[发明专利]用于检测和移除形成于钢合金表面上的氮化物层的方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及涡轮燃烧器硬件，且更具体地讲，涉及检测和确定对于形成于奥氏体钢合金的表面上的氮化物层将要采取的合适的行动措施。

背景技术

Nimonic合金263，可沉淀硬化的镍-铬-钴合金(本文中称为“N-263”)，是International Nickel公司专有的合金，其常用于制造用于涡轮机的燃烧器硬件。与N-263相关的劣化机制中的一种是当合金暴露于2000℉以上的温度时发生的氮化。氮化是高温不可逆工艺，通过氮化，当暴露于高氮环境时，合金将氮原子吸收到表面中。氮原子扩散到合金中，以形成必须移除的高氮表面层。当前的修复程序是使用简单的磁体来检查在合金的表面上是否存在氮化物层。一旦检测到磁响应，就以试凑法对表面进行研磨，直到没有了磁响应。当前的方法是简陋的，特别是因为该检测技术不会确定待移除的氮化物的量。换言之，当前的方法不能为车间人员提供关于合金材料中存在的损坏(distress)的量的任何信息，也不能提供移除不合乎需要的氮化物层所需的任何机械加工的程度。

因而，现在的技术耗时且不精确，且因此，仍然存在对于更有效的检测/移除程序的需求。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种处理由非磁性合金制成的、其上形成有磁性表面层的构件的方法，该方法包括：(a)使校准的磁体计量器的磁体与构件的表面接合；(b)使磁体自构件的表面上分开，并测量分开磁体所需要的力；(c)使该力与磁性表面层的厚度相关联；以及(d)如果表面层的厚度大于预定的最小厚度，则移除该表面层。

在另一方面，本发明涉及一种检测镍-铬-钴合金构件的表面上的氮化物层的方法，该方法包括：(a)使校准的磁体计量器与合金构件的表面接合；(b)检测合金构件的表面上的氮化物层(如果有的话)的存在；且如果存在，(c)测量从合金构件的表面上移除磁体计量器所必需的力，且使用该信息来确定氮化物层的厚度。

现在将结合附图中所标识的图形在下文中更详细地描述本发明。

附图说明

图1是本发明的工艺中所使用的已知的校准的磁体计量器的示意形式的局部正视图；及

图2是根据本发明的一个示意性实施例的用于检测和移除氮化物层的工艺的示意图。

具体实施方式

图1是例如钢产业中通常所使用的类型的、用来测量所施的覆层厚度的商业上可获得的校准的磁体计量器10的图示。这样的计量器基本上是这样的敏感弹簧秤：其在标度盘上指示使其永磁体从试样的表面上分离所必需的力的量度。特别地，操作者通常将使计量器磁体12与试样表面14发生接触，而度盘记录移除磁体12所需的力。参照校准曲线，可确定所施用的覆层16的厚度尺寸。校准的磁体计量器可以容易地获得，且一种合适的计量器以商品名称Magne-Gage出售，其可从Avoca，PA的Magne-Gage Sales and ServiceCo.，Inc.公司获得。

图2是本发明的一种示例性实施方式中所使用的工艺方法的示意图。特别地，针对N-263基底上的磁性氮化物层的厚度来校准磁性计量器10，且开发适当的图表、计算机程序等，以使实际测试数据与校准的数据相关联。当将磁性头12应用到N-263合金构件的表面(奥氏体非磁性合金)上时，如果存在任何氮化物层，磁体将被吸向表面层，从而提供对层的容易的初始检测。如果不存在磁性吸力，则测试程序将就此终止。另一方面，如果存在磁性引力，则磁体将被吸引向合金的表面上。此后，取回计量器，并且对照之前的校准来记录及参考移除磁体所必需的力，以便由此确定氮化物层的厚度。如果所检测的层低于最小阈值厚度，则可认为构件部分可用而不需要在此时移除氮化的层。换言之，有可能存在这样的一点，此时氮化物层足够最小以使得不需要任何进一步措施，且可使构件部分返回以工作。

然而，在另一个极端，如果所检测的厚度层高于最大阈值，即氮化物层厚到使得必须声明该部分不可用，然后，再次，不需要采取行动且该部分将或者被丢弃或者被破坏。

对于处在最小阈值和最大阈值之间的范围中的厚度测定量，将通过例如研磨或机械加工(或任何其它合适的工艺或操作)来移除氮化物层，其自身可校准，以仅移除氮化物层的检测到的厚度。

因而，通过使用校准的磁性计量器来确定可能已经在构件部分上形成的任何氮化物层的厚度，可以更容易及快速地确定将要采取何种措施，特别是当与消除了对高于或低于预定的阈值厚度测量值的某些构件进行任何进一步处理的工艺步骤结合时。