品が、タービンの構成部材、特にガスタービンにおける燃焼室またはタービン羽根、または、焼却プラント特にゴミ焼却プラントの構成部材、とりわけ、焼却プラントにおける燃焼室もしくは排ガス系の構成部材である、請求項１０から請求項１６までのいずれか一項に記載された少なくとも１種の元素の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば低融点のバナジン酸塩相等の溶融相による高温腐食に対する保護手段を含む製品、往復動ピストン燃焼機関、特に、大型２サイクルディーゼルエンジン、焼却プラント、および、各カテゴリの独立請求項における前提部分に記載された高温腐食に対する保護手段の使用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くは単に熱腐食または熱ガス腐食と称される、高温腐食に対する保護被膜は、従来周知である。これらの被膜は、例えば、特に高温および化学的浸食環境での酸化または硫化に対して、高い耐食性を与える表面保護層を意味するものと理解されている。これらの表面保護層は、例えば、広く用いられているＭＣｒＡｌＹ層を溶射することによって形成される。金属Ｍは、例えば、鉄、コバルトまたはニッケル、或いはまた、これらの金属またはその他の金属の合金であってよい。また、例えばクロマリティング（ｃｈｒｏｍａｌｉｔｉｎｇ）によって形成されるアルミニウム・クロム層は、特に硫酸塩を含む媒体中で、多くの用途で程度の差はあるが高温腐食に対して良好な耐性を示す。
高温腐食現象は、数百℃から１０００℃を遙かに超える比較的高いプロセス温度が支配的である、あらゆる場所で発生する可能性があり、高温がそれなりにしばしば腐食作用の発生原因であるだけでなく、例えば、燃焼生成物またはその他の化学反応生成物に起因することがあるか、あるいはまた、燃料、潤滑剤等の添加物から誘発されることがある等の化学的浸食環境条件に遭遇する。
【０００３】
このように、高温腐食の脅威に曝されるのは、特に、程度の差こそあれ燃焼措置に直接接触する製品、構成部材および機械の構成部材である。このような例としては、燃焼機関におけるピストンのピストン表面、シリンダ壁、シリンダカバー、噴射ノズル、ガス交換弁、のみならず、ターボ過給機、特に排ガス系およびターボ過給機系のタービン部品および／または排気供給ダクトまたは排気排出ダクト等の燃焼機関における排気系の構成部材が挙げられる。腐食保護層の基本材料として、窒化ホウ素および／または窒化ジルコニウムが特許文献１により提案されているが、これは、材料が高価であるばかりでなく、被膜の製造にコストが嵩む。
更なる例としては、焼却プラントの構成部材、例えば、ゴミ焼却プラントにおける燃焼室の構成部材、または、当然ながらランドの燃焼室の構成部材もしくは空気を基調とするタービン、主として、タービン羽根や、タービンの燃焼室、燃料噴射系および排気系の壁部が挙げられる。さらに、あらゆる種類の装置の構成部材がそうであるように、熱ガス腐食の脅威に曝されているその他の多数の製品も勿論当業者に周知である。
【０００４】
一例として、長年にわたって知られてきた大型ディーゼルエンジンの作動中のように、これだけではないが、これまで満足すべき解決がなされていなかった、高温腐食に関する問題点を以下に簡単に説明する。
燃焼機関、特に大型ディーゼルエンジンにおいて観測される高温腐食の実質的な影響は、液状溶融相から生じる。この種の液状溶融相には、特に重油の燃焼時に、例えばとりわけＸ線記録を用いて検出できるバナジルバナジン酸ナトリウム等のバナジン酸塩が含まれることがある。
バナジン酸塩誘発の腐食過程に関する技術背景となる情報は、例えば、非特許文献１（表題：インコネル６００上のニッケルおよびＭＣｒＡｌＹ被膜におけるバナジン酸ナトリウムにより誘発された腐食）の論文に見出すことができる。
【０００５】
ディーゼルエンジンの作動中に、例えばバナジウムを含有することのある溶融、すなわち液状溶融相の発生を約４００℃以上で観測することができる。このような液状溶融相は、とりわけ、いわば自然発生的に金属上に成長した保護酸化層を化学的に分解する部位にあるので、その下層の金属が保護されることなく高温腐食の攻撃に曝される。非特許文献２（表題：重油燃料を燃焼する大型ディーゼルエンジンの排気弁ディスクに適用され試験されたレーザ溶接クラッドによる、高温腐食に対する保護）には、特に大型ディーゼルエンジンにおける排気弁ディスクに及ぼす保護効果について、前記問題が調査された。
この文脈において、先に挙げた合金元素が高融点のバナジウム相の生成を引き起こした後に、ある種の合金元素の添加により低融点のバナジン酸塩相の生成を防止でき、その際、作動状態の燃焼室内で溶融しない、すなわち、溶融していない灰分を実質的に生成することがなく、その結果、高温腐食に対する保護が決定的に改善されることは既知である。
【０００６】
従来から知られている解決策のうち、高融点の溶融相を生成する先に挙げた合金元素を例えば燃焼機関の燃焼室内に供給するために、バナジウムを含有する低融点の溶融相の生成を防止する手段として、高融点の溶融相を生成する必要な合金元素を潤滑油系を介して、または、直接燃料系を介して燃焼室内の燃焼部に供給することが、提案されている。また、腐食現象および析出現象を回避する添加剤の供給が、その他の技術分野で知られている。この点に関して、かかる対策として、例えば発電所におけるガスタービンの腐食を保護するために、非特許文献３（表題：ガスタービン用燃料としての重油燃料の注入）が提案されている。
【０００７】
しかしながら、好適な合金元素を添加するこれらの可能性は、種々の且つかなりの不利益があり、高融点の溶融相を生成する燃焼工程に供給されなければならないある種の合金または合金元素に関連した理論的な指標にすぎない。
このように、好適合金元素は潤滑剤または燃料中に必要な量および／または組成で存在しないので、可燃物すなわち燃料に好適合金元素を選択的に添加することのできる装置が提供されなければならない。このことは、合理的なやり方では実現しそうもない装置（特に、例えば手続き上および経済的な観点からまたは単にスペースがないという理由のために船上で）における、かなりの追加投資を伴うのは云うまでもない。
【０００８】
さらに、合金元素は、例えば高融点のバナジン酸塩の生成にもはや利用できない対応する合金元素となる潤滑剤および／または燃料と物理的および／または化学的反応を受けることがあるので、必要な合金元素が潤滑剤および／または燃料と一緒に予定通り供給されるとは限らない。また、例えば、上述の物理的および／または化学的反応により、潤滑剤が例えば完全または部分的に潤滑作用を喪失して、対応するエンジンにかなりの損傷を招くほどまでに、潤滑剤のある特性が変化する可能性がある。また、合金元素が高融点のバナジウム化合物の生成作用を発現できる前に、ある種の機械要素を攻撃して、これらに大規模な損傷を与えることのある燃料および／または潤滑剤への合金元素の添加により、物理的および／または化学的浸食物質を生成する可能性がある。
【特許文献１】ＤＥ  １０２０４８１２
【非特許文献１】Ｍ．Ｓｅｉｅｒｓｔｅｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３，５７６（１９８７年７月）
【非特許文献２】Ｓｃｈｌａｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，５３，１０３−１１０（２００２）
【非特許文献３】ＥＮＥＲＧＩＥ，２８（１），１９７６年１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一例として先に説明した低融点のバナジウム相が抱える問題は、高温腐食に繋がる機構の一例にすぎない。さらに、複数の別の機構および熱腐食作用が当業者に知られている。これらは、同様に観測され、かつ、実際にはディーゼルエンジンに限らず、例えば先に挙げたプラントでおよび／または先に挙げた構成部材で作動中に周知の腐食による損傷に繋がることがある。その結果、低融点の溶融相が抱える問題は、しかし、以前殆ど注意が払われず、その解決のために本当に実用的な提案がなされてこなかった重大な問題である。
この文脈において、低融点の溶融相の問題は、燃焼機関、特に大型の２サイクルディーゼルエンジンやその他のより小型の往復動ピストン燃焼機関で発生するだけでなく、むしろ、焼却プラント、特にゴミ焼却プラント、またはあらゆる種類のランドもしくは空気を基調とするタービン等のその他の多くの技術分野で知られていることが、再度明確に言及されるべきである。
【００１０】
既に本明細書のはじめに述べたように、たとえ高温腐食の発生を最小限に抑制する各種対策が従来から知られているとしても、従来から知られている対策は、種々の点で不利であり、特に低融点の溶融相の発生を防止するのに適合していない。
さらに、例えば周知の表面被覆が塗布される材料は比較的高価である。というのは、一方で、上記材料が比較的高価な複数の基本物質から構成され、他方で、例えば溶射の場合のように製造が比較的複雑であるからである。また、周知の保護層は所定の腐食プロセスに関連して常に最適化されているので、最終的には特定の表面保護層が常に危険に曝されており、そのため、高温腐食は、確かに最小限に抑制されるものの、最終的に必要な程度にまで防止されていない。とりわけ、全ての周知の表面層は、しばしば低融点の溶融相に耐性がなく、例えば溶融相に溶解または溶融相から分離しており、あるいは、例えば低融点のバナジン酸塩に対して所定の透過性があるので、表面層は、表面保護層であるにもかかわらず、例えば燃焼機関のピストン等の製品に腐食作用を発現することがある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、高温に対して腐食から保護され改良された製品を提供することであり、具体的には、容易に入手可能な僅かの材料を用いることにより腐食保護機能が得られ、それ故に腐食から保護された製品を特に経済的に製造することができ、特に低融点の溶融相に基づく熱腐食機構からの損傷に対して製品が効果的に保護される、前記製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
これらの目的を満たす本発明の主題は、独立請求項の特徴部分により特徴づけられる。
従属請求項は、本発明の特に有利な実施形態に関するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
かくして、本発明は、低融点のバナジン酸塩相による高温腐食に対して保護手段を含む製品に係わり、製品の少なくとも１つの表面に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種を含み、作動状態時に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種と、存在するバナジウム、および／または、存在するバナジウム化合物、および／または、低融点のバナジン酸塩相との間に、高融点のバナジン酸塩相を生成することができ、そのため、低融点のバナジン酸塩相の生成を防止できる。
【００１４】
これにより、少なくとも１つの表面を製品自体の表面とすることが可能であり、製品自体は、前記元素が所望の濃度で入れられるか、後記の技術のいずれかに従って少なくとも１つの表面を本体材料上に設置することができ、本体材料自体は別の材料で構成されるかまたは同じ材料で構成することもできる。
すなわち、例えば往復動ピストン燃焼機関におけるピストンの基本材料等の高温腐食による危険に曝される構成部材の基本材料に好適な合金元素を添加することにより、好適な合金元素をドープした構成部材は製品の少なくとも表面に低融点のバナジン酸塩の生成が防止されるので、低融点のバナジン酸塩に起因する対応する腐食による損傷がもはや全く発生しないという点で、低温で溶融すると共に、例えば重油の燃焼中に発生する液状のバナジン酸塩相の損傷作用を防止できることが示された。
【００１５】
このように、製品表面と損傷作用のある低融点のバナジン酸塩との接触が主として表面層の生成により防止されることは、本発明にとって重要ではなく、むしろ、例えば低融点バナジン酸塩相の高融点バナジン酸塩への変換開始により、または、低融点バナジン酸塩の生成を回避しながら、高融点バナジン酸塩の生成を直接選択して低融点バナジン酸塩の生成が最初に阻止されることにより、高温腐食に繋がる損傷物質の生成を防止することが、本発明にとって重要である。
これは、低融点の溶融相を生じることがなく、むしろ、高融点の溶融相のみが典型的な作動温度で燃焼室内において溶融せず、それ故に溶融相から公知の腐食による損傷を誘発することのないような方法で、腐食の危険に曝された製品の基本材料に導入される合金元素が燃焼生成物と反応することを意味する。
これにより、生成した高融点のバナジン酸塩相が製品の表面に堆積し、したがって、腐食ならびにその他の化学的および物理的攻撃に対して更なる保護層を形成することが、可能でもある。
【００１６】
この文脈において、本発明の高温腐食保護機能は有効であることが判明したので、最も変動する条件下および全く異なった化学的環境で、数百℃（例えば、２００℃）から高温である９００℃、１２００℃超、更には１４００℃超までの幅広い温度範囲に亘って、低融点の溶融相に対する高温腐食保護機能が保証される。このように、本発明の高温腐食保護手段は、大型ディーゼルエンジンの構成部材等の製品の保護に好適であるばかりでなく、構成部材または機械部品等の製品が、侵攻性化学境界条件および困難な温度比の下でも低融点の溶融相による高温腐食による脅威に曝される全ての技術分野において、上記保護機能を効果的に都合良く利用することができる。
【００１７】
本発明製品の第一の実施例において、製品表面の少なくとも１つの境界層に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から選ばれる元素の少なくとも１種が用意される。すなわち、とりわけ、製品の基本材料に依存することがあり、および／または、燃焼温度により、または、製品の作動温度により決定することができる所定の濃度で、前記元素が存在するならば、これらの元素は、例えばバナジン酸塩等の高融点の溶融相を十分に生成する際に非常に効果的であり、すなわち、高収率かつ高い反応速度で生成することが判明した。先に挙げた合金元素の、すなわち、有利に使用されるか使用されない当該合金元素の濃度および／または混合比は、また、先に挙げたもの以外の境界条件に、とりわけ、例えば、使用される燃料の性質および品質に、使用可能な潤滑剤または別の燃焼添加剤の性質および品質に、ならびに、製品が作動状態時に作動されるその他の多くの作動パラメータに依存してもよいことが、理解されるであろう。
【００１８】
別の実施例において、特に、鑞接、溶接、機械的接合、溶融法による塗布、熱間等方プレスにより塗布、または、噴射とりわけ溶射された本発明の製品の表面に表面層が設けられ、表面層はＣａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む。これは、例えば、製品表面が機械的摩耗に曝されており、補修工程で適宜表面を更新しなければならない場合に、特に有利である。その際、補修中に新たな表面層を塗布できるので、製品の表面が機械的に、換言すれば構造的に再構築されるだけでなく、新たに構築された表面がまた前記合金元素を十分な濃度で保有し、補修後に低融点の溶融相の形成を更に確実に防止できる。
【００１９】
非常に特殊な形態において、不純物を除き純銅または純ニッケルから表面を構成することができる。
好ましくは、特に基本物質として鉄を用いると、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの群から選ばれる元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜８０重量％、好ましくは２重量％〜７０重量％であり、および／または、Ｃｏおよび／またはＮｉの割合が、好ましくは１重量％〜９９重量％である。
Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの群から選ばれる元素のいずれか１種の割合が、好ましくは１重量％〜８０重量％の範囲に選択される理由は、この濃度範囲を外れると、ある場合に、かつ、ある化学的、物理的および熱的の各境界条件下で、表面脆化の危険性があるという事実に基づく。
【００２０】
また、製品が、全体として、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む合金で構成できることはいうまでもない。これは、連続運転中に、例えば製品の１つの表面が、間違いなく損傷を受け、あるいは時間の経過と共に程度の差こそあれ酷く摩耗するが、その機能の故に製品の補修を行ってはならないときに、特に有利である。このような場合、また、例えば、製品の表面が摩耗するかまたはその間の作動中に損傷したときに、その後効率さえ犠牲にすることなく、高融点の溶融相の生成を保証することができる。合金基として、特に、ニッケル、ニッケル・コバルトおよび／またはコバルト基合金を鉄基合金に添加したものも好適である。
好ましくは、ＣｏおよびＮｉ元素のいずれか一方の割合は、１重量％〜５０重量％、特に２重量％〜３５重量％であり、これにより、ある場合に、硬度、耐久性、降伏強度、熱膨張係数等の種々の機械的特性が劣化することを回避することができる。特に、材料の脆化を弱めることができる。
【００２１】
既に説明したように、製品は、必ずしもそうではないが、特に燃焼機関、とりわけ大型の２サイクルディーゼルエンジンにおける燃焼系の構成部材、好ましくは、ピストン、ピストンリング、ガス交換弁、噴射ノズル、例えばシリンダおよび／またはシリンダカバー等の燃焼室に組み込まれるか、または、装着される構成部材、または、ターボ過給機の構成部材、とりわけターボ過給機のタービンまたは排気供給ダクトもしくは排気ダクトである。
場合により、製品は、タービンの構成部材、特にガスタービンにおける燃焼室もしくはタービン羽根、または、焼却プラント特にゴミ焼却プラントの構成部材、とりわけ、焼却プラントにおける燃焼室または排ガス系の構成部材であってもよい。
本発明は、さらに、低融点の溶融相による高温腐食に対する保護手段を含む前記種類の製品を有する、往復動ピストン燃焼機関、特に、２サイクルディーゼルエンジン、タービン、または、焼却プラントとりわけゴミ焼却プラントに関する。
【００２２】
本発明は、さらに、低融点のバナジン酸塩相による高温腐食に対して製品を保護するための、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの元素の群から成る少なくとも１種の元素の使用方法に関し、製品の少なくとも１つの表面に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの元素の群から成る少なくとも１種の元素を含み、作動状態時に、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から成る元素の少なくとも１種と、存在するバナジウム、および／または、存在するバナジウム化合物、および／または、低融点のバナジン酸塩相との間に、化学反応により高融点のバナジン酸塩相を生成することができ、そのため、低融点のバナジン酸塩相の生成が防止される。
【００２３】
第一の実施の形態において、製品の表面に、特に、鑞接、溶接、機械的に接続、工業的溶融工程により塗布、熱間等方プレスにより塗布、または、吹付けとりわけ溶射された表面層が用いられ、表面層はＣａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，ＮｉおよびＣｏの群から選ばれる少なくとも１種の元素を含む。
特殊な実施例において、不純物を除き純コバルトまたは純ニッケルから成る表面が用いられる。
これにより、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの群から選ばれる元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜８０重量％、好ましくは２重量％〜７０重量％の範囲から選択され、および／または、Ｃｏおよび／またはＮｉの割合が、好ましくは１重量％〜９９重量％の範囲から選択される。
【００２４】
その他の使用方法によれば、製品自体は、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉ，Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏの群から選ばれた少なくとも１種の元素を含む合金で構成される。
特に製品の機械的特性の劣化を回避するために、化学組成物が用いられ、特にＣｏ，ＦｅまたはＮｉ基合金が製品に用いられる場合、Ｃａ，Ｍｇ，Ｔａ，Ｙ，Ｎａ，Ｚｎ，Ｐ，Ｂ，Ｓｉの元素のいずれか１種の割合が、１重量％〜５０重量％、好ましくは２重量％〜３５重量％である。
【００２５】
実用上非常に重要である使用方法に関して、製品は、燃焼機関、特に大型の２サイクルディーゼルエンジンにおける燃焼系の構成部材、好ましくは、ピストン、ピストンリング、ガス交換弁、噴射ノズル、例えばシリンダおよび／またはシリンダカバー等の燃焼室を形成する構成部材、または、ターボ過給機の構成部材、とりわけターボ過給機のタービンまたは排ガスの排気供給ダクトもしくは排気供給ダクトである。
その他の重要な使用方法によれば、製品は、タービンの構成部材、特にガスタービンにおける燃焼室もしくはタービン羽根、または、焼却プラント特にゴミ焼却プラントの構成部材であり、とりわけ、焼却プラントにおける燃焼室もしくは排ガス系の構成部材である。