用于对合金钢构件进行退火的系统和方法技术方案

用于对合金钢构件进行热处理的系统(10)包括第一封壳(14)和与第一封壳(14)相对的第二封壳(16)。第一封壳和第二封壳(14，16)限定仅绕合金钢构件的一部分的腔室(22)。该系统(10)还在该腔室(22)中包括加热元件(42)以加热该合金钢构件的部分。用于对合金钢构件进行热处理的方法包括抵靠合金钢构件的第一侧放置第一封壳(14)和抵靠合金钢构件的第二侧放置第二封壳(16)。该方法还包括在第一封壳与第二封壳(14，16)之间形成仅绕合金钢构件的一部分的基本气密腔室(22)，以及加热在该基本气密腔室(22)内的合金钢构件的部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及。特别地，本专利技术描述 和实施用于对合金钢构件的一部分进行热处理的系统和方法。
技术介绍
合金钢是铁和按重量计高达50%的合金元素(诸如镍、铬、钼、锰、钒、硅和硼)的 组合。与碳钢相比，合金钢具有更大的强度、硬度、热硬度、耐磨损性、硬化性能和/或韧性。 合金钢的特征还在于添加的合金量，其中低合金钢通常按重量计小于2%至4%的合金，且 高合金钢具有按重量计大于4%的合金。在商业应用中所用的合金钢的实例包括NiCrMoV和CrMoV合金钢。例如，NiCrMoV 和CrMoV合金钢常常包括于在燃气涡轮中的轴、凸缘、轮和盘中。与碳钢相比，通常需要这 些和其它合金钢的热处理以改进合金钢的强度、硬度、耐磨损性和/或韧性特征。燃气涡轮构件通常在超过600° F的环境中操作达延长的时间段。合金钢长期暴 露于高操作温度导致合金钢的热脆化，特别是在合金钢的表面处或附近。例如，在长期高温 操作之后，在内孔和/或螺栓孔周围通常会经历热脆化。热脆化产生钢合金中轻微的微结 构变化，其降低合金钢的断裂韧性且限制合金钢构件的使用寿命。合金钢构件的使用寿命 可根据各种度量确定，诸如合金钢构件暴露于高温的时间量或者合金钢构件的断裂韧性和 /或断裂形貌转变温度(FATT)的减小。这些参数或其它参数中的任何参数可用于预测可导 致过度裂纹形成和/或蔓延的热脆化的开始。由于长期暴露于高温环境而经历热脆化的合金钢构件可使用本领域中已知的热 处理方法进行退火。例如，合金钢构件可被拆卸或移除且放置于合适腔室中以加热该合金 钢构件。但是，合金钢构件的尺寸常常需要相对应较大的腔室。此外，移除和拆卸合金钢构 件是耗时的、昂贵的且导致延长的维护期，在此期间，商业设备不可用于操作。因此，存在对用于对合金钢构件进行退火的改进的系统和方法的需要。理想地，改 进的系统和方法可对合金钢构件的局部区域进行退火，以减少与退火过程相关的时间和成 本，从而缩短商业设备不可操作的时间量。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在下文的描述中如下陈述，或者可从该描述显而易见，或者 可通过实践本专利技术而学习。本专利技术的一个实施例是用于对合金钢构件进行热处理的系统。该系统包括第一封 壳和与第一封壳相对的第二封壳。第一封壳和第二封壳限定仅绕合金钢构件的一部分的腔 室。该系统还在该腔室中包括加热元件以加热该合金钢构件的部分。本专利技术的另一实施例是用于对合金钢构件进行热处理的方法。该方法包括抵靠合 金钢构件的第一侧放置第一封壳和抵靠合金钢构件的第二侧放置第二封壳。该方法还包括 在第一封壳与第二封壳之间形成仅绕合金钢构件的一部分的基本气密腔室，且加热该基本3气密腔室内的合金钢构件的部分。通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些实施例和其它实施例的 特征和方面。附图说明在说明书的其余部分中，包括参考附图，向本领域技术人员更具体描述了本专利技术 的全面并可实施的公开内容，包括本专利技术的最佳实施方式，在附图中图1示出根据本专利技术的一个实施例的用于对合金钢构件进行退火的系统的截面 图；图2示出绕合金钢构件安装的图1所示的实施例；以及图3示出在退火过程期间的预计温度曲线。部件列表10 系统14 第一封壳16 第二封壳18 夕卜表面20 内表面22 腔室24 垫片26 气体端口28 气体源30 气体隔离阀32 真空端口34 真空泵36 真空隔离阀38 排出端口40 排出隔离阀42 感应线圈44 开口46 垫片48 内孔50 盘的相对侧具体实施例方式现将详细地参考本专利技术的实施例，其一个或多个实例在附图中示出。详细描述使 用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中相同或相似的标记用于指代本发 明的相同或相似的部件。作为本专利技术的解释而不是本专利技术的限制，提供每个实例。实际上，对于本领域技术 人员显而易见的是，在不偏离本专利技术的范围或精神的情况下可对本专利技术做出修改和变型。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。因 此，预期本专利技术涵盖属于所附权利要求书和其等效物的范围内的这些修改和变型。图1示出根据本专利技术的一个实施例的用于对合金钢构件进行热处理的系统10的 截面图。如图所示，系统10包括第一封壳14和互补的第二封壳16。第一封壳14和第二 封壳16可由能耐受高达大约1300华氏度的连续和循环温度的任何合适材料制成。例如， 第一封壳14和第二封壳16可由钢、合金钢、纤维玻璃或本领域技术人员已知的类似材料制 成。第一封壳14和第二封壳16可为圆形、方形、椭圆形或任何其它合适形状以容纳待退火 的合金钢构件。可选择第一封壳14和第二封壳16的长度和宽度以容纳待退火的合金钢构 件的部分。每个封壳14、16包括外表面18和内表面20。当安装于待退火的合金钢构件的部 分周围时，内表面20限定在封壳14、16之间且在待退火的合金钢构件的部分周围的空腔或 腔室22。第一封壳14和第二封壳16还可包括垫片24、孔环、0形环或类似装置，用于形成 气密的密封且使腔室22基本气密。第一封壳14和第二封壳16还可包括一个或多个端口以容纳外围设备。例如，如 图1所示，第一封壳14可包括气体端口 26，其提供在气体源观与第一封壳14之间的流体 连通。气体源28可通过隔离阀30连接到气体端口沈以允许或防止气体流动到第一封壳 14。气体源观可提供任何合适气体用于在合金钢构件周围形成所需环境。例如，气体源观 可提供惰性气体，诸如氩气或氮气，以在退火过程期间包围合金钢构件。惰性气体环境可在 退火过程期间减少由腔室22中的环境空气造成的氧化或脱碳。第一封壳14还可包括真空端口 32以将真空泵34连接到第一封壳14。真空泵34 可用于在由第一封壳14和第二封壳16限定的腔室22上抽吸真空。真空端口 32可在真空 端口 32与真空泵34之间包括隔离阀36以在不使用真空泵34时隔离第一封壳14。如在图1中另外示出，第二封壳16可包括连接到隔离阀40的排出端口 38。排出 端口 38可用于在退火过程的各个阶段期间从腔室22排出或清扫环境空气或气体。尽管关 于图1所示的实施例描述了端口的位置，应了解在替代实施例中端口可处于第一封壳14和 /或第二封壳16中的任一个或两个中。系统10还包括感应线圈42或类似加热元件，其延伸穿过第一封壳14和第二封壳 16进入由第一封壳14和第二封壳16限定的腔室22内。感应线圈42或其它合适加热元件 提供热源用于加热由第一封壳14和第二封壳16限定的腔室22，从而加热待退火的合金钢 构件的部分。感应线圈42或合适加热元件的尺寸取决于待退火的合金钢构件的尺寸和要 实现的所需加热速率。在第一封壳14和第二封壳16中的开口 44可包括垫片材料46、绝缘 体、橡胶或类似材料以容纳各种尺寸的感应线圈42或其它合适加热元件且提供在感应线 圈42与第一封壳14和第二封壳16之间的合适密封。图2示出安装于待退火的合金钢构件上的图1所示的系统10的截面图。在此图 示中，合金钢构件是燃气涡轮转子的盘，且系统10安装成封闭盘中的内孔48并对它进行退 火。如图2所示，第一封壳14和第二封壳16安装于合金钢构件的相对侧50上。因此，在 封壳14、16之间且在待退火的合金钢构件的部分周围的腔室22基本是气密本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于对合金钢构件进行热处理的系统（１０），包括：ａ．第一封壳（１４）；ｂ．与所述第一封壳（１４）相对的第二封壳（１６），其中，所述第一封壳和第二封壳限定仅绕所述合金钢构件的一部分的腔室（２２）；以及ｃ．加热元件（４２），其在所述腔室（２２）中加热所述合金钢构件的部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·帕罗利尼，J·R·伍德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US