專利名稱：改進(jìn)的或有關(guān)高溫下耐蝕的疊層金屬結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫下耐蝕的疊層金屬結(jié)構(gòu)。
發(fā)電廠所用的汽輪機(jī)的部件通常由于多種機(jī)械的原因包括磨蝕、沖蝕、侵蝕、腐蝕和金屬與金屬摩擦而遭到嚴(yán)重的磨蝕。在位于高壓汽輪機(jī)上部和下部汽輪的汽流導(dǎo)向處的關(guān)鍵部件和襯套尤其敏感到這種現(xiàn)象。這些部件典型地用不銹鋼亦即含鉻12%的材料制造。由于這種金屬在其回火條件下是不硬的(15-20洛氏“C”硬度即15-20HRC)，通常使用諸如硬表面層或覆蓋層(Cladding)的保護(hù)層來(lái)延長(zhǎng)這些部件的使用壽命。
所用的這種保護(hù)層之一是鎢鉻鈷硬質(zhì)合金“6”(STELLITE“6”)，它是非常硬的金屬，已經(jīng)是硬化表面使用的一種標(biāo)準(zhǔn)材料。它通常產(chǎn)生一種能抗金屬與金屬磨損、磨蝕和碰撞的表面。然而，由于局部地在含鉻12%的底金屬和焊接溶敷物之間的熱膨脹系數(shù)不同，因而STELLITE經(jīng)常伴隨有裂紋。而且，此種裂紋也可以伸延進(jìn)入底金屬中，因?yàn)楹附訙囟榷３?qiáng)烈地使它變硬。這可能導(dǎo)致部件過(guò)早損壞而需修理或更換。
更換這些磨損、侵蝕或裂紋的部件可能是很大的花費(fèi)。單是停機(jī)每天就可能花費(fèi)10萬(wàn)美元，因?yàn)殡姷膽?yīng)用是把電力賣到其他地方以滿足用戶的需要。除了這種花費(fèi)以外，還有雇用修理人員以及購(gòu)買和儲(chǔ)備備件的費(fèi)用也是相當(dāng)大的。
在為了減少停機(jī)和必然的花費(fèi)而做的努力中，現(xiàn)在開發(fā)了多種新的合金，以延長(zhǎng)汽輪機(jī)部件的使用壽命。其中一種合金是來(lái)自印第安納州Kokomo的Cabot公司的三基合金(TRIBALOY)400。三基合金是一種鈷基合金，因此，即使高溫下它也保持其硬度。請(qǐng)參閱T.B.Jefferson等人所著1983年2月俄亥俄州克利夫(Cleveland，OH，)市出版的“金屬及其焊接“一書中的JamesF.Lincoln的“電弧焊接原理”，結(jié)合該文章借此作為參考文獻(xiàn)。三基合金的溶敷物(deposits)和以12%鉻為基礎(chǔ)的不銹鋼底金屬的受熱影響區(qū)域遺憾地在焊接后有裂紋和砂眼，因此，并不完全令人滿意。
為了產(chǎn)生冶金上合格的溶敷物，焊接工業(yè)已經(jīng)傳統(tǒng)地依靠一種“隔離”層。隔離作為一種手段已經(jīng)在商業(yè)文獻(xiàn)上公開，它把一種過(guò)渡合金放到底金屬上，隨后將被焊到不同的化學(xué)組成的部件上。1985年2月出版的Birchfield著“焊接設(shè)計(jì)與加工”第38-48頁(yè)“局部損壞或金屬覆蓋尺寸過(guò)小的補(bǔ)救”，該文也作為參考文獻(xiàn)。Birchfield的文章評(píng)論了各種工藝過(guò)程和選擇金屬覆蓋層的材料，它揭示了隔離在不同合金之間提供一個(gè)冶金的橋樑，并且揭示了隔離材料必須是容易地可焊接在底金屬上，并與焊接填充金屬是一致的，焊接填充金屬將把隔離部分和配接部分結(jié)合在一起。該文章還揭示了如下的例子焊著在碳鋼或低合金鋼襯底上的高鎳焊接金屬，后來(lái)被焊在高合金鋼的低金屬上;鎳鉻鐵合金在焊到不銹鋼之前，先焊在不銹鋼覆蓋層的底合金鋼上。這個(gè)參考文獻(xiàn)雖然講述了對(duì)隔離層的一種用法，但是未能提出有關(guān)熱沖擊和汽輪機(jī)部件底金屬裂縫的問(wèn)題。而且，這一參考文獻(xiàn)要求隔離層在附著到底金屬的配接部分之前，先被焊接到單獨(dú)的隔離部分上。
因此，仍然需要硬化表面金屬的表面的一種方法，以提供具有延長(zhǎng)使用壽命的汽輪機(jī)部件。還需要一種修理的工藝過(guò)程，以使在發(fā)電設(shè)備上不銹鋼的潛在焊接應(yīng)力和裂紋減至最小。
因此，本發(fā)明屬于用于在高溫下耐損的一種疊層金屬結(jié)構(gòu)，其特征為，所述的結(jié)構(gòu)包括(1)由不銹鋼組成的底金屬;(2)主要包括鎳、鎳基合金、或它們的混合物的隔離層，所述的隔離層被固接(bond)在所述的底金屬上;和(3)層疊在所述的隔離層上面的一種硬表面，所述的隔離層和所述的硬表面層的所述的組合形成了一個(gè)堅(jiān)固地連續(xù)的外套，以保護(hù)所述的底金屬免遭在高溫下磨蝕。最好是，隔離層和硬表面層焊接。
本發(fā)明還包括一種制造疊層金屬結(jié)構(gòu)的方法，正如在前面最后一段所引用的，其特征為，底金屬和它堅(jiān)固地連續(xù)的外套加熱一段足夠的時(shí)間，以至少減輕一部分由于應(yīng)用所述的隔離層和硬表面層所引起的應(yīng)力。
這種熱處理工藝過(guò)程特別適于減輕溶敷物的焊接應(yīng)力，和在底金屬的受熱影響區(qū)域內(nèi)馬氏體的回火。硬表面層和隔離層的組合體，特別是采用焊后熱處理，將對(duì)汽輪機(jī)部件提供更長(zhǎng)的使用壽命和較少的修理停機(jī)。最好是，隔離層含鉻超過(guò)12%(重量)，這樣，在焊接期間底金屬的鉻含量就不會(huì)由底金屬擴(kuò)散開。本發(fā)明的疊層金屬結(jié)構(gòu)實(shí)際上避免了與焊接有關(guān)的熱或冷裂紋。這種硬表面結(jié)構(gòu)是特別適用于發(fā)電設(shè)備中含鉻12%的汽輪機(jī)部件。
為此，本發(fā)明提供一種疊層金屬結(jié)構(gòu)，在高溫下耐蝕性最好，并且提供一種硬表面的方法，用于相同的目的。在這里敘述的工藝過(guò)程和結(jié)構(gòu)可以在任何高溫作業(yè)中應(yīng)用，例如在熱處理爐、內(nèi)燃機(jī)和閥門上應(yīng)用。然而，本發(fā)明特別適用于汽輪機(jī)部件，尤其適用于由那些含鉻12%的不銹鋼所制造的部件，它們?cè)诔錆M蒸汽的缸腔內(nèi)經(jīng)受嚴(yán)重的氧化和劃痕。設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)和方法來(lái)保護(hù)相當(dāng)軟的不銹鋼底金屬，這些金屬在大約華氏900度以上受到金屬與金屬的摩擦。置于底金屬和硬表面層之間的隔離層由鎳、鎳基合金、或者兩者混合物構(gòu)成。選擇這些材料做隔離層是因?yàn)殒嚰捌浜辖鹁哂械臒崤蛎浵禂?shù)，它介于通常用于汽輪機(jī)上的不銹鋼底層的熱膨脹系數(shù)和最硬表面材料的熱膨脹系數(shù)之間。硬表面層最好含有鈷，以便在發(fā)電廠運(yùn)行條件下保持疊層金屬結(jié)構(gòu)的高溫硬度。
為更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將用舉例的方式并結(jié)合附圖加以敘述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖是疊層金屬結(jié)構(gòu)的斷面透視圖。
參考

圖1，這里示出一個(gè)疊層金屬結(jié)構(gòu)100，設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)是為了耐蝕，特別是在高溫下耐蝕。圖1中的結(jié)構(gòu)，舉例來(lái)說(shuō)，可以代表汽輪機(jī)部件的一部分，諸如關(guān)鍵部件或襯套。結(jié)構(gòu)100包括由不銹鋼組成的底金屬10，一隔離層20固接在底金屬10上，隔離層20主要由鎳、鎳基合金、或它們的混合物構(gòu)成。疊置在隔離層上面的是通常用硬表面材料做成的硬表面層30，但是它最好含鈷以改善高溫硬度。本發(fā)明的隔離層20和硬表面層30的組合體形成了一個(gè)堅(jiān)固地連續(xù)的外套，以保護(hù)底金屬10免遭高溫下的磨蝕。在這里使用的，“外套”指的是任何機(jī)械或冶金地把金屬固接到底金屬10上，而且包括由于覆蓋(Cladding)、焊接或熱噴涂產(chǎn)生的溶敷物。
本發(fā)明的底金屬10最好是約含8-16鉻的鉻不銹鋼。通常，這種材料指的是不含鎳的不銹鋼類，這類不銹鋼常常稱為“純鉻”不銹鋼或馬化體不銹鋼。然而，鋼的馬氏體特性在很大程度上根據(jù)含碳量，高含碳量往往使鋼更加烏氏體化。這些鋼通常被認(rèn)為是可以進(jìn)行熱處理的，并包括如下不銹鋼規(guī)格號(hào)碼(美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))AISI403，AISI410，AISI414，AISI416，AISI418專用，420，420Se，431，AISI440A，AISI440B，AISI440C和AISI440Se。用于制造汽輪機(jī)部件(即關(guān)鍵部件和襯套)的基本型號(hào)是AISI410或AISI403，這兩種中的每一種的鉻含量約為12%。由于合金中其它成分的作用，這一系列材料能從焊接溫度強(qiáng)烈地淬火，甚至用空氣冷卻也是如此，如果不采用保護(hù)措施，它們(還有使用它們的焊接材料)可能出現(xiàn)裂紋，這是因?yàn)楫a(chǎn)生了高硬度的緣故。然而，予熱這些鋼材可以降低溫差，并使鋼材慢慢冷卻，這將會(huì)減少裂紋出現(xiàn)的趨向。底金屬和焊接結(jié)構(gòu)保持盡可能沒(méi)有裂紋以避免失敗是本發(fā)明的主要目的。
雖然一種純12%鉻材料諸如AISI403或AISI410用作本發(fā)明的底材料是較好的，但是硬表面技術(shù)還使用了軟鋼(低碳鋼)、合金鋼、高碳鋼和/或這些鋼材的組合物。然而，由于汽輪機(jī)發(fā)電廠的環(huán)境是有腐蝕性的，因此這種較好的底金屬10的疊層金屬結(jié)構(gòu)是不銹鋼，更好是含鉻12%的不銹鋼。
本發(fā)明的隔離層20是一種具有熱膨脹系數(shù)其值在底金屬的熱膨脹系數(shù)和硬表面層的膨脹系數(shù)之間的軟材料。最好的是，該隔離層主要由鎳、鎳基合金、或它們的混合物構(gòu)成。隔離層20固接在底金屬10上最好是焊接。隔離層20還增加了該結(jié)構(gòu)的總體強(qiáng)度，因?yàn)樵谟脖砻鎸?0和底金屬10之間的固接靠它自身是不可能有足以保持多層硬表面溶敷物不致脫開的強(qiáng)度。請(qǐng)參閱T.B.Jefferson等人所著“金屬及其焊接”一書第297-298頁(yè)。
本發(fā)明的隔離層選擇較軟的材料以經(jīng)受住由焊接過(guò)程的熱所引起的熱膨脹的沖擊。鎳及其合金作為用于本發(fā)明的隔離層20的較好金屬，因?yàn)檫@些材料的熱膨脹系數(shù)介于較好的、含鉻12%的底金屬的熱膨脹系數(shù)和較好的、硬表面材料的熱膨脹系數(shù)之間。鎳和鎳合金還有許多附加的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兩踔猎诟邷叵氯跃哂袃?yōu)良的耐蝕和耐氧化閱?，粧祢为它们蕼厦愉\贍苡媒蝦玫撓脖礱娌牧細(xì)哺遣愣揮忻饗緣牧鹽?。此外，隔罋?0還應(yīng)含有約12(重量)%以上的鉻。這樣，在焊接期間避免鉻從含鉻12%的不銹鋼中擴(kuò)散進(jìn)入焊接的溶敷物中，并且保持底金屬10的耐蝕性。
有一種重要的、可用于本目的的合金就是蒙乃爾高強(qiáng)度耐蝕鎳銅錳鐵合金(MONEL)，它是鎳67%、銅28%、錳和硅5%相組合的。MONEL用在汽輪機(jī)部件遭受磨損和腐蝕的地方特別有價(jià)值。同樣有用的是MONEL的各種淬火后的變種，諸如KMONEL，HMONEL，SMONEL，RMONEL和NMONEL。用于隔離層20最好的材料是鉻鎳鐵合金(因康鎳合金INCONEL)，它是鎳鉻合金。對(duì)本發(fā)明的目的特別有價(jià)值的材料是INCONEL-82、ASMESF5.14、ERNICR-3類，該材料按重量百分比呈現(xiàn)如下合成碳(0.1);錳(2.5-3.5);鐵(3.0);磷最大(0.03);硫最大(0.05);硅(0.5);銅最大(0.5);鎳最小(67.0);鈷最大(0.1);鈳和鉭(2.0-3.0);鈦?zhàn)畲?0.75);鉭(0.3);和鉻(18.0-22.0)。隔離層20通常具有厚度大約0.25毫米至5毫米，較好的是約2毫米。在固接到底金屬以后，通過(guò)機(jī)械加工該層，可以得到這個(gè)厚度。
選擇用于硬表面層30的材料應(yīng)具有洛氏硬度讀數(shù)顯著大于底金屬的硬度讀數(shù)，最好是在30-55Rc(即30-55HRC;30-55洛氏硬度“C”)的范圍。一般來(lái)說(shuō)，硬表面材料的選擇可根據(jù)予計(jì)的運(yùn)行要求和磨蝕的性質(zhì)以及其他條件來(lái)決定。用于本發(fā)明的典型的硬表面合金包括碳化鉻合金、碳化鎢合金、高碳鉻合金、奧氏體錳鋼、奧氏體不銹鋼(鎳鉻型鋼)、高速工具鋼、空氣或油淬火工具鋼、中碳和合金鋼、鈷基硬表面材料和鎳基硬表面合金。本發(fā)明的硬表面合金最好是包含鈷，以給予已完工的汽輪機(jī)部件高溫下的高硬度。最好的材料是三基合金(TRIBALOY)-400和鎢鉻鈷硬質(zhì)合金(STELLITE)-6，前者被選為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的較好材料，后者被選為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的較好材料。盡管STELLITE-6是普通的材料，TRIBALOY-400是相對(duì)比較新的合金材料，它主要包含(以重量百分比計(jì))碳(0.02)、硅(2.6)、鉻(8.5)、鉬(28.5)、鎳和鐵(3.0)、其余是鈷。這些材料被選擇只是作為例子而已，而那些本技術(shù)上的專業(yè)人員可以找到呈現(xiàn)相似特性的各種合金的替代品。本發(fā)明的硬表面層具有約為1.27-6.35毫米的厚度較好，更好的是約4.57毫米。
隔離層20和硬表面層30可用那些在金屬加工業(yè)中已知的任一機(jī)械的、冶金的、或化學(xué)的手段固接到或配置在底金屬10上。最好是，隔離層20焊到底金屬上，接著把硬表面層30焊到該隔離層上。為這個(gè)目的，可應(yīng)用的典型的外套加工方法包括熱噴涂、等離子體傳導(dǎo)電弧焊、有保護(hù)的金屬電弧焊、金屬焊條惰性氣體保護(hù)焊接(MIG)或鎢電極惰性氣體保護(hù)電弧焊接(TIG)。對(duì)本發(fā)明的目的最好的方法是鎢電極惰性氣體保護(hù)電弧焊接。下面是對(duì)應(yīng)用于較佳隔離層20的INCONEL-82，和應(yīng)用于較佳硬表面層30的TRIBALOY-400，使用鎢電極惰性氣體保護(hù)電弧焊接的方法較佳基本參數(shù)的詳細(xì)總結(jié)基本參數(shù)材料INCONEL-82TRIBALOY-400電流(安培)150-180200-225電壓(伏特)20-2525-30氣流(立方英尺/分)1515焊條直徑(吋)3/323/16保護(hù)氣體氬99.8%氬99.8%電極鎢2%釷2%釷在本發(fā)明的一個(gè)較佳方法中，使用上述的工藝規(guī)程，把INCONEL-82焊到底金屬上，以提供大約2.54毫米厚度的隔離層。該隔離層最好是被機(jī)械加工至約2.03毫米的厚度。由此得出的，包括底金屬和隔離層的中等的組合物在硬表面層30焊在隔離層20上之前和在焊接期間，被加熱到約232℃-482℃，最好是約400℃。正如此處使用的，在硬表面層30焊接期間襯底層的溫度稱為“層間的溫度”。
予先加熱韻鋁懈饗釷怯欣模海 )當(dāng)應(yīng)用電弧焊時(shí)，減小不銹鋼熱沖擊損壞的可能性;(2)緩慢冷卻以防止形成過(guò)大的融合區(qū);(3)防止焊接本身硬度過(guò)大;(4)使焊接處和底金屬的冷卻均衡，以此將收縮裂縫的可能性減至最小。請(qǐng)參閱T.B.Jefferson等人所著“金屬及其焊接”第332頁(yè)。
在焊著硬表面材料之后，疊層金屬結(jié)構(gòu)最好是用焊后熱處理來(lái)回火。當(dāng)?shù)捉饘?0是較好的、含鉻12%的不銹鋼時(shí)，選擇焊后熱處理的溫度應(yīng)高到足以使馬氏體回火形成在這個(gè)底金屬內(nèi)。較好的熱處理工藝過(guò)程包括已焊好的結(jié)構(gòu)加熱一段時(shí)間，這段時(shí)間足夠至少減輕由于本發(fā)明的方法的各種固接步驟所引起的最大應(yīng)力。本發(fā)明的較佳熱處理溫度范圍是593°-627℃。
由上述固接操作所產(chǎn)生的疊層金屬結(jié)構(gòu)100通常在溫度約為232-482℃。該結(jié)構(gòu)可以允許在隔離的空氣中冷卻，或者在放入熱處理爐之前保持在其層間溫度左右。該疊層金屬結(jié)構(gòu)100然后以約每小時(shí)30-40℃加熱，最好是約每小時(shí)38℃，直到獲得約593-627℃的均勻的溫度為止。然后將該結(jié)構(gòu)100保持此溫度約1-3小時(shí)。最好是，使該結(jié)構(gòu)保持在最佳溫度按該部件的每一吋厚度應(yīng)該保持一小時(shí)，對(duì)那些厚度小于1吋的部件，最少要保持一小時(shí)。在熱處理以后，最好讓該部件在約每小時(shí)低于38℃的速率冷卻。這可以在一個(gè)隔熱的環(huán)境內(nèi)完成冷卻，即在蛭石爐、Kaowool(考伍爾)爐或慢速冷卻爐內(nèi)冷卻。這一冷卻步驟是連續(xù)的，至少直到疊層金屬結(jié)構(gòu)100得到約149℃均勻的溫度為止，在此溫度下，冷卻速率已不重要，并且該結(jié)構(gòu)可以被暴露在環(huán)境溫度下。必須注意的是，這個(gè)熱處理工藝過(guò)程只是為了說(shuō)明性的，而那些本技術(shù)的專業(yè)人員可以找到代替的熱處理工藝程序，這些程序?qū)⒔o底金屬的焊件和熱效應(yīng)區(qū)域提供足夠的回火。
總之，本發(fā)明提供一種疊層金屬結(jié)構(gòu)100，它顯示出較少的缺點(diǎn)，而同時(shí)都保持了從室溫至高溫的耐蝕性能。由INCONEL82和TRIBALOY-400組成的較佳的組合體產(chǎn)生出一個(gè)具有洛氏“C”硬度約40-50讀數(shù)的表面。INCONEL82隔離層具有一熱膨脹系數(shù)介于底金屬的熱膨脹系數(shù)和硬表面材料TRIBALOY-400的熱膨脹系數(shù)之間。同時(shí)，INCONEL82由18.0-22.0(重量)%的鉻構(gòu)成，它使得把這種合金焊著在含鉻最低程度的不銹鋼底金屬上。最后，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)容易的使用現(xiàn)有的焊接工藝規(guī)程制造，并且提供更加耐久的汽輪機(jī)部件。
對(duì)于在汽輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)位于導(dǎo)流處的不銹鋼關(guān)鍵部件和襯套而言，這種結(jié)構(gòu)和方法特別有利于減少裂紋和有利于延長(zhǎng)使用壽命。這些部件可用上述的含鎳隔離層覆蓋，然后覆蓋上硬表面。因此，被這樣保護(hù)之后，高溫下的汽輪機(jī)系統(tǒng)可以正常運(yùn)行而較少因?yàn)樾枰鼡Q這些關(guān)鍵部件而停機(jī)。
由前所述，可以了解到本發(fā)明提供一種用于在高溫下耐蝕的改進(jìn)的疊層金屬結(jié)構(gòu)和方法。該疊層金屬結(jié)構(gòu)利用一種新的、能提供一種緩沖和限制由于焊接過(guò)程引起的熱沖擊的隔離層。因此，本發(fā)明提供一種較堅(jiān)固的硬表面焊件，尤其是一種更經(jīng)濟(jì)的TRIBALOY應(yīng)用的工藝規(guī)程，沒(méi)有由于焊接溶敷物的裂紋而造成的高廢品率。
權(quán)利要求
1.一種用于高溫下耐蝕的疊層金屬結(jié)構(gòu)，其特征為，所述的結(jié)構(gòu)包括(a).由不銹鋼組成的底金屬；(b)主要由鎳、鎳基合金、或其混合物所組成的一層隔離層，所述的隔離層被固接在所述的底金屬上和(c)被疊置在所述的隔離層上的一層硬表面層，所述的隔離層和所述的硬表面層的所述組合體形成一種堅(jiān)固地連續(xù)的外套，用以在高溫下保護(hù)所述的底金屬免遭磨蝕。
2.按照權(quán)利要求1的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該底金屬包含8-16(重量)%鉻。
3.按照權(quán)利要求2的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該底金屬包含12(重量)%鉻。
4.按照權(quán)利要求1、2或3的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該隔離層含鉻。
5.按照權(quán)利要求4的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該隔離層至少包含12(重量)%鉻。
6.按照權(quán)利要求1-5的任何一項(xiàng)的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該硬表面層含鈷。
7.按照權(quán)利要求6的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該硬表面層大約主要包括碳0.02重量%，硅2.6重量%，鉻8.5重量%，鉬28.5重量%，鎳和鐵3.0重量%其余是鈷。
8.按照權(quán)利要求1-7的任何一項(xiàng)的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該隔離層和硬表面層用焊接焊上。
9.按照權(quán)利要求1-8的任何一項(xiàng)的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該隔離層具有0.25-5毫米的厚度。
10.按照權(quán)利要求1-9的任何一項(xiàng)的一種結(jié)構(gòu)，其特征為，該硬表面層具有1.27-6.35毫米的厚度。
11.生產(chǎn)如權(quán)利要求1-10的任何一項(xiàng)所述的一種疊層金屬結(jié)構(gòu)的方法，其特征為，該底金屬和它堅(jiān)固地連續(xù)的外套加熱一段時(shí)間，這段時(shí)間足以至少減輕一部分由于所述隔離層和硬表面層所引起的應(yīng)力。
12.按照權(quán)利要求11的一種方法，其特征為，熱處理溫度在593℃-627℃。
13.按照權(quán)利要求12的一種方法，其特征為，加熱持續(xù)時(shí)間為1-3小時(shí)。
14.按照權(quán)利要求11、12或13的一種方法，其特征為，在熱處理以后，該結(jié)構(gòu)在低于每小時(shí)38℃的速率下冷卻。
15.按照權(quán)利要求14的一種方法，其特征為，冷卻是連續(xù)的，直到到達(dá)大約149℃的均勻溫度為止。
16.按照權(quán)利要求14或15的一種方法，其特征為，在一個(gè)隔熱環(huán)境中冷卻 是有效的。
17.按照權(quán)利要求11-16的任何一項(xiàng)的一種方法，在硬表面層焊接到隔離層之前，該底金屬和它的隔離層先予熱至232℃-482℃。
18.按照權(quán)利要求17的一種方法，其特征為，予熱處理溫度為400℃。
19.按照權(quán)利要求17或18的一種方法，其特征為，至少在焊接硬表面層期間，底金屬和隔離層保持在層間的溫度232℃-482℃。
20.按照權(quán)利要求19的一種方法，其特征為，底金屬和隔離層保持在層間的溫度大約400℃。
全文摘要
一種用于在高溫下汽輪機(jī)部件的耐蝕的硬表面不銹鋼底金屬的疊層金屬結(jié)構(gòu)和方法。疊層金屬結(jié)構(gòu)采用一層隔離層，它夾在不銹鋼底金屬和硬表面層之間。隔離層主要由鎳、或鎳基合金構(gòu)成，而且選擇具有介于底金屬熱膨脹系數(shù)和硬表面材料熱膨脹系數(shù)之間的熱膨脹系數(shù)。這個(gè)改進(jìn)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一種相對(duì)地免除裂紋的焊著溶敷物，它可以提供更長(zhǎng)的使用壽命汽輪機(jī)部件，因此較少因修理而停機(jī)。
文檔編號(hào)B23K35/00GK1031201SQ88103708
公開日1989年2月22日 申請(qǐng)日期1988年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月22日
發(fā)明者賈維德·伊克伯爾·昆萊西, 羅蘭德·享利·考夫曼, 米徹爾·厄爾·安德生, 威廉·萊斯特·斯帕爾 申請(qǐng)人:西屋電氣公司