專利名稱：定向結(jié)晶件的焊補(bǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用定向結(jié)晶(directional soliolification)產(chǎn)生的定向晶粒組織的零件的焊補(bǔ)，更具體言，其涉及定向結(jié)晶鎳基高溫合金(superalloy)的焊補(bǔ)。
用定向結(jié)晶獲得的該零件的工作中位置應(yīng)使該主力學(xué)載荷施加在和凝固時(shí)的該熱流方向平行的方向上。和該熱流方向平行的該晶粒組織取向使材料在此方向上具有最高的強(qiáng)度。此外，和該熱流方向平行的該晶界取向減少晶界蠕變發(fā)生率。定向結(jié)晶用于制造在飛機(jī)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中最熱部分內(nèi)使用的鎳基高溫合金鑄件。
當(dāng)該零件定向結(jié)晶時(shí)，可能產(chǎn)生鑄造缺陷，該缺陷的型式有為所有鑄造過(guò)程共有的，也有為定向結(jié)晶所特有的。這些缺陷通常表現(xiàn)為裂紋——特別是和凝固方向平行地伸展的晶間裂紋。還可能產(chǎn)生既在凝固時(shí)，也在工作時(shí)產(chǎn)生的其他型式缺陷。
該定向結(jié)晶件的生產(chǎn)成本較高，因此人們希望修復(fù)在鑄造或工作時(shí)產(chǎn)生的該缺陷，如果此種修復(fù)可行的話。在一種方法中，該缺陷可通過(guò)用填充金屬填充該缺陷，然后凝固的焊接工藝修理，或者通過(guò)其他填充作業(yè)修理。此種技術(shù)對(duì)于等軸零件(equiaxed article)已為人熟知。但當(dāng)用于定向結(jié)晶件時(shí)，其結(jié)果為一種不充分的修復(fù)，因?yàn)樵摲N修復(fù)具有不均勻的顯微組織，并且其力學(xué)性能低得不能接受，該修復(fù)件可能表現(xiàn)出較該無(wú)缺陷零件為低的韌性。
有必要發(fā)展一種修理定向結(jié)晶金屬零件的改進(jìn)方法。本發(fā)明填補(bǔ)了此一需要，另外還具有相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明簡(jiǎn)介本發(fā)明提出一種修理定向結(jié)晶件的方法。此方法產(chǎn)生化學(xué)上均勻的組織，而且產(chǎn)生和該零件其余部分相同取向的晶粒組織。其結(jié)果便是修復(fù)件的性能等于或相當(dāng)接近于該零件的無(wú)缺陷部分。因此該修復(fù)件可以用于工作，其性能和無(wú)缺陷零件相比無(wú)重大降低。
修理定向結(jié)晶件的一種方法包含提供一個(gè)定向結(jié)晶件的步驟，該定向結(jié)晶件包含一種基體材料，該基體材料具有一個(gè)固相線溫度和一個(gè)修理區(qū)，且?guī)в芯Я；旧虾湍谭较蚱叫械厣扉L(zhǎng)的晶粒組織。該修理區(qū)還包括一個(gè)和該凝固方向平行地伸長(zhǎng)的缺陷。將該零件在含有防止該基體材料氧化的保護(hù)氣體的室內(nèi)加熱到大約為該基體材料固相線溫度60～98％——最好約為60～80％——的修理溫度。在將該零件保持在修理溫度上的同時(shí)，用填充金屬填充該缺陷。該填充步驟包括提供其成份和該定向結(jié)晶件的該基體材料基本上相同的填充金屬源以及在和該凝固方向平行的方向上將該填充金屬源相對(duì)于該零件移動(dòng)的同時(shí)，將該填充金屬逐步熔入該缺陷，從而使該填充金屬在該缺陷內(nèi)凝固。選擇性地亦可在該凝固方向的約45°角度內(nèi)從該零件中人工地析出熱。
該零件最好用鎳基高溫合金制造。該零件的缺陷典型地是一條和該凝固方向平行地伸展的裂紋，而且更典型地是一條晶間裂紋。本發(fā)明亦能用于修復(fù)其他型式的缺陷。在加熱前，最好將該缺陷內(nèi)存在的任何異物除去。除去異物通?？磕サ魢@該缺陷的基體材料，從而造成一個(gè)準(zhǔn)備用該填充金屬填充的孔穴，再化學(xué)清理包括該缺陷在內(nèi)的該修理區(qū)。
本方法造成一個(gè)修理區(qū)，在該修理區(qū)內(nèi)，原始的缺陷用和該零件的基體金屬相同的材料填充。在填充該缺陷時(shí)，將該零件加熱至高溫，以便減小該填充金屬和該基體金屬之間不相容性的發(fā)生概率，從而也減小由于該基體金屬在中間溫度區(qū)內(nèi)韌性低而造成的該基體金屬失效的可能性。
原來(lái)含有該缺陷的修理區(qū)的該晶粒組織和該零件的其余部分組織相同。該修復(fù)區(qū)的晶粒組織具有取向和原始熱流方向平行的該基體金屬成份的晶粒，而晶界亦和該熱流方向平行。晶粒尺寸可能有異，但是該修復(fù)區(qū)的該定向晶粒組織對(duì)性能不造成危害，不像該修復(fù)區(qū)內(nèi)的該晶粒組織是等軸的或者具有和該熱流方向垂直的晶界情況下所見(jiàn)到的那種情況。
因此本方法可以在零件性能降低很少——如果有的話——情況下修復(fù)鑄態(tài)的或者工作中使用的定向結(jié)晶件中的缺陷。本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從下文結(jié)合附圖的優(yōu)先實(shí)施例的更詳細(xì)說(shuō)明中了解到。該附圖通過(guò)例子說(shuō)明本發(fā)明的原理。但是發(fā)明的范圍并不限于此優(yōu)先實(shí)施例。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明

圖1為實(shí)施本發(fā)明優(yōu)先方法的方塊流程圖。提供一個(gè)定向結(jié)晶件，編號(hào)20。圖2表示這樣一個(gè)定向結(jié)晶件40，在此情況下，它是一個(gè)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片。該渦輪葉片40包含一個(gè)翼面42。當(dāng)該渦輪葉片在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)工作時(shí)，該熾熱的廢氣流正沖向該葉身42。該渦輪葉片40用一燕尾44安裝在一個(gè)渦輪盤(pán)(未表示)上，該燕尾從該葉身42起向下伸展并和該渦輪盤(pán)上的槽嵌合。緣板46從該葉身42和該燕尾44連接的區(qū)域起向外縱向伸展。有一些內(nèi)通道可能通過(guò)葉身42的內(nèi)部伸展，以該葉身42的該表面上的孔48為其終點(diǎn)。該零件40的全部或一部可以用保護(hù)涂層覆蓋。本發(fā)明適用于渦輪葉片，此為優(yōu)先的用途，但對(duì)其他的定向結(jié)晶件也適用。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)使用的其他零件的例子包括渦輪風(fēng)扇葉片、混合器噴嘴、內(nèi)和外過(guò)渡函道襯板和過(guò)渡函道撐條。圖7表示一個(gè)典型的內(nèi)或外襯板。
該渦輪葉片20用金屬合金材料制成。該材料最好是——但并不一定是鎳基高溫合金。此種優(yōu)先合金是鎳基的，即意味著該合金中鎳的重量百分比大于任何其他元素，該優(yōu)先鎳基合金是一種高溫合金，由于γ′[主要為Ni3(Al，Ti)]微粒在γ基體中沉淀而強(qiáng)化。該合金有一固相線溫度。當(dāng)將具有該合金成份的固體材料加熱到該溫度時(shí)，首先出現(xiàn)液體相。本發(fā)明對(duì)其他合金也適用。
本方法適用的優(yōu)先鎳基高溫合金例子包括Rene 80H，該合金的名義重量百分比成份是約9.5％鈷，約14％鉻，約4％鉬，約4％鎢，約3％鋁，約5％鈦，約0.75％鉿，約0.2％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene108，該合金的名義重量百分比成份是約9.4％鈷，約8.2％鉻，約0.5％鉬，約9.5％鎢，約3.2％鉭，約5.6％鋁，約0.7％鈦，約1.5％鉿，約0.1％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene150，該合金的名義重量百分比成份為約12％鈷，約5％鉻，約1％鉬，約5％鎢，約2.2％釩，約6％鉭，約5.5％鋁，約3％鐵，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene142，該合金的名義重量百分比成份為約12％鈷，約6.8％鉻，約1.5％鉬，約4.9％鎢，約6.4％鉭，約6.2％鋁，約2.8％鐵，約1.5％鉿，約0.1％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Mar-M247，該合金的名義重量百分比成份為約10.3％鈷，約8.4％鉻，約0.75％鉬，約9.9％鎢，約3.1％鉭，約5.5％鋁，約1％鈦，約1.5％鉿，約0.2％碳，其余為鎳和雜質(zhì)。本發(fā)明亦適用于其他合金。
該零件40最初用定向結(jié)晶制造。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)為人熟知的該定向結(jié)晶過(guò)程的結(jié)果是多個(gè)晶界50，該晶界縱向伸展穿過(guò)零件40，將晶粒52隔開(kāi)。該晶粒52按優(yōu)先結(jié)晶方向取向，例如大多數(shù)鎳基高溫合金情況下為和該凝固方向54平行的
。該晶界50也和該凝固方向54平行。這些晶界50在該零件40的表面上可以見(jiàn)到，并穿入內(nèi)部。該晶粒52和該晶界50的該結(jié)晶方向并非一定嚴(yán)格和該凝固方向54平行，而典型地是在該凝固方向的大約15°角度內(nèi)。該零件40亦可包括一些不和該凝固方向54平行的晶粒和晶界，特別在例如緣板46的不規(guī)則區(qū)域內(nèi)。
該零件40有一修理區(qū)56，在該區(qū)內(nèi)該晶粒52按上述方式基本上和該凝固方向54平行地伸長(zhǎng)。該修理區(qū)56包含一個(gè)缺陷58。本文將予詳細(xì)討論的缺陷58的最普通型式是從該表面起向內(nèi)伸展并和凝固方向54平行地伸長(zhǎng)的裂紋。該缺陷58典型地是晶間的，亦即在兩個(gè)毗鄰晶粒52之間的該晶界50上。此種晶間裂紋可能在該零件40鑄造時(shí)的該定向結(jié)晶鑄造過(guò)程中形成，或在工作期間形成。本發(fā)明同樣適用于修理其他型式的缺陷。此種缺陷的例子包括一般在鑄造時(shí)形成的如夾雜、未充滿(non-fill)區(qū)和氣孔以及更直接地伴隨定向結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生的缺陷如斑點(diǎn)(freckle)和偽晶粒成核。工作缺陷包括例如撞擊事件、腐蝕和過(guò)熱條紋。
該缺陷58典型地有不同型式的異物埋藏在該缺陷區(qū)56內(nèi)，類如沿著晶間裂紋的側(cè)邊。該異物可能包括例如氧化物和雜質(zhì)微粒等等。只要存在該異物，最好在進(jìn)行修理過(guò)程的后續(xù)步驟之前將其從該缺陷58的該區(qū)域56中清除，編號(hào)22。如果不清除，該異物可能干擾該缺陷的填充，也會(huì)使修復(fù)的缺陷脆弱。該異物清除最好通過(guò)磨掉該缺陷58側(cè)邊上的該零件40基體金屬的方法完成。典型地應(yīng)磨到寬度至少為該缺陷58原始寬度的一倍。含有該缺陷的該區(qū)域56可進(jìn)行化學(xué)清理，例如用酸除去該區(qū)域56的一層表面。該異物清除的結(jié)果常常使材料填充的體積大于原始缺陷的尺寸，但為了現(xiàn)在的目的，該體積仍稱為缺陷。
將該零件加熱到修理溫度，編號(hào)24。該后續(xù)的填充工序必須在高修理溫度下完成。該填充工序不能在室溫或在比下述規(guī)定修理溫度低的溫度下完成，否則該修理不會(huì)成功。該修理溫度為制造該零件40的合金基材料的固相線溫度的約60～98％，最好約為該固相線溫度的60～80％。如果修理溫度較低，則該后續(xù)填充工序?qū)⒉怀晒?或最終修復(fù)件無(wú)足夠的性能。修理溫度也不能較高，因?yàn)樵摿慵⒚俺跞?incipient melfing)的危險(xiǎn)。
在該后續(xù)填充工序中，含該缺陷58的該區(qū)域56的溫度可能因?yàn)樵撎畛浣饘僬谌廴朐撊毕?8而局部地較高。上文規(guī)定的“修理溫度”指的是該零件40靠近該缺陷58的該塊基體材料由零件整體加熱造成的該溫度，并非該缺陷58內(nèi)的溫度。
該零件40一般在焊接室內(nèi)用任何實(shí)用的方法加熱。該焊接室用阻止該零件40在該填充過(guò)程中氧化的保護(hù)氣體包圍該零件。優(yōu)先的保護(hù)氣體最好是氬氣，其壓力稍高于一個(gè)大氣壓，以阻止其滲入該室內(nèi)。該保護(hù)氣體允許少量氧化，但該氧化量和無(wú)該保護(hù)氣體時(shí)將會(huì)產(chǎn)生的量相比將大大減少。該焊接室最好為一手套式操作箱(glovebox)，工作時(shí)，惰性氣體有輕微正壓(典型地比大氣壓高約1～2lb/in2)。該惰性氣體經(jīng)過(guò)馬上介紹的那樣處理，以達(dá)到高純度。該手套式操作箱的內(nèi)部在開(kāi)始焊接前應(yīng)予熱，以便除去氧氣、濕氣和其他殘余氣體。
在高純度惰性氣體中進(jìn)行焊接的優(yōu)先情況下，應(yīng)注意使該惰性氣體的氧含量保持在1/1000000(ppm)以下，這是因?yàn)闅堄嘌跏乖撴嚮邷睾辖饍?nèi)的合金元素劇烈氧化，從而降低該焊接質(zhì)量的原故。出于同樣理由，惰性氣體內(nèi)濕氣含量應(yīng)保持極低，使該惰性氣體的露點(diǎn)低于約-80°F。使該氧氣和濕氣含量保持在如此低水平的方法是在該惰性氣體進(jìn)入該焊接室前，先使其通過(guò)在1600°F下工作的鎳鏈氣體凈化器(nickel-frain gas purifier)和連續(xù)監(jiān)控該惰性氣體的該氧含量。
在該零件40大體保持在該修理溫度時(shí)，用填充金屬填充(經(jīng)過(guò)該異物清除改進(jìn)的)該缺陷58，編號(hào)26。在該填充過(guò)程中，提供一個(gè)填充金屬源，編號(hào)28。該填充金屬的成份基本上和制成該零件40的金屬基材料的成份相同。但是輕微的成份變化是可以接受的。該填充過(guò)程目的是用成份和該金屬基材料大致相同的金屬填充該缺陷，同時(shí)也要獲得定向晶粒組織。該填充金屬可以是任何的實(shí)用形狀。優(yōu)先的形狀包括焊條和粉。
圖3和4較詳細(xì)地表示該修理區(qū)56。圖3中，該原始缺陷用號(hào)碼58′表示。清除異物(步驟編號(hào)22)后的該缺陷用號(hào)碼58表示。在和該凝固方向平行的方向上，使該填充金屬源59相對(duì)于該零件40移動(dòng)的同時(shí)，將該填充金屬源59逐步熔入該缺陷58內(nèi)。如圖3所示，該填充金屬源在該缺陷58的第一端60處開(kāi)始，逐漸地和該凝固方向54平行地運(yùn)動(dòng)到第二端62。此種相對(duì)運(yùn)動(dòng)可以在該零件40靜止，該源59運(yùn)動(dòng)；該源59靜止，該零件40運(yùn)動(dòng)；或這些運(yùn)動(dòng)的任何組合情況下完成。
該填充金屬源59用任何合適的加熱技術(shù)熔化，編號(hào)30。在所示焊條源的情況下，該源59可被該源59和該零件40之間的電弧沖擊(electric arc strik)熔化；被在電極和該零件間形成電弧同時(shí)將該填充金屬喂入該電弧中熔化；被激光熔化；被單獨(dú)熱源或被任何其他實(shí)用熱源熔化。在粉源59情況下，加熱可通過(guò)等離子噴鍍或其他任何實(shí)用熱源完成。
該熔化的填充金屬形成一個(gè)填充該缺陷58體積的熔池。與此同時(shí)，熱在一個(gè)熱流方向64或多個(gè)熱流方向上從零件40中析出，編號(hào)32。該熱流方向64希望和該凝固方向54平行，并且和該源59相對(duì)于該零件40的該相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反，此即如果該源59從第一端60向第二端62運(yùn)動(dòng)，則熱流方向應(yīng)為從第一端60背離第二端的方向。該熱流方向64雖然最好平行于該凝固方向54，但也可以以多達(dá)45°的角度偏離該凝固方向54。但是，該熱流方向64偏離該凝固方向54愈大，則該修復(fù)缺陷的最終組織愈不理想。該熱析出使該填充金屬逐步凝固成為從第一端60到第二端62的該缺陷58體積內(nèi)填充金屬65的沉淀物。該熱流方向64上的定向熱析出是由該填充金屬源59的該相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)果自然地產(chǎn)生的。也可以選擇性地利用冷卻劑人工地幫助和加速該熱析出。該冷卻劑可為例如射到該零件40表面上的冷卻氣體或其安放位置能加速沿該熱流方向64析出熱的冷鐵(chillblock)。
圖3和4表示比控制的焊修過(guò)程形成的該晶粒組織。該填充金屬具有一種定向晶粒組織，其包含該修復(fù)缺陷內(nèi)從第一端60向第二端62伸展的晶粒66。該晶粒66的優(yōu)先取向?yàn)槠叫杏诨驇缀跗叫杏谠撃谭较?4，因而平行于該零件40基體金屬晶粒52內(nèi)的優(yōu)先取向。該修復(fù)缺陷58內(nèi)的晶粒66的該晶界68平行于或幾乎平行于該凝固方向54，因而平行于該基體金屬的該晶界50。
因?yàn)樘畛湓撊毕?8的該填充金屬的成份基本上和該零件40的該金屬基材料相同，此修復(fù)組織的成份基本上是均勻的。包括該基體零件40的該晶粒52和該修復(fù)區(qū)56的該晶粒66在內(nèi)的該晶粒的取向大體上具有和該凝固方向54平行的優(yōu)先方向。包括該基體材料的該晶界50和該修復(fù)區(qū)56的晶界68在內(nèi)的該晶界大體上和該凝固方向54平行。此種成份均勻性和取向一致性的結(jié)果是該修復(fù)件具有和無(wú)缺陷或無(wú)修復(fù)區(qū)的零件相同或很接近的性能。
在該填充步驟26后，該零件40可選擇性地進(jìn)行熱處理，編號(hào)34。在進(jìn)行熱處理時(shí)，一般選用的熱處理是為該最終零件中要求的性能提供最佳的組織。因此，該選用的熱處理應(yīng)和被修復(fù)的該特定合金結(jié)合，例如按照該合金特定的過(guò)程，該零件可以進(jìn)行固溶處理加時(shí)效和/或消除應(yīng)力。
此種組織優(yōu)于該填充金屬成份基本上和該基體金屬不同以及不控制該熱流方向使熱流主要大體上沿著該凝固方向54情況下得到的組織。在圖5和6中，該熱流方向70和該凝固方向54垂直，該修復(fù)缺陷內(nèi)的該晶粒一般和該凝固方向54垂直。其結(jié)果是，如果該填充金屬的成份和該基體金屬不同，則在強(qiáng)度、腐蝕和其他性能上存在不均勻性。因?yàn)樵摕崃鞣较蚝驮撃谭较虼怪?，該修?fù)缺陷內(nèi)的該晶粒的取向使該晶界垂直于該凝固方向54，因而垂直于該零件工作時(shí)的主載荷軸線。此種取向可以導(dǎo)致過(guò)早失效。在該修復(fù)缺陷內(nèi)的等軸晶粒組織同樣存在此問(wèn)題。
雖然為了舉例說(shuō)明的目的對(duì)一個(gè)特殊的本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，但仍然可以進(jìn)行各種改進(jìn)和提高，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，因此本發(fā)明只受所附權(quán)利要求書(shū)的限制。
權(quán)利要求
1.一種定向結(jié)晶件(40)的修理方法，其包含下述步驟提供一個(gè)定向結(jié)晶件(40)，其包括一種具有固相線溫度和具有修理區(qū)(56)的基體材料，并且?guī)в幸环N晶?；旧虾湍谭较?54)平行地伸長(zhǎng)的晶粒組織，該修理區(qū)(56)包括一個(gè)和凝固方向(54)平行地延伸的缺陷(58)；將該零件(40)在防止該基體材料氧化的保護(hù)氣氛中加熱到約為該基體材料固相線溫度60～98％的修理溫度；在將該零件(40)保持在該修理溫度的同時(shí)，用一種填充金屬填充缺陷(58)，該填充步驟包括提供一種填充金屬源，其成份基本上和該定向結(jié)晶件(40)的基體材料相同；在和該凝固方向平行的方向上，使填充金屬源相對(duì)于該零件(40)移動(dòng)的同時(shí)，將該填充金屬逐步熔入該缺陷(58)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提供步驟包括提供一種鎳基高溫合金的步驟。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提供步驟包括提供一種鎳基高溫合金的步驟，該具有重量百分比成份的合金從包括下述合金的組中選擇Rene 80H，其名義重量百分比成份是約9.5％鈷，約14％鉻，約4％鉬，約4％鎢，約3％鋁，約5％鈦，約0.75％鉿，約0.2％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene 108，其名義重量百分比成份是約9.4％鈷，約8.2％鉻，約0.5％鉬，約9.5％鎢，約3.2％鉭，約5.6％鋁，約0.7％鈦，約1.5％鉿，約0.1％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene150，其名義重量百分比成份是約12％鈷，約5％鉻，約1％鉬，約5％鎢，約2.2％釩，約6％鉭，約5.5％鋁，約3％鐵，其余為鎳和雜質(zhì)；Rene142，其名義重量百分比成份為約12％鈷，約6.8％鉻，約1.5％鉬，約4.9％鎢，約6.4％鉭，約6.2％鋁，約2.8％鐵，約1.5％鉿，約0.1％碳，約0.015％硼，其余為鎳和雜質(zhì)；Mar-M247，其名義重量百分比成份為約10.3％鈷，約8.4％鉻，約0.75％鉬，約9.9％鎢，約3.1％鉭，約5.5％鋁，約1％鈦，約1.5％鉿，約0.2％碳，其余為鎳和雜質(zhì)。
4.按照權(quán)利要求1-3所述的方法，其特征在于該缺陷(58)為一和該凝固方向(54)平行地伸展的裂紋。
5.按照權(quán)利要求1-4所述的方法，其特征在于包括一個(gè)額外的加熱前清除該缺陷(58)內(nèi)存在的異物的步驟。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于清除步驟包含通過(guò)磨掉該缺陷(58)周?chē)牧蠌脑撊毕輩^(qū)(58)內(nèi)清除異物的步驟。
7.按照權(quán)利要求1-6所述的方法，其特征在于包含一個(gè)額外的在該填充步驟后對(duì)該帶有被修復(fù)缺陷(58)的零件(40)進(jìn)行熱處理的步驟。
8.按照權(quán)利要求1-7所述的方法，其特征在于包含一個(gè)額外的和該熔化步驟同時(shí)完成的下述步驟在熱流方向(64)上從該零件(40)人工地析熱，該熱流方向在該凝固方向的約45°角度內(nèi)，從而使該填充金屬在該缺陷(58)內(nèi)凝固。
9.一個(gè)定向結(jié)晶件(40)，其包括一個(gè)包含一種基體材料的零件(40)，該基體材料具有一個(gè)固相線溫度和具有一個(gè)包含一個(gè)缺陷(58)的修理區(qū)(56)，該缺陷和凝固方向(54)平行地伸長(zhǎng)，該零件(40)具有一種晶粒(52)基本上和該凝固方向(54)平行地伸長(zhǎng)的晶粒組織。一種缺陷(58)內(nèi)的填充材料，該填充材料的成份基本上和該零件(40)的基體材料相同，并且具有帶晶界(50)的晶粒組織，該晶界(50)基本上和該凝固方向(54)平行地伸長(zhǎng)。
10.按照權(quán)利要求9所述的零件(40)，其特征在于該基體材料為一種鎳基高溫合金。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的零件(40)，其特征在于該缺陷(58)是一條和該凝固方向(54)平行的伸展的裂紋。
全文摘要
一個(gè)定向結(jié)晶鎳基高溫合金零件(40),其內(nèi)部有一和該凝固方向(54)平行地伸展的缺陷(58),該零件(40)通過(guò)下述過(guò)程修理:清除該缺陷(58)內(nèi)存在的任何異物;然后在含有一種防止該基體材料氧化的保護(hù)氣體的室內(nèi)將該零件(40)加熱到大約為該基體材料固相線溫度60～98%的修理溫度;在使該零件(40)保持在該修理溫度的同時(shí),用一種填充金屬填充該缺陷(58),該填充通過(guò)下述過(guò)程完成:提供一個(gè)其成份基本上和該定向結(jié)晶件(40)的該基體材料相同的填充材料源;然后在和該凝固方向(54)平行的方向上,使該填充材料源相對(duì)于該零件(40)移動(dòng)的同時(shí),將該填充金屬逐步熔入該缺陷(58)內(nèi);選擇性地可以在該填充金屬在該缺陷(58)內(nèi)凝固時(shí),在該凝固方向(54)的大約45°角度內(nèi)的該熱流方向上進(jìn)行額外的人工熱析出;此后,可以將該零件(40)進(jìn)行熱處理。
文檔編號(hào)C22F1/00GK1339996SQ00803632
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2000年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月10日
發(fā)明者R·W·斯馬舍伊, J·H·斯奈德, B·L·博尼 申請(qǐng)人:通用電氣公司