JP2013226823A - タブ部材を有する部品 - Google Patents
タブ部材を有する部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013226823A JP2013226823A JP2013065333A JP2013065333A JP2013226823A JP 2013226823 A JP2013226823 A JP 2013226823A JP 2013065333 A JP2013065333 A JP 2013065333A JP 2013065333 A JP2013065333 A JP 2013065333A JP 2013226823 A JP2013226823 A JP 2013226823A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- metal layer
- coefficient
- thermal expansion
- tab members
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/021—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material including at least one metal alloy layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
- G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
- G05D23/08—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature with bimetallic element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/1241—Nonplanar uniform thickness or nonlinear uniform diameter [e.g., L-shape]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
【課題】温度変化に対して熱反応性又は応答性で、短所を示さないその上に形成された複数のタブ部材を含む部品が提供される。
【解決手段】複数のタブ部材20は部品10に設けられた1以上の異種金属層14を含む。複数のタブ部材20は温度変化に応じて部品10の表面12から離れて延びる32か又はそこに向かって後退する34ように構成されている。
【選択図】図2
【解決手段】複数のタブ部材20は部品10に設けられた1以上の異種金属層14を含む。複数のタブ部材20は温度変化に応じて部品10の表面12から離れて延びる32か又はそこに向かって後退する34ように構成されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、一般に、複数のタブ部材を有する部品に関し、具体的には、部品に施工された1以上の異種金属層を含む複数のタブ部材に関し、この複数のタブ部材は温度変化に応じて部品の表面から延び出したり又はその表面に向かって引っ込んだりするように構成されている。
広い温度範囲に亘って作動する系内の様々な部品間のシール及び気流は、その広い作動温度範囲に起因して熱的に増大する振動、温度の変動及び部品間の空間のため複雑である。
従って、温度変化に対して熱反応性又は応答性で、上記の短所を示さない複数のタブ部材を有する部品及びその製造方法が当技術分野で望まれている。
本開示の代表的な実施形態によると、複数のタブ部材が形成されている部品が提供される。複数のタブ部材は、部品に施工された1以上の異種金属層を含んでいる。これら複数のタブ部材は、温度変化に応じて部品の表面から延び出したり又はその表面に向かって引っ込んだりするように構成されている。
本開示の別の代表的な実施形態によると、その上に形成された複数のタブ部材を含む部品が提供される。複数のタブ部材は、部品に施工された1以上の異種金属層を含んでいる。これら複数のタブ部材は、温度変化に応じて部品の表面から延び出たり又はその表面に向かって引っ込んだりするように構成されている。ここで、部品は第1の熱膨張率(α1)を有しており、1以上の異種金属層は第2の熱膨張率(α2)を有している。第1の熱膨張率(α1)と第2の熱膨張率(α2)との差は約5%以上異なる。
本発明のその他の特徴と利点は、本発明の原理を例として示す添付の図面と併せて、好ましい実施形態に関する以下のより詳細な説明から明らかとなろう。
可能な限り、全図面を通じて同じ部分を示すには同じ参照番号を用いた。
複数のタブ部材を有する部品及びこれらの部品を製造する方法が提供される。より具体的にいうと、複数のタブ部材は部品に施工された1以上の異種金属層を含んでおり、またこれら複数のタブ部材は温度変化に応じて部品の表面から延び出したり又はその表面から引っ込んだりすることによって熱的に反応するように構成されている。
本開示の実施形態の1つの利点は、温度変化に対して応答性である熱反応性表面を部品上に含むことである。ある実施形態の別の利点は、温度の上昇に応じて隣接する表面に向かって伸びる、曲がる又は(片持ち梁のように一端が)飛び出す熱反応性表面である。さらに別の利点は、温度の上昇に応じて部品の表面に向かって縮む又は引っ込む熱反応性表面である。ある実施形態の別の利点は、部品上の、温度の低下に応じて隣接する表面に向かって伸びる、曲がる又は(片持ち梁のように一端が)飛び出す熱反応性表面である。別の利点は、部品上の、温度の低下に応じて部品の表面に向かって縮む又は引っ込む熱反応性表面である。
本開示の部品は、特に限定されないが、ガスタービン、蒸気タービン、ジェットタービン及び風力タービンを始めとするその他のタービンアセンブリを含む発電系(これに限定されない)のような温度変化を受けるあらゆる用途に使用することができる。
図1は、タブ部材20(図2参照)の形成前の部品10の表面12に設けられた1以上の異種金属層14を含む部品10の概略断面図である。別の実施形態では、複数のタブ部材20が部品10の表面12に形成され、その後1以上の異種金属層14が複数のタブ部材20を含む部品10の表面12に設けられる。
部品10には、部品10の使用中室温すなわち25℃に対して温度を上昇させるか又は温度を降下させることにより温度変化を受けるか又は温度変化に曝されるあらゆる金属性部品が包含される。図1に示すように、1以上の異種金属層14が部品10の表面12に設けられる。本明細書で使用する場合、「異種金属層」とは、金属性部品10と異なる組成及び異なる熱膨張率(α)を有する金属層である。1以上の異種金属層14は、拡散接合、電子ビーム溶接、レーザー溶接、ろう付け、溶射、スパッタリング、イオンプラズマプロセス、融解−凝固プロセスの使用、直接描画蒸着プロセス及びこれらの組合せのような何らかの適切な方法で金属性部品10に設けられる。溶射技術には、特に限定されないが、熱溶射、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)、プラズマ溶射、爆裂溶射、ワイヤーアーク溶射、フレーム溶射、高速フレーム溶射(HVOF)、温暖溶射(warm spraying)、冷間溶射(コールドスプレイ)及びこれらの組合せがある。
部品10は金属を含み、一般にニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、金、白金、MCrAlY(ここで、MはNi、Co、Fe又はこれらの組合せである)、これらの合金及びこれらの組合せからなる群の材料から選択される。1以上の異種金属層14は、部品10の材料とは異なるもので、熱膨張率(α)の異なる材料から選択される。1以上の異種金属層14の材料はニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、金、白金、MCrAlY(ここで、MはNi、Co、Fe又はこれらの組合せである)、これらの合金及びこれらの組合せからなる群から選択される。一実施形態では、部品10の材料は、MCrAlY皮膜を含む1以上の異種金属層14で被覆された304ステンレス鋼基材(AK Steel社(米国オハイオ州ウェストチェスター)から入手可能)である。
部品10と1以上の異種金属層14との間の熱膨張率(α)の差により、複数のタブ部材20が所定の温度又は周囲の環境の温度変化に応答することが可能になる。本開示のある実施形態では、温度変化に対する2つの応答が利用可能である。図2、図5及び図8に示すように、これらの応答は、タブ部材が矢印32で示すように部品10の表面12から離れて盛り上がること又は、タブ部材20が矢印34で示すように部品10の表面12に向かって後退することである。部品10は第1の熱膨張率(αcomponent)を有し、1以上の異種金属層は第2の熱膨張率(αmetallic layer)を有する。温度応答が、温度の上昇と共に複数のタブ部材20が表面12から離れて延びるか又は盛り上がり(矢印32で示す)隣接する表面30に向かって(図3参照)ギャップ42を閉じるか又は気流を低下させることである場合、部品10はより高い熱膨張率(αcomponent)を有する金属から構築され、1以上の異種金属層14は部品10より低い熱膨張率(αmetallic layer)を有する金属から選択される。温度応答が、温度の上昇と共に複数のタブ部材20が部品10の表面12に向かって後退して(図2に矢印34で示す)ギャップ42を作り出すことである場合、部品10は1以上の異種金属層14より低い熱膨張率(αcomponent)を有する金属から選択され、1以上の異種金属層14は部品10より高い熱膨張率(αmetallic layer)を有する金属から選択される。一実施形態では、上昇又は低下する温度変化に関わりなく、部品10の第1の熱膨張率(αcomponent)と1以上の異種金属層14の第2の熱膨張率(αmetallic layer)との差は約5%以上である。別の実施形態では、部品10の第1の熱膨張率(αcomponent)と1以上の異種金属層14の第2の熱膨張率(αmetallic layer)は第1の熱膨張率(αcomponent)より少なくとも約1.1倍〜約2倍異なる。
約6の低い熱膨張率(α)を有する材料の適切な例は、特に限定されないが、CrMoV及びNiCrMoである。約7の中程度の熱膨張率(α)を有する材料の適切な例は、INCONEL(登録商標)材料、例えば、特に限定されないが、Special Metals社(米国バージニア州ハンチントン)から入手可能なINCONEL(登録商標)625、INCONEL(登録商標)718である。約9の高い熱膨張率(α)を有する材料の適切な例は、特に限定されないが、ステンレス鋼、例えば特に限定されないが、AK Steel社(米国オハイオ州ウェストチェスター)から入手可能な316ステンレス鋼(UNS S31600、モリブデンを含有するオーステナイト系クロム、ニッケルステンレス鋼)又は304ステンレス鋼(UNS S30400、基本の18−8グレード、Type 302の変形、より高いクロムとより低い炭素含量を有する)である。
図2で、部品10は明確にするために単一のタブ部材20を含むものが示されているが、部品10の表面12は幾つかの実施形態では1以上のタブ部材20を含み、他の実施形態では複数のタブ部材20を含んでいる。反応性表面を有する部品10を製造する際、1以上の異種金属層14を部品10の表面12に設ける。この実施形態では、複数のタブ部材20が、部品10に設けられる1以上の異種金属層14の少なくとも一部分26を含んで形成される。図2に示すように、1以上のタブ部材20は部品10の少なくとも一部分28と異種金属層14を含んでバイメタルタブ部材20を形成する。複数のタブ部材20は部品10上に反応性表面を形成する。すなわち、複数のタブ部材20は、温度変化に応じて、部品10の表面12から延び出す(矢印32で示す)か又は部品10の表面12に向かって引っ込む(矢印34で示す)ように構成されているからである。温度変化は温度の上昇又は温度の低下であることができ、複数のタブ部材20は部品10及び1以上の異種金属層14に使用した材料及びその材料の熱膨張率(α)に依存して温度変化に反応する。
1以上の異種金属層14を設けるには、特に限定されないが、レーザークラッディング、熱溶射、化学蒸着(CVD)、メッキ、粉末融解、レーザー焼結、亜鉛メッキ、直接描画及びこれらの組合せのようなあらゆる適切な設置法がある。複数のタブ部材20を形成するには、部品10及び1以上の異種金属層14の少なくとも一部分28を切断又は貫通して部品10の表面12内に複数のタブ部材20を創成するためのあらゆる適切な方法がある。複数のタブ部材20を形成するのに適した方法としては、特に限定されないが、複数のタブ部材20を形成するレーザー表面彫刻法がある。複数のタブ部材20を部品10の表面12内に彫って、特に限定されないが、列又は線、破線列/線、スロット又は長穴、魚の鱗、これらの組合せ及びその他所望のパターンのようなパターンを形成する。
図2は、レーザー表面彫刻法を用いて部品10上に形成された単一のタブ部材20を示す。図2に示すタブ部材20は未作動状態22にある。この未作動状態22においては、タブ部材20と第2の部品31の隣接する表面30との間にギャップ42が存在する。図3に示すように、作動状態24において、所定の温度で、タブ部材20は、第2の部品31の隣接する表面30と接触することにより密封機能を提供するのに使用することができる片持ち梁を形成する。
図4〜図8に示すような別の代表的な実施形態では、1以上の異種金属層14は、複数の金属層50、52、54及び56を含んでいる。部品10と1以上の異種金属層14は異なる熱膨張率(α)を有する材料から選択される。図4〜図5に示すように、1以上の異種金属層14は部品10に設けられた第1の金属層50、第1の金属層50に設けられた第2の金属層52及び第2の金属層52に設けられた第3の金属層54を含んでいる。図5に示すように、1以上のタブ部材20は第1の金属層50の一部分26、第2の金属層52及び第3の金属層54を含んでいる。図6〜図8に示すように、1以上の異種金属層14は部品10に設けられた第1の金属層50、第1の金属層50に設けられた第2の金属層52、第2の金属層52に設けられた第3の金属層54及び第3の金属層54に設けられた第4の金属層56を含んでいる。図8に示すように、1以上のタブ部材20は第1の金属層50の一部分26、第2の金属層52、第3の金属層54及び第4の金属層56を含んでいる。タブ部材20を形成する複数の金属層50、52、54及び56は、特に限定されないが、拡散接合、電子ビーム溶接、レーザー溶接、ろう付け、溶射、スパッタリング、イオンプラズマプロセス、融解−凝固プロセスの使用、直接描画蒸着プロセス及びこれらの組合せのような何らかの適切な設置技術を用いて設けられる。溶射技術には、特に限定されないが、熱溶射、化学蒸着(CVD)、物理蒸着(PVD)、プラズマ溶射、爆裂溶射、ワイヤーアーク溶射、フレーム溶射,高速フレーム溶射(HVOF)、温暖溶射、冷間溶射及びこれらの組合せが包含される。
図4〜図5に示すように、第1の金属層50、第2の金属層52及び第3の金属層54は部品10に設けられる。図5に示すように、1以上のタブ部材20は第1の金属層50の一部分26、第2の金属層52及び第3の金属層54を含んでいる。代表的な実施形態では、部品10に設けられる第1の金属層50は第2の金属層52及び第3の金属層54より弱い又は脆性の金属層である。本明細書で使用する場合、「脆性」とは、第1の金属層50が第2の金属層52及び第3の金属層54より弱く延性がより低いことを示す。一般に、第1の金属層50は破断時引張伸び率が10%未満の材料である。加えて、第1の金属層50は約0体積%〜約50体積%の気孔率を有する。第1の金属層50は機械的応力又はその他の応力を1以上の異種金属層14に加えたとき破壊されるように構成されている。第3の金属層54は第2の金属層52とは異なる熱膨張率(α)を有する強い金属層である。一実施形態では、第3の金属層54は、第1の金属層50及び第2の金属層52とほぼ同一以下又はほぼ20%異なる熱膨張率(α)を有する材料から選択される。20%の差は、タブ部材20の所望の動きに応じて大きいか又は小さい。第1の金属層50の適切な例としては、特に限定されないが、ニッケル−アルミニウム、チタン−アルミニウム、ニッケル−クロム炭化物、コバルト−クロム炭化物、これらの合金及びこれらの組合せがある。第2の金属層52及び第3の金属層54の材料の適切な例としては、特に限定されないが、ニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、金、白金、MCrAlY(ここで、MはNi、Co、Fe又はこれらの組合せ、これらの合金及びこれらの組合せである)がある。
代表的な実施形態では、複数のタブ部材20は、脆性の第1の金属層50を破壊する、破断させる又は崩壊させることによって創成される。脆性の第1の金属層50を破壊する、破断又は崩壊させるのに使用される適切な方法としては、特に限定されないが、パルス式レーザー、標的を定めた機械的な衝撃若しくは機械的応力又は標的を定めた機械的な衝撃及び熱的衝撃に複数の異種層14を付すことが挙げられる。一実施形態ではは、パルス式レーザーを複数の異種層14に当て、このパルス式レーザーが第3の金属層54及び第2の金属層52を通って第1の金属層50まで貫通して脆性の第1の金属層50を破断又は破壊する。こうして破断した第1の金属層50によって、より大きい領域の結合破壊が可能になり、その結果表面12に対して垂直方向により高い又はより大きい特徴を有するタブ部材20が得られる。
図5に示すように、温度変化により、タブ部材20が、矢印32で示すように部品10の表面12から離れて曲がるか若しくは盛り上がるか又は矢印34で示すように部品10の表面12に向かって後退するという2つの応答が生じる。部品10は第1の熱膨張率(αcomponent)を有し、異種金属層14は各々別々の金属層に対していろいろな熱膨張率を含み、すなわち第1の金属層50は熱膨張率(αfirst)を有し、第2の金属層52は熱膨張率(αsecond)を有し、第3の金属層54は熱膨張率(αthird)を有する。温度応答により複数のタブ部材20が部品10の表面12から延び出す又は盛り上がる場合(矢印32で示す)、第1の金属層50及び第2の金属層52は第3の金属層54の熱膨張率(αthird)より高い熱膨張率(αfirst)及び(αsecond)を有する。温度応答により複数のタブ部材20が温度の上昇と共に部品10の表面12に向かって後退する場合(矢印34で示す)、第1の金属層50及び第2の金属層52は第3の金属層54の熱膨張率(αthird)より低い熱膨張率(αfirst)及び(αsecond)を有する。
一般に、所定の温度又は温度変化に対する応答を生じさせるためは、複数の金属層14の第2の金属層52と第3の金属層54の材料間の歪み差を少なくとも8%にする必要がある。歪み差(ε)はある温度勾配における熱膨張率(α)の差であり、次式を用いて計算される。
ε=(αsecond−αthird)ΔT
ここで、εは歪み差であり、αsecond及びαthirdはそれぞれ第2の金属層52の熱膨張率及び第3の金属層54の熱膨張率であり、ΔTは温度勾配、すなわち現時点での温度から参照温度を引いたものである。参照温度とはタブ部材20に曲げ又は動きがない温度である。
ここで、εは歪み差であり、αsecond及びαthirdはそれぞれ第2の金属層52の熱膨張率及び第3の金属層54の熱膨張率であり、ΔTは温度勾配、すなわち現時点での温度から参照温度を引いたものである。参照温度とはタブ部材20に曲げ又は動きがない温度である。
一実施形態では、複数のタブ部材20は、温度変化に応じて、約10%超の高さ40の変化〜約50%の高さ40の変化、或いは約15%の高さ40の変化〜約45%の高さ40の変化〜約20%〜約30%の高さ40の変化を示す(図2〜図3参照)。タブ部材20の寸法は、タブ部材20の長さ及び厚さ、並びに1以上の異種金属層14及びそれらの層の各々、すなわち第1、第2、第3及び第4の金属層50、52、54及び56に使用される材料の種類に依存する。さらに、第2の金属層52と第3の金属層54の相対値又は歪み差は複数のタブ部材20の高さの変化に影響する。代表的な実施形態では、タブ部材20は温度変化に応じて気流19系を調節するように設定される。別の代表的な実施形態では、タブ部材20は温度変化に応じて気流19系を増大するか又は絞るように設定される。
図6〜図9に示す別の代表的な実施形態では、異種金属層14は、部品10の表面12に設けられた第1の金属層50、第1の金属層50に設けられた第2の金属層52、第2の金属層52に設けられた第3の金属層54及び第3の金属層54に設けられた第4の金属層56を含んでいる。図6は部品10の上面図であり、複数の異種金属層14の第3の金属層54及び第4の金属層54を示す。金属層の配置は部品10上の任意の位置であることができる。図6〜図8に示すように、第4の金属層56の一部分は除去される。第4の金属層56は研削、ブラスト又はその他の除去技術のような何らかの適切な技術を使用して除去される。第4の金属層56の一部分を除去した後、複数の異種金属層14をレーザー彫刻して部品10上に複数のタブ部材20を創成する。或いは、第1の金属層50が「脆性」層である場合、脆性の第1の金属層50を破壊、破断又は崩壊するというような方法を用いて、上記のようにタブ部材20を形成する。図6〜図8に示す複数の金属層14は図4〜図5に示した複数の金属層14と同じように作動して、タブ部材20は複数の金属層14の各々の熱膨張率に応じて温度変化に応答する。
図9は、複数のタブ部材20(図2、図5及び図8参照)を有する部品10を形成する方法900を示す。方法900は部品10を準備することを含む(工程901)。方法900は部品10の表面12に1以上の異種金属層14(図1、図4及び図7参照)を設ける(又は施工する)ことを含む(工程903)。方法900は複数のタブ部材20(図2、図5及び図8参照)を形成することを含む(工程905)。複数のタブ部材20は部品10に設けられた1以上の異種金属層14の少なくとも一部分26を含む。複数のタブ部材20は温度変化に応じて部品20の表面12から延び出すか又はそこに向かって後退するように構成されている。複数のタブ部材20はレーザー彫刻法又は機械的応力をかけるなどの適切な技術を用いて形成される。設ける工程(工程903)は、部品10に第1の金属層50を設け、第1の金属層50に第2の金属層52を設け及び場合によって第2の金属層52に第3の金属層54(図4参照)を設けることを含む。形成する工程(工程905)は、1以上の異種金属層14に機械的応力を加えて複数のタブ部材20を形成することを含み、ここで複数のタブ部材20は第1の金属層50の一部分26、第2の金属層52及び第3の金属層54(図4参照)を含む。方法900は、形成する工程(工程905)の後、第1の金属層50の一部分26及び第2の金属層52から形成された複数のタブ部材20上に第3の金属層54を付着させることを含み、ここで複数のタブ部材20は第1の金属層50の一部分26、第2の金属層52及び付着させた第3の金属層54を含む。
図10は、複数のタブ部材20を有する部品10を形成する方法1000を図示する。方法1000は部品10を準備することを含む(工程1001)。方法1000は部品10の表面12内に複数のタブ部材20を形成することを含む(工程1003)。方法1000は部品10の複数の形成されたタブ部材20に1以上の異種金属層14を設けることを含む(工程1005)。複数のタブ部材20は温度変化に応じて部品10の表面12から延び出すか又はそこから後退するように構成されている。複数のタブ部材20上に1以上の異種金属層14を設ける工程(工程1005)は、熱溶射、冷間溶射、溶接、レーザー焼結、レーザークラッディング、直接描画及びこれらの組合せを含む。
好ましい実施形態に関連して本発明を説明して来たが、当業者には理解されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、また本発明の要素に代えて等価物を使用することができる。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるべく多くの修正を行うことができる。従って、本発明は、本発明を実施する上で考えられる最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されることはなく、後続の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を包含するものである。
10 部品
12 部品表面
14 1以上の異種金属層
20 タブ部材
22 未作動
24 作動
26 異種金属層(14)の少なくとも一部分
28 部品の一部分
30 隣接表面/部品
31 第2の部品
32 部品の表面から離れる方向
34 部品の表面に向かう方向
40 タブの高さ
42 タブと隣接表面/部品との距離
50 第1の層(脆性)
52 第2の層
54 第3の層
56 第4の層
12 部品表面
14 1以上の異種金属層
20 タブ部材
22 未作動
24 作動
26 異種金属層(14)の少なくとも一部分
28 部品の一部分
30 隣接表面/部品
31 第2の部品
32 部品の表面から離れる方向
34 部品の表面に向かう方向
40 タブの高さ
42 タブと隣接表面/部品との距離
50 第1の層(脆性)
52 第2の層
54 第3の層
56 第4の層
Claims (20)
- 複数のタブ部材(20)が形成されている部品(10)であって、複数のタブ部材(20)が部品(10)に施工された1以上の異種金属層(14)を含み、複数のタブ部材(20)が温度変化に応じて部品(10)の表面(12)から離れて延びる(32)か又は部品(10)の表面(12)に向かって後退する(34)ように構成されている、前記部品(10)。
- 複数のタブ部材(20)が部品(10)の一部分(28)を含む、請求項1記載の部品(10)。
- 1以上の異種金属層(14)が第1の金属層(50)及び第2の金属層(52)を含む、請求項2記載の部品(10)。
- 部品(10)及び1以上の異種金属層(14)が、ニッケル、鉄、コバルト、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、マグネシウム、金、白金、MCrAlY(ここで、MはNi、Co、Fe又はこれらの組合せである)、これらの合金及びこれらの組合せからなる群から独立して選択される、請求項1記載の部品(10)。
- 部品(10)が第1の熱膨張率(α1)を有し、1以上の異種金属層(14)が第2の熱膨張率(α2)を有し、第1の熱膨張率(α1)と第2の熱膨張率(α2)の差が約5%以上異なる、請求項1記載の部品(10)。
- 部品(10)が第1の熱膨張率(α1)を有し、1以上の異種金属層(14)が第2の熱膨張率(α2)を有し、第1の熱膨張率(α1)と第2の熱膨張率(α2)の差が少なくとも約1.1倍〜約2倍異なる、請求項1記載の部品(10)。
- 部品(10)の第1の熱膨張率(α1)が1以上の異種金属層(14)の第2の熱膨張率(α2)より大きい場合、複数のタブ部材(20)が温度の上昇と共に表面(12)から離れて延びる(32)ように構成されている、請求項5記載の部品(10)。
- 部品(10)の第1の熱膨張率(α1)が1以上の異種金属層(14)の第2の熱膨張率(α2)より小さい場合、複数のタブ部材(20)が温度の上昇と共に部品(10)の表面(12)に向かって後退する(34)ように構成されている、請求項5記載の部品(10)。
- 1以上の異種金属層(14)が、部品(10)に施工された第1の金属層(50)、第1の金属層(50)に施工された第2の金属層(52)及び第2の金属層(52)に施工された第3の金属層(54)を含む、請求項1記載の部品(10)。
- 第1の金属層(50)がニッケル−アルミニウム、チタン−アルミニウム、ニッケル−クロム炭化物、コバルト−クロム炭化物、これらの合金及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項9記載の部品(10)。
- 第1の金属層(50)が10%未満の破断時引張伸び率を有する脆性材料からなり、1以上の異種金属層(14)に機械的応力を加えたとき第1の金属層(50)が破壊されるように構成されている、請求項9記載の部品(10)。
- 第1の金属層(50)が約0体積%〜約50体積%の気孔率を有し、1以上の異種金属層(14)に機械的応力を加えたとき第1の金属層(50)が破壊されるように構成されている、請求項9記載の部品(10)。
- 第1の金属層(50)がレーザークラッディング、熱溶射、化学蒸着(CVD)、メッキ、粉末融解、レーザー焼結、亜鉛メッキ、直接描画、溶接、冷間溶射及びこれらの組合せを用いて施工される、請求項9記載の部品(10)。
- 第1の金属層(50)の一部分(26)、第2の金属層(52)及び第3の金属層(54)が複数のタブ部材(20)を形成する、請求項9記載の部品(10)。
- 第3の金属層(54)の一部分(26)が第2の金属層(52)から除去されてあるパターンを形成する、請求項9記載の部品(10)。
- 複数のタブ部材(20)が形成されている部品(10)であって、複数のタブ部材(20)が部品(10)に施工された1以上の異種金属層(14)を含み、複数のタブ部材(20)が温度変化に応じて部品(10)の表面(12)から離れて延びる(32)か又は部品(10)の表面(12)に向かって後退する(34)ように構成されており、部品(10)が第1の熱膨張率(α1)を有し、1以上の異種金属層(14)が第2の熱膨張率(α2)を有しており、第1の熱膨張率(α1)と第2の熱膨張率(α2)の差が約5%以上異なる、前記部品(10)。
- 1以上の異種金属層(14)が第1の金属層(50)、第2の金属層(52)及び第3の金属層(54)を含む、請求項16記載の部品(10)。
- 複数のタブ部材(20)が、1以上の異種金属層(14)に機械的応力を加えて複数のタブ部材(20)を形成することによって形成され、複数のタブ部材(20)が第1の金属層(50)の一部分(26)、第2の金属層(52)及び第3の金属層(54)を含む、請求項17記載の部品(10)。
- 第3の金属層(54)の一部分(26)が第2の金属層(52)から除去される、請求項17記載の部品(10)。
- 複数のタブ部材(20)がレーザー彫刻法を用いることによって形成され、複数のタブ部材(20)が部品(10)の一部分(28)及び1以上の異種金属層(14)を含む、請求項16記載の部品(10)。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/436,420 US9169567B2 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Components having tab members |
US13/436,420 | 2012-03-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013226823A true JP2013226823A (ja) | 2013-11-07 |
Family
ID=48013734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013065333A Pending JP2013226823A (ja) | 2012-03-30 | 2013-03-27 | タブ部材を有する部品 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9169567B2 (ja) |
EP (1) | EP2644748A3 (ja) |
JP (1) | JP2013226823A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016194106A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 日本発條株式会社 | 成形加工用マグネシウム系部材 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130255796A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | General Electric Company | Flow-control device, component having a flow-control device, and method of producing a flow-control device |
DE102013210876B4 (de) * | 2013-06-11 | 2015-02-26 | MTU Aero Engines AG | Verbundbauteil zur thermischen Spaltsteuerung in einer Strömungsmaschine sowie dieses enthaltende Strömungsmaschine |
DE102016204213A1 (de) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | MTU Aero Engines AG | Dichtungsanordnung für Turbine |
CA3101652A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | Universitat De Lleida | Deformable fin heat exchanger |
CN108843411B (zh) * | 2018-06-29 | 2021-07-27 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种抗氧化的汽轮机高温部件 |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4109031A (en) | 1976-12-27 | 1978-08-22 | United Technologies Corporation | Stress relief of metal-ceramic gas turbine seals |
US4787942A (en) | 1987-01-27 | 1988-11-29 | Wray Daniel X | Method for preparing reactive metal surface |
JPH02190474A (ja) | 1989-01-11 | 1990-07-26 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 金属化のための基板の処理方法 |
US5139389A (en) | 1990-09-14 | 1992-08-18 | United Technologies Corporation | Expandable blade root sealant |
DE4204650C1 (ja) | 1992-02-15 | 1993-07-08 | Hoffmeister, Helmut, Dr., 4400 Muenster, De | |
US5540788A (en) | 1995-02-24 | 1996-07-30 | Mdechem, Inc. | Method of preparing iron-phosphate conversion surfaces |
US5509669A (en) | 1995-06-19 | 1996-04-23 | General Electric Company | Gas-path leakage seal for a gas turbine |
JPH10252412A (ja) | 1997-03-12 | 1998-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンシール装置 |
CA2348396A1 (en) | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Reformer having a dynamically adaptable reaction surface,and an associated operating method |
US6183267B1 (en) * | 1999-03-11 | 2001-02-06 | Murray Hill Devices | Ultra-miniature electrical contacts and method of manufacture |
US7137830B2 (en) * | 2002-03-18 | 2006-11-21 | Nanonexus, Inc. | Miniaturized contact spring |
DE10121019A1 (de) | 2001-04-28 | 2002-10-31 | Alstom Switzerland Ltd | Gasturbinendichtung |
US7080513B2 (en) | 2001-08-04 | 2006-07-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Seal element for sealing a gap and combustion turbine having a seal element |
JP4556160B2 (ja) | 2001-11-17 | 2010-10-06 | インステク インコーポレイテッド | レーザークラッディングとレーザー金属加工技術において、映像撮影とイメージプロセッシングを用いて、クラッディング層高さをリアルタイムでモニタし、かつ制御する方法及びそのシステム |
US6918598B2 (en) | 2002-04-02 | 2005-07-19 | Honeywell International, Inc. | Hot air seal |
EP1363164B1 (en) | 2002-05-16 | 2015-04-29 | NaWoTec GmbH | Procedure for etching of materials at the surface with focussed electron beam induced chemical reactions at said surface |
DK1551590T3 (da) | 2002-09-30 | 2011-02-07 | Welding Inst | Fremgangsmåde til modificering af arbejdsemne |
ATE497250T1 (de) | 2002-10-16 | 2011-02-15 | Zeiss Carl Sms Gmbh | Verfahren für durch einen fokussierten elektronenstrahl induziertes ätzen |
US7195036B2 (en) | 2002-11-04 | 2007-03-27 | The Regents Of The University Of Michigan | Thermal micro-valves for micro-integrated devices |
US6995334B1 (en) | 2003-08-25 | 2006-02-07 | Southern Methodist University | System and method for controlling the size of the molten pool in laser-based additive manufacturing |
US20060020415A1 (en) | 2004-07-23 | 2006-01-26 | Hardwicke Canan U | Sensor and method for making same |
ATE432915T1 (de) | 2006-03-28 | 2009-06-15 | Comadur Sa | Verfahren zum dekorieren eines keramikteils |
US7870738B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-01-18 | Siemens Energy, Inc. | Gas turbine: seal between adjacent can annular combustors |
US7828513B2 (en) | 2006-10-05 | 2010-11-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Air seal arrangement for a gas turbine engine |
US7771159B2 (en) | 2006-10-16 | 2010-08-10 | General Electric Company | High temperature seals and high temperature sealing systems |
EP2122719B1 (en) | 2006-11-14 | 2015-11-11 | Richard Clarke | Micro gap flow through electrochemical devices with self adjusting reactive surfaces |
EP1936468A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Bi-metallic elements for adjusting a cooling channel |
US20080241547A1 (en) | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Nalla Ravi K | Methods of laser surface modification of ceramic packages for underfill spread control and structures formed thereby |
US20090321044A1 (en) * | 2008-06-30 | 2009-12-31 | Alcatel-Lucent Technologies Inc. | Active heat sink designs |
US8162598B2 (en) | 2008-09-25 | 2012-04-24 | Siemens Energy, Inc. | Gas turbine sealing apparatus |
US7926283B2 (en) | 2009-02-26 | 2011-04-19 | General Electric Company | Gas turbine combustion system cooling arrangement |
US20110100020A1 (en) | 2009-10-30 | 2011-05-05 | General Electric Company | Apparatus and method for turbine engine cooling |
-
2012
- 2012-03-30 US US13/436,420 patent/US9169567B2/en active Active
-
2013
- 2013-03-15 EP EP13159387.3A patent/EP2644748A3/en not_active Withdrawn
- 2013-03-27 JP JP2013065333A patent/JP2013226823A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016194106A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 日本発條株式会社 | 成形加工用マグネシウム系部材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9169567B2 (en) | 2015-10-27 |
EP2644748A3 (en) | 2016-03-23 |
US20130260169A1 (en) | 2013-10-03 |
EP2644748A2 (en) | 2013-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013226823A (ja) | タブ部材を有する部品 | |
US9671030B2 (en) | Metallic seal assembly, turbine component, and method of regulating airflow in turbo-machinery | |
US9587632B2 (en) | Thermally-controlled component and thermal control process | |
JP5523719B2 (ja) | 高温形状記憶合金アクチュエータ | |
US7988412B2 (en) | Structures for damping of turbine components | |
US6773817B1 (en) | Antiabrasion coating | |
JP2008163449A (ja) | 耐浸食性コーティング及び製法 | |
JP5178023B2 (ja) | 亀裂に対する向上した耐性を有する部品およびそのコーティング方法 | |
EP2789713B1 (en) | Erosion resistant coating systems and processes therefor | |
KR102070769B1 (ko) | 터빈 컴포넌트에 보호층을 제공하기 위한 방법 | |
WO2011111491A1 (ja) | 蒸気タービン部材 | |
US20130255931A1 (en) | Heat transfer component and het transfer process | |
WO2013002973A2 (en) | Method for applying a low residual stress damping coating | |
JP2012521526A (ja) | 疲労腐食割れの生じた金属管の被覆 | |
KR20180026532A (ko) | 가스 터빈의 압축기 부품에 대한 외형 윤곽을 따른 보호 코팅 | |
JP6847059B2 (ja) | 保護構造を有するターボ機械のブレード、ターボ機械、および保護構造を形成する方法 | |
US20160130704A1 (en) | OXIDATION-RESISTANT LAYER FOR TiAl MATERIALS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
JP2013174013A (ja) | 被覆物品及び物品を被覆する方法 | |
KR20080025013A (ko) | 미가공 물질로부터 변형 내성 코팅을 제조하는 방법 | |
EP2905426A1 (en) | Component with an abradable coating and a method for coating the abradable coating | |
JP2008275035A (ja) | 蒸気タービン用蒸気弁 | |
Cizek et al. | Potential of New‐Generation Electron Beam Technology in Interface Modification of Cold and HVOF Sprayed MCrAlY Bond Coats | |
JP2015048496A (ja) | 耐浸炭用タービン部材及びその製造方法 | |
US20070231595A1 (en) | Coatings for molybdenum-based substrates | |
RU188490U1 (ru) | Шарошка бурильного долота |