[发明专利]使用复合梢部硼基预烧结预制件对涡轮机部件的梢部修复

说明书

本发明涉及一种用于修复涡轮机叶片(10)的具有结构缺陷的梢部部分(22)的方法。该方法包括在梢部部分(22)中将具有结构缺陷的损坏部分去除和提供预烧结的预制件(60)，该预烧结的预制件(60)包括具有第一组合物的第一部分(62)和具有第二组合物的第二部分(64)。预烧结的预制件(60)构造成与涡轮机叶片(10)的剩余部分的上表面配合。预烧结的预制件(60)包括超级合金材料和钎焊材料并且经受钎焊过程以使钎焊材料熔化并且填充在结构缺陷中。第一部分(62)可以是叶片搁板并且第二部分(64)可以是凹槽状部分。

技术领域

本公开总体上涉及冶金领域，并且更具体地涉及用于修复金属基底中的结构缺陷的过程，并且甚至更具体地涉及使用复合硼基预烧结的预制件对涡轮机部件进行的梢部修复。

背景技术

燃气涡轮机在本领域中是众所周知的。提高燃气涡轮机循环的热效率是燃气涡轮机领域内的一项持续探索。实现这一目标的一种方式是通过开发越来越耐高温的材料或者能够在高温下随着时间推移而保持其结构完整性的材料。为此，燃气涡轮发动机的热气体通道部件通常由超级合金材料形成。术语“超级合金”在本文中如其在本领域中常用的那样使用，是指在例如大于1000℃的高温下表现出优异的机械强度和抗蠕变性的高度耐腐蚀和抗氧化的合金。

涡轮发动机的热气体路径中的超级合金部件不管其强度如何由于长期暴露于显著的热应力和机械应力而易受到损坏(缺陷)。众所周知，超级合金材料是最难修复的材料之一。然而，许多超级合金的焊接是困难的，因为这些材料倾向于出现焊接凝固裂纹和应变时效裂纹。因此，在保持部件结构完整性的同时消除焊接的用于超级合金材料的修复过程是所期望的。

发明内容

简要地描述，本公开的各方面涉及一种用于修复涡轮机部件的具有结构缺陷的梢部部分的方法以及一种与涡轮机部件的梢部对应的预烧结的预制件(PSP)。

公开的实施方式旨在一种用于修复涡轮机部件的具有结构缺陷的梢部部分的方法。该方法包括对在其梢部部分具有结构缺陷的涡轮机部件进行磨削，并且然后通过对梢部部分进行机加工或切割将损坏部分去除。提供一种构造成与涡轮机部件的剩余部分的上表面配合的预烧结的预制件(PSP)并且然后将预烧结的预制件(PSP)施加至该上表面。预烧结的预制件可以包括超级合金材料和钎焊材料。组合的PSP和涡轮机部件可以经受下述钎焊(硬钎焊)过程：在该钎焊过程中，钎焊材料熔化并且填充在结构缺陷中。PSP包括具有第一组合物的第一部分和具有第二组合物的第二部分。该方法允许硼在钎焊材料中的使用以降低实行钎焊处的温度。

另一公开的实施方式旨在一种与涡轮机部件的梢部对应的预烧结的预制件(PSP)。PSP包括构造成与涡轮机部件翼型件的顶部表面配合的梢部搁板部分和从梢部搁板部分径向延伸的凹槽状梢部部分。梢部搁板部分包括第一组合物并且凹槽状部分包括第二组合物。

附图说明

图1是可以结合有本发明实施方式的具有一排涡轮机叶片的燃气涡轮发动机的轴向横截面图，

图2是涡轮机部件的梢部部分的构型的局部横截面图，

图3是根据本发明的实施方式的PSP复合梢部试样的立体图，

图4是描绘钎焊热处理循环的实施方式的曲线图，以及

图5是根据实施方式的利用复合PSP试样修复的涡轮机叶片的立体图。

具体实施方式

为了便于理解本公开的实施方式、原理和特征，在下文中参照说明性实施方式中的实现方式对本公开的实施方式、原理和特征进行说明。然而，本公开的实施方式不限于在所描述的系统或方法中使用。

在下文中描述的构成各种实施方式的部件和材料意在是说明性的而非限制性的。将执行与本文中描述的材料相同的或类似的功能的许多适合的部件和材料意在被包含在本公开的实施方式的范围内。