專利名稱：用于檢測和移除形成于鋼合金表面上的氮化物層的方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及渦輪燃燒器硬件，且更具體地講，涉及檢測和確定對于形成于奧
氏體鋼合金的表面上的氮化物層將要采取的合適的行動措施。
背景技術：
Nimonic⑧合金263，可沉淀硬化的鎳-鉻-鈷合金(本文中稱為"N-263")，是 International Nickel公司專有的合金，其常用于制造用于渦輪機的燃燒器硬件。與N-263 相關的劣化機制中的一種是當合金暴露于2000 °F以上的溫度時發(fā)生的氮化。氮化是高溫 不可逆工藝，通過氮化，當暴露于高氮環(huán)境時，合金將氮原子吸收到表面中。氮原子擴散到 合金中，以形成必須移除的高氮表面層。當前的修復程序是使用簡單的磁體來檢查在合金 的表面上是否存在氮化物層。 一旦檢測到磁響應，就以試湊法對表面進行研磨，直到?jīng)]有了 磁響應。當前的方法是簡陋的，特別是因為該檢測技術不會確定待移除的氮化物的量。換 言之，當前的方法不能為車間人員提供關于合金材料中存在的損壞(distress)的量的任 何信息，也不能提供移除不合乎需要的氮化物層所需的任何機械加工的程度。
因而，現(xiàn)在的技術耗時且不精確，且因此，仍然存在對于更有效的檢測/移除程序 的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明涉及一種處理由非磁性合金制成的、其上形成有磁性表面層
的構件的方法，該方法包括(a)使校準的磁體計量器的磁體與構件的表面接合；(b)使磁
體自構件的表面上分開，并測量分開磁體所需要的力；(c)使該力與磁性表面層的厚度相
關聯(lián)；以及(d)如果表面層的厚度大于預定的最小厚度，則移除該表面層。 在另一方面，本發(fā)明涉及一種檢測鎳_鉻_鈷合金構件的表面上的氮化物層的方
法，該方法包括(a)使校準的磁體計量器與合金構件的表面接合；(b)檢測合金構件的表
面上的氮化物層(如果有的話)的存在；且如果存在，(c)測量從合金構件的表面上移除磁
體計量器所必需的力，且使用該信息來確定氮化物層的厚度。 現(xiàn)在將結(jié)合附圖中所標識的圖形在下文中更詳細地描述本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的工藝中所使用的已知的校準的磁體計量器的示意形式的局部正 視圖；及 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個示意性實施例的用于檢測和移除氮化物層的工藝的示 意圖。
具體實施例方式圖1是例如鋼產(chǎn)業(yè)中通常所使用的類型的、用來測量所施的覆層厚度的商業(yè)上可獲得的校準的磁體計量器10的圖示。這樣的計量器基本上是這樣的敏感彈簧秤其在標度 盤上指示使其永磁體從試樣的表面上分離所必需的力的量度。特別地，操作者通常將使計
量器磁體12與試樣表面14發(fā)生接觸，而度盤記錄移除磁體12所需的力。參照校準曲線，可 確定所施用的覆層16的厚度尺寸。校準的磁體計量器可以容易地獲得，且一種合適的計量 器以商品名稱Magne-Gage⑧出售，其可從Avoca，PA的Magne-Gage Sales and ServiceCo.， Inc.公司獲得。 圖2是本發(fā)明的一種示例性實施方式中所使用的工藝方法的示意圖。特別地，針 對N-263基底上的磁性氮化物層的厚度來校準磁性計量器10，且開發(fā)適當?shù)膱D表、計算機 程序等，以使實際測試數(shù)據(jù)與校準的數(shù)據(jù)相關聯(lián)。當將磁性頭12應用到N-263合金構件的 表面(奧氏體非磁性合金)上時，如果存在任何氮化物層，磁體將被吸向表面層，從而提供 對層的容易的初始檢測。如果不存在磁性吸力，則測試程序?qū)⒕痛私K止。另一方面，如果存 在磁性引力，則磁體將被吸引向合金的表面上。此后，取回計量器，并且對照之前的校準來 記錄及參考移除磁體所必需的力，以便由此確定氮化物層的厚度。如果所檢測的層低于最 小閾值厚度，則可認為構件部分可用而不需要在此時移除氮化的層。換言之，有可能存在這 樣的一點，此時氮化物層足夠最小以使得不需要任何進一步措施，且可使構件部分返回以 工作。 然而，在另一個極端，如果所檢測的厚度層高于最大閾值，即氮化物層厚到使得必 須聲明該部分不可用，然后，再次，不需要采取行動且該部分將或者被丟棄或者被破壞。
對于處在最小閾值和最大閾值之間的范圍中的厚度測定量，將通過例如研磨或機 械加工(或任何其它合適的工藝或操作)來移除氮化物層，其自身可校準，以僅移除氮化物 層的檢測到的厚度。 因而，通過使用校準的磁性計量器來確定可能已經(jīng)在構件部分上形成的任何氮化
物層的厚度，可以更容易及快速地確定將要采取何種措施，特別是當與消除了對高于或低
于預定的閾值厚度測量值的某些構件進行任何進一步處理的工藝步驟結(jié)合時。 將了解的是，只要底下的基底是非磁性的且表面劣化層是磁性的，就可使用類似
的工藝來檢測其它合金上的不合需要的表面劣化。 雖然已經(jīng)結(jié)合目前被認為是最實用和優(yōu)選的實施例的內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是將 理解的是，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意圖覆蓋包括在所附的權利要 求書的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
權利要求
一種處理由非磁性合金制成的、在其上形成了磁性表面層的構件的方法，所述方法包括(a)使校準的磁體計量器的磁體與所述構件的表面接合；(b)從所述構件的表面上分開所述磁體，并測量分開所述磁體所需的力；(c)使所述力與所述磁性表面層的厚度相關聯(lián)；以及(d)如果所述表面層的厚度大于預定的最小厚度，則移除所述表面層。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，如果在步驟(d)中，所述表面層的厚度大 于預定的最大厚度，則不用移除所述表面層而丟棄所述構件。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述非磁性合金包括奧氏體鎳_鉻_鈷合金。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面層是氮化物層。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述非磁性合金是鎳_鉻_鈷合金。
6. —種檢測鎳-鉻-鈷合金構件的表面上的氮化物層的方法，所述方法包括(a) 使校準的磁體計量器與所述鎳-鉻-鈷合金構件的表面接合；(b) 如果有，檢測可能已形成于所述鎳-鉻-鈷合金構件的表面上的氮化物層的存在；以及如果所述氮化物層存在；(C)測量從所述鎳-鉻-鈷合金構件的表面上移除所述磁體計量器所必需的力，并使用 該信息來確定所述氮化物層的厚度。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，對于任何被檢測的氮化物層，確定所述氮 化物層的閾值最小厚度和閾值最大厚度，在所述閾值最小厚度和閾值最大厚度之間時，執(zhí) 行對所述氮化物層的移除。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，對于所述氮化物層的低于所述閾值最小 厚度或者高于所述閾值最大厚度的厚度，不移除所述被檢測的氮化物層。
9. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，通過機械加工或研磨來進行移除。
10. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述鎳_鉻_鈷合金構件包括燃氣輪機 燃燒器構件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于檢測和移除形成于鋼合金表面上的氮化物層的方法。一種處理由非磁性合金制成的、其上形成了磁性表面層的構件的方法包括(a)使校準的磁體計量器的磁體與構件的表面接合；(b)從構件的表面上分開磁體且測量分開磁體所需的力；(c)使該力與磁性表面層的厚度相關聯(lián)；以及(d)如果表面層的厚度大于預定的最小厚度，則移除表面層。
文檔編號F23D14/00GK101780656SQ201010002579
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權日2009年1月8日
發(fā)明者S·G·波普, S·德拉克, W·T·金 申請人:通用電氣公司