本文中公开的主题涉及部件，并且更具体地涉及修改后的部件以及用于修改部件(比如涡轮机中使用的部件)的方法。
至少一些已知的涡轮机(比如燃气涡轮机)包括可在运行过程暴露于机械应力的部件(比如但不限于涡轮机喷嘴、转子叶片翼面和/或护罩)。这种部件中的至少一些可能招致损坏(例如，当经受张力负载时，裂痕可能在基板内形成)，从而减少了部件的使用寿命。一些这种部件的修理需要经由机加工从基板移除受损区域。移除的区域被插入件或试件替换，所述插入件或试件被焊接到通过移除受损区域而产生的空腔中。在至少一些部件中，插入件与基板之间的焊接可承载部件上的整个张力负载，同时旋转机器处于运转中，由此依赖于高品质的焊接以使插入件起作用。然而，至少一些部件由基板材料(比例高伽马相超合金)形成，所述基板材料难以实现高品质焊接。另外地或替代性地，至少一些已知的修理方法需要将替代插入件钎焊到部件基板上。然而，至少一些钎焊在张力负载下不能很好地进行。
相应地，替代性的修改后部件和用于修改部件的方法在本领域内将是受欢迎的。
技术实现要素：
在一个实施例中，公开了一种部件。所述部件可包括在第一方向上延伸的边缘。所述部件还可包括布置在所述部件中的填料，所述填料至少包括第一部分和第二部分，其中所述填料的所述第一部分在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中，并且其中所述填料的所述第二部分在第三方向上从所述第一部分延伸。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力(tensilestress)方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向类似于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向基本上平行于所述第一方向。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述第二方向与所述拉伸应力方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括试件(coupon)。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述试件包括多个单独件(separatepieces)。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述多个单独件被钎焊(brazed)在一起以形成所述部件中的所述试件。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括钎焊。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括焊接(weld)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料与所述部件形成密闭密封(hermeticseal)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括gtd262或gtd263。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括镍基、钴基或铁基超合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括rene108。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括难焊合金(hard-to-weldalloy)。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括涡轮机部件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述涡轮机部件包括喷嘴。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述边缘包括所述喷嘴的前边缘。
在另一个实施例中，公开了一种用于修改部件的方法。所述方法可包括在所述部件中形成释放切口(reliefcut)，所述释放切口包括第一区段和第二区段，其中所述释放切口的所述第一区段在第二方向上从所述边缘延伸到所述部件中，并且其中所述释放切口的所述第二区段在第三方向上从所述第一区段延伸。所述方法可进一步包括用填料填充所述释放切口。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由切入式(plunge)edm而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由激光而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由水射流而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述释放切口经由切割而被形成。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第二方向与所述第一方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述第三方向基本上平行于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向类似于所述第一方向。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件经历拉伸应力方向上的拉伸应力，所述拉伸应力方向基本上平行于所述第一方向。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述第二方向与所述拉伸应力方向基本上正交。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括试件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述试件包括多个单独件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述多个单独件被钎焊在一起以形成所述部件中的所述试件。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括钎焊。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括焊接。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料与所述部件形成密闭密封。
在这些实施例中的一些实施例中，所述填料包括gtd262或gtd263。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括镍基、钴基或铁基超合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括rene108。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括难焊合金。
在这些实施例中的一些实施例中，所述部件包括涡轮机部件。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述涡轮机部件包括喷嘴。在这些实施例中的甚至一些实施例中，所述边缘包括所述喷嘴的前边缘。
鉴于以下详细描述结合附图将更充分地理解由本文中所讨论的实施例提供的这些和附加特征。
附图说明
在附图中阐述的实施例本质上是说明性和示范性的，并且不旨在限制由权利要求限定的发明。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施例的以下详细描述，在附图中，相同的参考标记指示相同的结构，并且在附图中：
图1是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的涡轮机；
图2是可与根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的涡轮机一起使用的涡轮机组件的一部分的侧视截面图；
图3是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的具有释放切口的部件；
图4是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料；
图5是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图6是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图7是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于具有释放切口的部件的补充性填料的另一个视图；
图8是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的具有补充性填料的修改后部件；并且，
图9是根据本文中示出或描述的一个或多个实施例的用于修改部件的方法。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简要描述，可能无法在本说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合系统相关的和商业相关的约束)，所述目标可能因实施方式而变化。此外，应当理解的是，这种开发工作可能复杂且耗时，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。
在介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在这些元件中的一个或多个。术语“包括(comprising、including)”和“具有(having)”旨在是包括性的并且意味着可能存在除了所列元件之外的额外元件。
本说明书中所公开的修改后部件总体上可包括用于将应力重新引导远离特定区域(例如，包括一个或多个裂痕的区域)的释放切口。所述释放切口然后可被至少填充以密闭地重新密封所述修改后部件以防止空气摄入(airingestion)。通过将释放切口用在修改后部件中来重新引导应力，损坏或破裂的区域仍可留在部件中，同时仍确保修改后部件的整体性，并且同时还考虑了用于一些难焊合金的焊接约束。将具体参考涡轮机部件在本说明书中公开这些或其它实施例和特征，但是应理解的是，其它部件可类似地结合这些策略。
图1是涡轮机100(例如，涡轮机)的示意图。在示范性实施例中，涡轮机100是燃气涡轮发动机。涡轮机机器100包括压缩机组件102。燃烧室组件104被联接在压缩机组件102下游、并且与所述压缩机组件流动连通，并且涡轮机组件106被联接在燃烧室组件104下游、且与所述燃烧室组件流动连通。涡轮机组件106经由转子组件108而被联接至压缩机组件102。在操作中，压缩机组件102在朝着燃烧室组件104排放压缩空气之前将入口空气压缩到较高的压力和温度。压缩空气与燃料混合，并且在燃烧室组件104内燃烧以生成朝着涡轮机组件106下游引导的燃烧气体。当燃烧气体冲击涡轮机组件106时，热能被转化为用于驱动转子组件108的机械旋转能。转子组件108绕旋转机器轴线110旋转。
图2是涡轮机100的示范性涡轮机组件106的一部分的侧视截面图。在示范性实施例中，涡轮机组件106包括轴向间隔开的转子盘112和间隔件114，所述转子盘和所述间隔件例如通过多个周向间隔开的、轴向延伸的螺栓116彼此联接。虽然螺栓116被示出用于将盘112联接至间隔件114，但是可使用使旋转机器100能够如本说明书中所描述的进行运转的任何适合的联接结构。涡轮机100包括多个第一阶段喷嘴118和多个第二阶段喷嘴120。多个喷嘴118和120各自包括多个周向间隔开的定子叶轮(比如相应地第一阶段定子叶轮122和第二阶段定子叶轮124)。多个第一阶段转子叶片126经由盘112而被联接至转子组件108(图1中所示出的)，以在喷嘴118与喷嘴120之间进行旋转。类似地，多个第二阶段转子叶片128被联接至转子组件108以在第二阶段喷嘴120与第三阶段喷嘴(未示出)之间进行旋转。虽然展示了转子叶片的两个阶段和喷嘴的两个阶段，但是应理解的是，涡轮机组件106包括使涡轮机100能够如本说明书中所描述的进行运转的任何适合数量的阶段。
在示范性实施例中，每个转子叶片126包括翼面130。另外，每个转子叶片126包括联接至转子盘112的燕尾榫134。
燕尾榫134被轴向地插入在转子盘112中限定的适合形状的槽缝136内。在操作过程中，热的燃烧气体的流动被引导穿过暴露翼面130的转子/定子空腔流动，从而引起盘112旋转并且使转子叶片126经受离心力。
现在另外地参照图3，修改后部件10可包括涡轮机100的任何部件或在可包括难焊合金的其它应用中利用的任何其它部件10。例如，修改后部件10可包括在各种各样的不同应用中使用的各种类型的部件(例如，如高温应用中利用的部件(例如，包括镍基、钴基或铁基超合金的部件))。在一些实施例中，修改后部件10可包括工业燃气涡轮机或蒸汽涡轮机部件，比如燃烧部件或热燃气路径部件。在一些实施例中，修改后部件10可包括涡轮机叶片、压缩机叶片、叶轮、喷嘴、护罩、转子、过渡件或壳体。在其它实施例中，修改后部件10可包括涡轮机的任何其它部件(比如用于燃气涡轮机、蒸汽涡轮机等等的任何其它部件)。在一些实施例中，修改后部件10可包括非涡轮机部件，包括但不限于汽车部件(例如，小汽车、卡车等)、航空航天部件(例如，飞机、直升机、航天飞机、铝制部分等)、机车或导轨部件(例如，火车、火车轨道等)、结构性、基础设施或土木工程部件(例如，桥梁、建筑、建筑设备等)和/或发电厂或化学处理部件(例如，高温应用中使用的管道)。
在一些具体实施例中，修改后部件10可包括例如镍基、钴基或镍-铁基超合金。这种合金可包括按重量计约50％或更多的镍、钴或镍-铁加上添加的用于改善这些合金的机械特性和物理特征的合金元件。这些材料可在需要在升高的温度下持续延长的时间段的良好强度、抗蠕变性(creepresistance)、抗氧化、断裂韧性(fracturetoughness)和/或其它机械特性的各种领域中使用。
例如，在一些实施例中，修改后部件10可包括镍基超合金(比如renén4tm、renén5tm、rené108tm、
in-738的标称成分被报告为按重量计约16％铬、8.5％钴、1.75％钼、2.6％钨、1.75％钽、0.9％铌、3.4％铝、3.4％钛、0.10％锆、0.01％硼、0.17％碳、余量的镍(thebalancenickel)和杂质。在一些实施例中，超合金部件可包括钴基超合金(比如fsx-414)。fsx-414的标称成分按重量计为约29.5％铬、10.5％镍、7％钨、高达2％铁、0.25％碳和0.012％硼、余量的钴和附带杂质。虽然已经在本说明书中呈现了用于修改后部件10的某些合金和成分，但是应理解的是，这些仅是示范性的并且不旨在是限制性的。
修改后部件10可进一步包括如图3至图8中所展示的在第一方向d1上延伸的边缘11。边缘11可包括任何边缘(比如用于喷嘴或涡轮机叶片的前边缘)。修改后部件10可经受拉伸应力方向dts上的拉伸应力。拉伸应力方向dts可例如在类似于或甚至与边缘11的第一方向d1基本上平行的方向上延伸。由于在部件中强加的一个或多个环境因素或操作因素，因此它可能经历沿着延伸到部件中的边缘11的一个或多个裂痕15或磨损特征。如果拉伸应力没有被从区域释放(比如通过使用本说明书中所公开的释放切口20和补充性填料30)，则这些裂痕15可能潜在地持续增长。
例如，现在还参照图3，释放切口20可在修改后部件10中形成以释放应力(例如，拉伸应力)，并且重新引导所述应力远离修改后部件10的边缘11中的潜在裂痕15和/或重新引导所述潜在裂痕周围的所述应力。释放切口20可至少包括第一区段21和第二区段22。释放切口20的第一区段21可在第二方向d2上从(在第一方向d1延伸的)边缘11延伸到修改后部件10中。释放切口20的第二区段22可进一步在第三方向d3上从第一区段21延伸。
第二方向d2和第三方向d3可被形成使得接近潜在裂痕15的由修改后部件10经受的应力(例如，在平行于边缘11的第一方向d1的拉伸应力方向dts上的拉伸应力)被重新引导至修改后部件10的另一部分。例如，释放切口20的第一区段21的第二方向d2可包括到修改后部件10中的任何方向，比如与第一方向d1基本上正交的一个方向。在一些实施例中，释放切口20的第二区段22的第三方向d3可基本上平行于第一方向d1，比如当拉伸应力方向dts与第一方向d1相同或基本上类似时。
释放切口20可经由各种各样的方法而被形成。例如，在一些实施例中，释放切口20可经由切入式edm(放电机加工)而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由激光而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由水射流而被形成。在一些实施例中，释放切口20可经由切割(例如，锯、刀片等等)而被形成。
现在另外地参照图4至图8，释放切口20可由补充性填料30填充。补充性填料30可包括任何材料(比如可粘合或结合至修改后部件10的原材料的材料)。
在一些实施例中，补充性填料30可与修改后部件10形成密闭密封。这种实施例可帮助防止或限制通过修改后部件10的空气摄入，比如当它包括涡轮机100中的喷嘴或叶片时。在一些实施例中，补充性填料30可包括钎焊或焊接。在一些实施例中，补充性填料30可包括较软材料或与修改后部件10的剩余部分的材料(例如，原始基材)相比具有较低熔化温度的材料。在一些实施例中，补充性填料30可包括gtd262或gtd263。虽然已经在本说明书中呈现了用于补充性填料30的某些材料，但是应理解的是，这些仅是示范性的并且不旨在是限制性的。
具体地参照图4至图7，在一些实施例中，补充性填料30可包括试件。试件可包括可滑入修改后部件10的释放切口20中的任何预制材料。试件可包括单个整体件，或者可包括多个件(例如，两个、三个或更多个)，所述多个件可组合以形成基本上填充释放切口20的形状。例如，试件可包括修改后部件10内的钎焊在一起的单独件。此外，在补充性填料30包括试件的实施例中，试件可经由任何适合的手段(比如但不限于钎焊、焊接、粘合剂、螺栓、螺钉等等)结合、连接或以其它方式紧固至修改后部件。
补充性填料30可包括基本上符合释放切口20的形状，从而使得它帮助填充开放的槽缝。例如，补充性填料30可至少包括第一部分31和第二部分32。补充性填料30的第一部分31可在第二方向d2上从(在第一方向d1延伸的)边缘11延伸到修改后部件10中。补充性填料30的第二部分32可进一步在第三方向d3上从第一部分31延伸。
第二方向d2和第三方向d3可被形成使得接近潜在裂痕15的由修改后部件10经受的应力(例如，在平行于边缘11的第一方向d1的拉伸应力方向dts上的拉伸应力)被重新引导至修改后部件10的另一部分。例如，补充性填料30的第一部分31的第二方向d2可包括到修改后部件10中的任何方向，比如与第一方向d1基本上正交的一个方向。在一些实施例中，补充性填料30的第二部分32的第三方向d3可基本上平行于第一方向d1，比如当拉伸应力方向dts与第一方向d1相同或基本上类似时。
现在另外地参照图9，展示了用于修改包括在第一方向d1上延伸的边缘11的部件10的方法200(从而使得可产生如可在本说明书中公开、描述或展示的修改后部件10)。方法200首先可包括在步骤210中在修改后部件10中形成释放切口20。如上文讨论的，释放切口20可包括第一区段21和第二区段22，其中释放切口20的第一区段21在第二方向d2上从边缘11延伸到修改后部件10中，并且其中释放切口20的第二区段22在第三方向d3上从第一区段21延伸。方法200可进一步包括在步骤220中用补充性填料30填充释放切口20。补充性填料30可包括如本说明书中所描述的任何(多种)材料和(多个)构型。
现在应当理解，修改后部件和用于修改部件的方法可利用本说明书中所描述的释放切口和补充性填料来帮助重新引导应力远离特定区域(例如，包括一个或多个裂痕的区域)。所述释放切口可被至少填充以密闭地重新密封所述修改后部件以防止空气摄入。通过将释放切口用在修改后部件中来重新引导应力，损坏或破裂的区域仍可留在部件中，同时仍确保修改后部件的整体性，并且同时考虑用于一些难焊合金的焊接约束。
虽然仅已结合有限数量的实施例详细描述了本发明，但应容易理解，本发明不限于此类公开的实施例。而是，可修改本发明以合并此前未描述但与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、更改、替代或等效安排。另外，虽然已描述了本发明的各种实施例，但应理解，本发明的方面可包括所描述实施例中的仅一些。因此，本发明应被视为不受前文描述限制，而仅受所附权利要求书的范围限制。