CN104607744A - 用于超合金的钎焊合金组合物和钎焊方法 - Google Patents

用于超合金的钎焊合金组合物和钎焊方法 Download PDF

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Abstract

多组分钎焊填料合金，包含至少70 wt%的MarM509A超合金以及余量MarM509B超合金，其被扩散钎焊至CM247合金基础基材，例如燃气涡轮轮叶或叶片。可以表明通常较高的钎焊温度产生改善的结果，包括再焊这种钎焊的部件的可能性，使得再修复的钎焊部件能够继续商业应用。

Description

用于超合金的钎焊合金组合物和钎焊方法
发明背景
1. 技术领域
本发明涉及超合金部件的钎焊和修复，特别是涉及用钎焊组合物和钎焊方法钎焊用于气体涡轮中使用的超合金叶片(blade)和轮叶(vane)部件的钎焊组合物和方法，所述钎焊组合物和钎焊方法始终提供试样的良好钎焊，其一些实施方案允许在结构性能没有显著下降的情况下进行钎焊后焊接(post braze welding)。
2. 现有技术的说明
结构修复或新制造用于制造涡轮部件，例如浇铸涡轮叶片的镍和钴基超合金材料存在挑战，部分归因于该超合金材料的冶金性能。例如，当经历高温焊接时，与较低铝-钛含量的超合金，例如X-750相比，具有超过约6%的合计铝或钛含量的超合金，例如具有低碳含量的镍基超合金，例如CM247，典型地对固化开裂更加敏感。最终的涡轮叶片中使用的的超合金典型地在后浇铸热处理期间得到增强，这使得它们成为难以对其进行后续结构焊接修复的材料。目前使用的用于超合金制造或修复的焊接方法通常包括大量熔融邻接焊接准备的基材，和完全熔融添加的焊接填料材料。例如对于结构修复而言，当用相同或类似合金的填料焊接由这种材料制造的叶片时，叶片对焊接内部和邻近的固化开裂(亦称液化开裂)敏感。在已经消耗大量的时间和费用来试图修复叶片之后，后焊接固化开裂的超合金轮叶和叶片通常因为不可修复而被废弃。考虑到超合金结构修复焊接的缺陷，仅有的商业可接受的解决方案经常为废弃需要结构修复的损坏的涡轮叶片，因为过去经验已经显示了这种结构修复的有限成功。因此修复已经限于那些特殊的结构损坏的材料、部件和类型，其过去已经被证明可使用结构强度降低的更可延展的焊接填料材料，通过盖面焊接(cosmetic welding)来成功修复。通常废弃具有已知的较高后焊接固化开裂风险的需要焊接结构修复的叶片。提供可以承受钎焊后焊接，而没有显著固化开裂或其它结构、机械或其它性能下降的钎焊组合物和方法，将能够修复和重新使用此类部件，具有重要的经济效益。
金属部件，包括超合金部件的非结构修复或制造，典型地包括用结构性能较差的不匹配合金材料替代损坏的材料(或连接两个新近制造的材料部件)，其中在局部区域内不需要原始基材材料的优良结构性能。例如，可以使用这种非结构或“盖面”修复，以恢复原始型面几何结构的修复部件。对于其中叶片的局部外表面的机械性能对于整个叶片的结构完整性而言并非关键的情况，为了修复气体涡轮部件，盖面修复的一个实例为填充涡轮叶片翼面上的表面凹点、裂纹或其它空隙，以恢复其原始空气动力学型面。盖面修复或制造经常通过使用抗氧化焊接或钎焊合金来实现，所述抗氧化焊接或钎焊合金的强度低于叶片本体超合金基材，但是具有更高的延展性并使用更低的不会降低超合金基材的结构或材料性能的应用温度。
扩散钎焊已经用来连接超合金部件以进行修复或制造，其通过在待连接的毗连表面之间插入钎焊合金，以及在炉中加热那些部件(经常在真空下或在惰性气氛内与环境空气隔绝)，直到钎焊合金液化并在待连接的部件的基材内扩散。通过将钎焊合金插入缺陷中以及在炉中加热部件以液化该钎焊合金并因此填充裂纹，扩散钎焊也可以用来填充超合金部件中的表面缺陷，例如局部表面和/或非结构裂纹。在一些修复类型中，焊炬而非炉可以用作局部热源来熔融钎焊合金。钎焊修复的超合金叶片和轮叶通常重新使用。
在后续的气体涡轮检验周期中，如果部件被再次加热进行修复，被认定为在先前钎焊修复的表面中具有缺陷的叶片或轮叶存在旧的钎焊材料再熔和迁移的风险。往往出于商业成本节约原因，在先前钎焊部分中具有缺陷的叶片被废弃，而不是冒可归因于旧的钎焊材料再熔迁移的潜在修复失败的危险。
商标为Mar-M-509® (Martin Marietta Co.的注册商标，并且例如由Praxair Surface Technologies，Inc. Indianapolis，IN，以其标志CO-222，CO-333销售)的钎焊材料为高铬含量超合金钎焊材料，其通常已经用于修复CM247合金涡轮叶片和轮叶部件。具有类似工作特性的产品也由Sulzer Metco以Amdry MM509和Amdry MM509B的形式销售。但是，理想的将是使用包括CM247的钎焊材料，使得该钎焊材料和部件基材具有更加紧密匹配的材料性质。CM247的商标为MAR-M-247，其一种形式以标志NI-335-5购自Praxair Surface Technologies。
因此，本领域中需要具有更加紧密匹配CM247超合金部件，例如气体涡轮叶片和轮叶的那些的材料性质的钎焊组合物，其可以在没有从焊接区熔融迁移的情况下重焊，并且耐受焊接界面或周围区域中的固化开裂。
发明内容
本发明的一些实施方案涉及钎焊合金组合物，其包含大约60 wt%-70 wt%的CM247基础合金和余量的MarM509A/MarM509B钎焊合金。当通过扩散钎焊施加于CM247合金基材部件时，这种组合物在后续的焊接修复中重焊时不显著熔融(demelt)和迁移。即使在进行焊接后溶解周期(post weld solution cycle)之后，该钎焊材料耐受焊接界面和周围区域中的固化开裂。
在此同样说明不同的钎焊方法可以改善MarM509A/MarM509B钎焊合金混合物的性能，优于使用这些材料的现有技术钎焊中典型经历的。
因此，本发明包括主题的组合物以及适用于改善超合金部件钎焊的钎焊方法，其中按照本发明的一些实施方案，钎焊区域能够在没有显著固化开裂的情况下进行钎焊后修复，以及还包括如此钎焊和随后通过焊接修复的超合金部件。
本发明的特征可以由本领域技术人员以任何组合或子组合共同或分别应用。
附图简述
可以通过结合附图考虑以下详细说明来容易地理解本发明的教导，其中：
图1：按照本发明的一些实施方案进行的一些钎焊测试的表格列举；
图2：按照本发明的一些实施方案的典型真空清洁炉周期；
图3：用于钎焊测试的产生的典型裂纹的显微照片；
图4：用于钎焊测试的产生的典型裂纹的显微照片，钎焊测试之后通过活塞之后的调节压缩空气将浆料引入裂纹中，所述活塞推动浆料通过用来将浆料根据需要送入裂纹中的施加针。该浆料包含与钎焊合金混合的液体粘结剂；
图5：用于在此进行的一些钎焊测试的钎焊周期，表示在直至钎焊温度的升温中具有多个停止点，在钎焊温度下具有短暂停留，然后降温以及保持以便合金扩散的典型钎焊周期；
图6：对于50/50合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图7：对于60/40合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图8：对于70/30合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图9：对于50/50合金混合物MarM509A/B (蚀刻)，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图10：对于60/40合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图11：对于70/30合金混合物MarM509A/B (蚀刻)，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图12：再熔评价。钎焊炉周期完成之后的溶液热处理周期之后的显微照片，评价钎焊之后的可能正常修复方法对钎焊的影响。描述三种MarM/A/B混合物(从左到右)，70/30，60/40，50/50；
图13：按照本发明的一些实施方案进行的一些钎焊测试的表格列举；
图14：用于钎焊测试的试样中产生的裂纹的显微照片；
图15：HF清洁之前用于钎焊测试的试样中产生的裂纹的显微照片；
图16：HF清洁和钎焊之后用于钎焊测试的试样中产生的裂纹的显微照片；
图17：合金施加。用于钎焊测试的产生的典型裂纹的显微照片，钎焊测试之后通过活塞之后的调节压缩空气将浆料引入裂纹中，所述活塞推动浆料通过用来将浆料根据需要送入裂纹中的施加针。该浆料包含与钎焊合金混合的液体粘结剂；
图18：如用于在此的一些实施方案的典型钎焊周期；
图19：对于60/40合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图20：对于70/30合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图21：对于80/20合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图22：对于60/40合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图23：对于70/30合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图24：对于80/20合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后的显微照片；
图25：对于60/40合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图26：对于70/30合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图27：对于80/20合金混合物MarM509A/B，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图28：对于60/40合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图29：对于70/30合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图30：对于80/20合金混合物CM247/BRB，钎焊炉周期完成之后50x下的显微照片；
图31：钎焊炉周期完成之后的溶液热处理周期(2250华氏度)之后的远景和截面显微照片，以评价在CM247基材上用IN625填料材料钎焊CM247/BRB之后可能的正常修复方法对钎焊的影响；
图32：钎焊炉周期完成之后的溶液热处理周期(2250华氏度)之后的显微照片，以评价在CM247基材上用IN625填料材料钎焊MarM509/A/B之后可能的正常修复方法对钎焊的影响。在附图和说明书中，“MarM509”或“509”分别为MarM509A或509A的缩写；和
图33：各种钎焊材料和混合物的机械测试结果。
详细说明
描述了改进的高温修复钎焊组合物和方法，其一些实施方案获得机械和结构性能更接近基础金属的组合物。在一些实施方案中，钎焊区域随后可在不引起性能严重下降的情况下进行焊接。考虑以下详细说明之后，本领域技术人员将清楚地认识到本发明的教导可以容易地用于包含CM247合金，MarM509A，MarM509B和BRB钎焊合金的各种组合物的多组分钎焊填料合金中，所述组合物适用于扩散钎焊至镍基超合金基材，例如CM247，例如燃气涡轮叶片或轮叶中典型使用的。按照本发明的一些实施方案，基材/钎焊界面被证明经得起后续焊接修复，不会引起钎焊合金从界面区损坏熔融和/或迁移。焊接区和周围区域耐受固化开裂。合金组合物钎焊至基础基材之后，该部件可以重新使用。其后，如果需要，该部件保持可通过焊接修复，以校正在未来使用中的缺陷，而非废弃该部件，由于焊接操作的结果，焊接修复的部件固化开裂的风险下降。这样提供优于常规钎焊组合物和方法的重要的改进，在常规的钎焊组合物和方法中，钎焊后典型地使结构性能下降到如此程度，以致于该部件不再适于正常使用。
CM247
合金247为用于制造气体涡轮部件的示例性材料，因此，具体在我们的说明书中，在此描述用于修复合金247部件的特殊配制料和步骤。但是，在此描述的组合物和方法并不固有地限于合金247，而是对超合金材料科学和超合金部件修复领域中的本领域技术人员而言显而易见的可以有利地用于修复其它超合金。
以下组合物已经发现作为与合金247一起使用的钎焊填料合金是有利的，其包含大约60 wt%-70 wt%的CM247合金，余量为BRB钎焊合金。所有百分比为重量百分比，并且意图是近似的，其中关于引用值的微小偏差并不会导致性能或特性的显著变化。适用性的更精确的范围可以通过常规实验容易地确定。
CM 247具有如下典型组成(来自Huang and Koo，Mat. Transactions. 45 ，562-568 (2004)，为了所有目的经引用将其全部内容并入本文)：
Ni(XNi)-C(XC)-Cr(XCr)-Co(XCo)-Al(XAl)-B(XB)-W(XW)-Mo(XMo)-Ta(XTa)-Ti(XTi)-Hf(XHf)-Zr(XZr).
其中对于式1中的CM247合金而言，重量百分比Xz大约如下。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式1
C：XC= 0.07%
Cr：XCr= 8.1%
Co：XCo= 9.2%
Al：XAl= 5.6%
B：XB= 0.015%
W：XW= 9.5%
Mo：XMo= 0.5%
Ta：XTa= 3.2%
Ti：XTi= 0.7%
Hf：XHf= 1.4%
Zr：XZr= 0.015%
Ni：XNi= (余量)
这些比例中的微小变化在正常商业用量范围内。例如，被称为MAR-M-247的商业CM247具有如由供应商提供的式2中给出的组成。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式2
C：XC= 0.15%
Cr：XCr= 8.4%
Co：XCo= 10.0%
Al：XAl= 5.5%
B：XB= 0.015%
W：XW= 10.0%
Mo：XMo= 0.7%
Ta：XTa= 3.0%
Ti：XTi= 1.0%
Hf：XHf= 1.5%
Zr：XZr= 0.05%
Ni：XNi= (余量)
因此，考虑到该数据，我们在此使用CM 247来表示大致具有如式3中给出的以下范围的组成的超合金。
　　CM 247　　　　　　　　　　　　　　　式3
C：XC = 0.07-0.15%
Cr：XCr= 8.1-8.4%
Co：XCo= 9.2-10.0%
Al：XAl= 5.5-5.6%
B：XB = 0.015%
W：XW = 9.5-10.0%
Mo：XMo= 0.5-0.7%
Ta：XTa= 3.0-3.2%
Ti：XTi= 0.7-1.0%
Hf：XHf= 1.4-1.5%
Zr：XZr= 0.015-0.05%
Ni：XNi= (余量)
在此报告的结果采用了AIMRO CM 247，基本上于本文中所述的CM247相同。为了措辞的经济性，我们在此使用“CM247”来表示具有基本上在式3给出的范围内的组成的材料。
在此获得的实验数据定向涉及固化的CM 247 (CM247DS)。但是，并不预期CM 247的单晶、多晶或其它形式的使用将对结果具有显著的影响。
BRB
BRB为镍基扩散钎焊合金，例如由Sulzer Metco以Amdry BRB销售。在此使用的BRB材料基本具有以下组成：Ni(XNi)-Cr(XCr)-Co(XCo)-Al(XAl)-B(XB)，其中重量百分比Xz大致为以下范围：
　　　BRB　　　　　　　　　　　　　　　式4
Cr：XCr= 13.0-14.0%
Co：XCo= 9.0-10.0%
Al：XAl= 3.5-4.5%
B：XB = 2.25-2.75%
Ni：XNi= (余量)
具有标称范围-150+45 μm (微米)的粒度分布，筛目(ASTM)-100+325目。为了措辞的经济性，我们在此使用“BRB”来表示具有基本上在式4给出的范围内的组成的材料。
MarM509A/MarM509B
在此也描述了钴基超合金的钎焊测试和改善的钎焊结果，所述钴基超合金包含较大量的铬和镍，商业上以商品名MarM509 (MarM509A，或简称为“509A”)，MarM509B (“509B”)已知。在此使用的特殊的MarM509A/B材料以商品名Amdry MM509 (509A)和Amdry MM509B (509B)得自Sulzer Metco。由供应商提供的组成如下：
509A ( 式 5A)　　　　　　　　　　 509B ( 式 5B)
C：XC = 0.6%　　　　　　　　　　C：XC = 0.6%
Cr：XCr= 24%　　　　　　　　　　Cr：XCr= 23%
Ni：XNi= 10%　　　　　　　　　　Ni：XNi= 10%
W：XW = 7%　　　　　　　　　　W：XW = 7%
Ta：XTa= 3.5%　　　　　　　　　　Ta：XTa= 3.5%
Co：XCo= (余量)　　　　　　　　　B：XB = 2.5%
　　　　　　　　　　　　　　　　 Co：XCo= (余量)
使用一些按照本发明的一些实施方案的本钎焊组合物合金进行研究，修复合金247叶片基材上的裂纹和随后焊接具有在此描述的结果的钎焊的叶片。很明显这些结果表明优于现有技术钎焊组合物和方法的改进，导致钎焊之后更加有效、价格更低、服务就绪的超合金部件的修复。
结果： CM247 DS 基础材料钎焊，具有 CM247/BRB 和 MarM509A/MarM509B 。
提供按照本发明的一些实施方案，在不同加工条件下使用不同的CM247/BRB和MarM509A/MarM509B的混合物，可获得的改进。具体在我们的讨论中，我们考虑钎焊CM247基材材料，更具体地包含运行1行(row 1)由CM247 DS铸件制成的W501G发动机的涡轮叶片的部件。这些实例意图是说明性的，而非限制性的，本领域技术人员可以在没有过度实验的情况下容易地使这些组合物和方法与其它基材材料和/或部件相匹配。也即，这些测试为可获得的结果的典型实例，并不将本发明的范围限制到公开的特定组合物和方法条件。但是，该涡轮叶片的特殊实例本身具有重要的实用和商业重要性。
在此描述的测试以独立的循环（round）进行，所述循环由不同的具有一种钎焊合金的多种混合物的钎焊基础合金，不同的钎焊炉周期和不同的基材制备方法组成。
一些标准用来评价这些测试的结果：
1. 钎焊的一般视觉外观。
2. 界面、裂纹填充和孔隙度的金相评价。
3. 钎焊后溶液热处理周期期间的钎焊再熔。
4. 钎焊后可焊性。
5. 机械测试，包括表面硬度，UTS (最大拉伸强度)，屈服和伸长率。
实施例A：MarM509A/MarM509B (“MarM509A/B”)混合物
“MarM509A/B”表示具有基本如式5A和5B中分别给出的组成的509A和509B材料的混合物。
实施例 A.I ：表面处理。
组合两种表面处理方法用于该测试。使用硬质合金共混工具（carbide blend tools）进行该区域的机械清洁，产生宽大致0.050''(英寸),深大致0.050''的模拟裂纹。典型实例在图3中示出。机械清洁和模拟裂纹形成之后，使叶片材料根据图2中给出的步骤经历真空清洁炉周期。
实施例 A.II ：合金施加。
测试单一基础和单一钎焊合金的三种不同的混合物。在所有这些情况下，钎焊合金为MarM509B (“509B”)和基础合金为MarM509A (“509A”)。将基础合金与钎焊合金以50/50，60/40，70/30的509A/509B重量比混合，然后与量为约10体积%-15体积%的液体粘结剂混合，形成浆料。然后将该浆料打入塑料盒中，用活塞之后调节的压缩空气推动浆料通过用来根据需要将浆料打入裂纹中的施加针。可以根据需要向钎焊周围的基础材料施加封堵，以保证合金不流到拟定修复区域之外。该合金-施加，裂纹-填充步骤的典型结果在图4中示出。
实施例 A-III ：钎焊周期
实施例A中使用的钎焊周期提供典型的钎焊周期，在直至钎焊温度的上升中具有多个停止点，在钎焊温度下停留，随后降温以及保持阶段以便合金扩散。图5中给出典型周期。重要的是注意对于MarM509A/B，2200华氏度是这些实施例-A中使用的所有钎焊周期期间施加的最高温度。
实施例 A-IV ：结果。
在此报告来自七个测试的结果，在图1中标识为实施例A-04至实施例A-10。
A-IV (i) ：钎焊后视觉评价。
钎焊炉周期完全之后进行视觉检查。MarM509A/B的结果(图1的实施例A-04，A-05，A-06)显示如下：
图6为用50/50合金混合物获得的结果的显微照片。该50/50合金混合物看起来是热的(即接近或超过其熔点)并且可能在钎焊边缘周围具有轻微凹槽（undercut ），但是这不能由该显微照片明确确定。
图7为用60/40合金混合物获得的结果的显微照片。该60/40合金混合物看起来具有相当光滑的外观，并且在边缘处清楚地显示连续流动。
图8为用70/30合金混合物获得的结果的显微照片。该70/30合金混合物清楚地显示缓慢流动，在钎焊边缘处产生显著的变化。
A-IV (ii) ：金相评价
在50X下对于流动、界面性质、孔隙度和其他缺点进行金相评价。MarM509A/B的结果(图1的实施例A-04，A-05，A-06)显示如下：
图9为50/50钎焊混合物的金相结果。该显微照片清楚地显示良好流入基础材料，提供从钎焊修复区域的平稳过渡。该界面看起来是基本可接受的，但是暗示是热的。孔隙度低于测量的修复面积的1%。
图10为60/40钎焊混合物的金相结果。该显微照片清楚地显示良好流入基础材料，提供从钎焊修复区域的平稳过渡。该界面看起来是优异的，并且孔隙度低于测量的修复面积的1%。
图11是70/30钎焊混合物的金相结果。该显微照片清楚地显示缓慢流入基础材料，具有与钎焊合金的鲜明对照。该界面看起来是基本可接受的，但是孔隙度较高，具有由于缺乏充足的合金流动产生的严重空隙。
A-IV (iii) ：再熔评价
钎焊完成之后，使此实施例-A，MarM509A/B (图1的实施例-04，-05，-06)中考虑的三种不同的混合物经历典型的溶液热处理周期，以测定如果如此钎焊的部件随后经历正常修复工艺，钎焊合金是否将可能受到影响。通过将溶液热处理之后的合金高度与钎焊工艺之后但是溶液热处理之前的合金高度进行比较，计算再熔百分比。对于50/50 (MarM509A/B)，观察到超过100%再熔。合金恢复其液态，并流出工件，导致凹陷低于原始表面的水平面。对于60/40 (MarM509A/B)，观察到大约50%的合金高度损失。对于70/30 (MarM509A/B)，观察到大约30%的合金高度损失。这些结果的显微照片在图12中提供。
A-IV (iv) ：钎焊后评价
不对这些钎焊试样进行焊接评价，因为再熔测试失败。
A-IV (v) ：机械测试
不对这些试样进行机械测试，因为再熔测试失败。
实施例B：CM247/BRB混合物
“CM247/BRB”表示具有基本如式3和4中分别给出的组成的CM247和BRB材料的混合物。
进行另外的钎焊测试，将以与对于基础材料热处理周期使用的相同时间和温度进行的钎焊和扩散周期合并。该测试由一个钎焊周期，一个表面制备方法组成，使用三种不同水平的两种不同钎焊合金混合两种基础合金。
实施例 B-I ：表面处理
使用利用硬质合金共混工具的机械清洁方法制备钎焊表面，产生宽大约0.050''(英寸)，深大约0.050''的模拟裂纹。机械清洁操作之后不进行真空清洁炉周期。使用氟化物离子清洁(FIC)炉，利用HF气体清洁一个叶片，准备用于钎焊的表面。图14，15，16显示表面处理工艺中各个步骤下的典型叶片。
实施例 B-II ：合金施加
制备和测试两种基础和钎焊合金的三种不同混合物：(MarM-509A基础/ MarM-509B钎焊)和(CM247 / BRB)。
将MarM-509A (“509A”)基础以率(按重量计) 60/40，70/30，80/20 (509A/509B)与MarM-509B (“509B”)钎焊合金混合。这些混合物然后与量为10体积%-15体积%的液体粘结剂混合，形成浆料。将CM247基础以比率CM247/BRB (按重量计) 60/40，70/30，80/20与BRB钎焊合金混合。这些混合物然后与量为10体积%-15体积%的液体粘结剂混合，形成浆料。因此，制备和测试六种浆料。
将各浆料打入塑料盒中，用活塞之后调节的压缩空气推动浆料通过用来根据需要将浆料打入裂纹中的施加针。可以根据需要向钎焊周围的基础材料施加封堵，以保证合金不流到拟定修复区域之外。图17显示合金施加步骤之后典型的叶片。
实施例 B-III ：钎焊周期
选择使用的钎焊周期以具有与标准溶液热处理周期相同的时间和温度，如图18中给出的。
实施例 B-IV ：结果。
在此报告20个测试的结果，在图13中标识为实施例B-14至实施例B-39。
B-IV (i) ：钎焊后视觉评价。
图18的组合钎焊和扩散炉周期之后进行视觉检查。MarM509A/B的结果(实施例B-29，B-30，B-31)显示如下：
图19为用60/40合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物看起来是热的，具有来自钎焊区域的过量合金流。
图20为用70/30合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物具有优异的光滑外观，在边缘具有良好连续流动。
图21为用80/20合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物具有略微粘滞的外观，但是看起来是可接受的，在钎焊边缘具有一定对比度。
CM247/BRB的视觉检查结果(实施例B-14，B-15，B-16)显示如下：
图22为用60/40合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物看起来非常热，具有来自钎焊区域的过量合金流。
图23为用70/30合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物在边缘处具有良好光滑的外观，具有一些来自修复区域的合金流。
图24为用80/20合金混合物获得的结果的显微照片。该混合物在钎焊边缘具有光滑的外观，具有略微粘滞的外观，但是可能是可接受的外观。
B-IV (ii) ：金相评价
在50X下对于流动、界面性质、孔隙度和其他缺点进行金相评价。MarM509A/B的结果(实施例B-29，B-30，B-31)显示如下：
图25为用60/40钎焊混合物获得的结果的显微照片。显微照片清楚地显示良好流入基础材料，提供来自钎焊合金的平稳过渡。该界面看起来是基本可接受的，但是暗示是热的。孔隙度类似于浇铸材料，低于测量的修复区域体积的约1%。
图26为用70/30钎焊混合物获得的结果的显微照片。显微照片显示优异的流入基础材料，提供来自边缘的平稳过渡。该界面是优异的。孔隙度类似于浇铸材料，低于测量的修复区域体积的约1%。钎焊的右边缘清楚地缺失，在施加合金期间未被填充。
图27为用80/20钎焊合金混合物获得的结果的显微照片。显微照片显示缓慢流入基础材料，具有与边缘处的区域鲜明的对照。实际界面显然是可接受的，但是孔隙度超出典型可接受的限值，由于缺乏流动具有严重空隙（voiding）。
CM247/BRB的结果(实施例B-14，B-15，B-16)显示如下：
图28为用60/40钎焊混合物获得的结果的显微照片。显微照片清楚地显示良好流入基础材料，提供来自钎焊修复区域的平稳过渡。该界面看起来是基本可接受的，但是暗示是热的。孔隙度类似于浇铸材料，低于测量的修复区域体积的约1%。
图29为用70/30钎焊混合物获得的结果的显微照片。显微照片显示优异的流入基础材料，提供来自钎焊修复区域的平稳过渡。该界面是优异的。孔隙度类似于浇铸材料，低于测量的修复区域体积的约1%。
图30为用80/20钎焊合金混合物获得的结果的显微照片。显微照片显示缓慢流入基础材料，在边缘处具有鲜明的对照。实际界面显然是可接受的，但是孔隙度超出典型可接受的限值，由于缺乏流动具有严重空隙。
实施例 B-IV (iii) ：再熔评价
起始钎焊完成之后使三种MarM509/A/B的不同混合物经历溶液热处理周期(2270华氏度)，以测定未来正常修复工艺期间钎焊是否将受到影响。通过将溶液热处理周期之后的珠粒高度与钎焊后合金珠粒高度进行比较，计算再熔百分比。
60/40再熔评价：观察到100%的合金高度损失(全部再熔)。
70/30再熔评价：观察到大约10%的合金高度损失。
80/20再熔评价：未观察到合金高度损失。
重要的是注意该再熔评价显示对于70/30和80/20组合物，优于实施例A-IV (iii)中讨论的再熔的明显改进。我们将此归因于与实施例-A中使用的钎焊温度和时间相比，这些实施例-B使用了通常更高的钎焊温度和时间。从图18中，我们看到实施例-B部件在2270华氏度(±12华氏度)保持240-255分钟，而在实施例-A中，该部件在2200华氏度(±10华氏度)保持40分钟和在2050华氏度(±10华氏度)保持270分钟(图5)。因此，我们得出结论，不同的时间-温度规程对509A/509B钎焊组合物的钎焊接头性能具有重要影响，以及低于约70/30的509A/509B的比率应被限制。
起始钎焊完成之后使三种CM247/BRB的不同混合物经历溶液热处理周期(2270华氏度)，以测定未来正常修复工艺期间钎焊是否将受到影响。通过将溶液热处理周期之后的珠粒高度与钎焊后合金珠粒高度进行比较，计算再熔百分比。
60/40再熔评价：观察到100%的合金高度损失(全部再熔)。
70/30再熔评价：观察到大约10%的合金高度损失。
80/20再熔评价：未观察到合金高度损失。
总之，当与70/30或80/20相比时，60/40显示良好的流动性，沉积和机械性能，但是缺乏良好的再熔特性。如果将施加钎焊组合物和如果其经历超过约2270度的任何再加热，看起来有利的是使用70/30混合物。
实施例 B-IV (iv) ：钎焊后评价
对CM247/BRB (实施例B-24)进行评价，观察使用IN625填料材料的钎焊后修复的影响。焊接后溶液周期之后完成测试。但是，不进行老化热处理。在界面或周围区域观察不到裂纹，执行该工作的焊接工报告此次焊接看来类似于基础合金的焊接。参见图31。
对MarM509/A/B (实施例B-39)进行评价，观察使用IN625填料材料的钎焊后修复的影响。焊接后溶液周期之后完成测试。但是，不进行老化热处理。在界面或周围区域观察不到裂纹，执行该工作的焊接工报告此次焊接看来类似于基础合金的焊接。参见图32。因此，根据以下测试和/或观察结果，70/30混合物被认为是有利的：
流动性(填充空隙和裂纹的能力)
再熔
重焊
硬度
拉伸测试
机械测试。
实施例 B-IV (vi) ：机械测试
进行机械测试以将各个混合物的两种合金的硬度、拉伸强度、屈服和伸长率与基础材料以及具有IN625焊接修复的基础材料进行比较。该测试由Cincinnati，Ohio的Metcut Research，Inc.，根据图33中给出的步骤进行。测试各个类型的六个试样，图33中报告那些六个的平均值，包括基础材料(试样45)以及具有IN625焊接修复的基础材料(试样46)。
结论
表面处理
机械清洁在钎焊和基础合金之间提供优异的钎焊表面和界面。实施例A中使用的机械-真空清洁方法提供相等同的界面，但是与单独的机械清洁方法相比没有更好。使用额外的炉周期并未产生明显的好处。使用硬质合金磨石（burr）去除材料的顶层，机械准备表面之后进行实施例B。也使用此相同的方法准备机械测试试样，该方法进一步显示方法的可接受性。FIC清洁方法确实提供更好的合金的视觉湿润，以及实验室检查期间观察到的明显非常轻微改善的界面。但是，进行的所有机械测试显示稳定的约4%-5%的拉伸强度损失。
钎焊合金选择以及施加。
与BRB钎焊材料混合的CM247基础合金一贯地提供在此观察到的最好的测试结果。在视觉流动和界面性质方面，CM247和MarM509A基础合金粉末提供基本相等同的结果。但是，当与相同量的钎焊合金混合时，CM247典型地略微更加自由流动。CM247合金典型地提供比相同混合物的MarM509合金好13%-15%的拉伸强度值，以及通过2.0%的屈服值，提供更高和更一致的应变速率。当用IN625填料材料焊接时，CM247和MarM509钎焊两者都提供基本相等同的视觉结果。但是，通常更好的实践是尽可能争取修复区域具有接近于原始基础材料的化学组成(即混合物中基础合金含量更高)。
在孔隙度、裂纹填充、钎焊后溶液周期再熔和拉伸强度方面，CM247基础粉末与BRB钎焊合金的70/30混合物提供更好的结果。也注意到CM247基础合金的钎焊伸长率典型地优于MarM509合金。但是，从60/40混合物直至70/30混合物，伸长率数值典型地减小。
在未来修复周期方面，70/30混合物的再熔评价看来是可接受的，仅略微暗示(10%高度损失)后续的溶液周期期间合金转变为液体。
钎焊周期
用较低钎焊周期温度(2200华氏度)进行的所有钎焊周期经历完全再熔测试失败，即使是当向混合物中添加较高的基础材料合金时。第二个(B)测试中使用的较高钎焊周期温度在再熔评价中提供改善的结果。
高温钎焊周期（其实际上相当于基础材料的标准溶液热处理周期）的优点为在不增加热处理周期的情况下，焊接修复前或后总是存在钎焊的时机，所述热处理周期增加修复方法的成本并且可以对基础材料性能具有某些未知的影响。
虽然在此已经显示和详细描述了引入本发明教导的各个实施方案，但是本领域技术人员可以容易地想出仍将引入这些教导的许多其它不同的实施方案。本发明并不限于应用于说明书中阐述的或附图中说明的各部件的构造和布局的示例性实施方案细节。本发明能够有其它实施方案，并且能够以多种方式实践或实施。同样，应理解在此使用的措辞和术语是为了说明的目的，不应被认为是限制性的。在此使用“包括”、“包含”或“具有”及其变化表示包含其后列出的对象及其等同物以及补充项。

Claims (20)

1.用于镍基超合金涡轮部件的钎焊修复的材料，其包含不少于大约70 wt%的MarM509A基础合金以及余量的MarM509B钎焊合金的MarM509A/B混合物，包括约10体积%-15体积%的液体粘结剂以形成浆料。
2.如权利要求1中的材料，其中镍基超合金涡轮部件包含CM247。
3.如权利要求1中的材料，其中镍基超合金部件为涡轮轮叶或叶片。
4.用于钎焊Ni-基超合金部件的方法，包括：
将待钎焊的Ni-基超合金部件和钎焊材料放入钎焊炉中，所述钎焊炉进行适当构造以在加热时进行所需钎焊工艺；和
以大约28华氏度每分钟的速率将炉温升高到1800华氏度±约25华氏度；和
降低炉内压力至低于约0.005 Torr并保持稳定；和
以不大于约10华氏度每分钟的速率将炉温升高到2270华氏度±约12华氏度，并在该温度保持组合钎焊和扩散周期时间约240至255分钟，同时保持压力不大于约0.005 Torr；和
在不多于约3分钟的时间内将炉温真空冷却至1975华氏度±约25华氏度；和
通过用惰性气体反冲快速冷却至室温；和
其中该钎焊材料包含不少于大约70 wt%的MarM509A基础合金以及余量的MarM509B钎焊合金的MarM509A/B混合物，包括约10体积%-15体积%的液体粘结剂以形成浆料。
5.权利要求4的方法，其中所述Ni-基超合金涡轮部件包含CM247。
6.权利要求4的方法，其中所述Ni-基超合金部件是涡轮轮叶或叶片。
7.权利要求4的方法，进一步包括通过钎焊后焊接再修复超合金部件，以及指明该超合金部件适合用于继续使用。
8.权利要求7的方法，其中Ni-基超合金涡轮部件包含CM247。
9.权利要求7的方法，其中Ni-基超合金部件是涡轮轮叶或叶片。
10.权利要求4的方法，进一步包含通过超合金部件的钎焊后热处理，以及指明该超合金部件适合用于继续使用。
11.权利要求10的方法，其中所述Ni-基超合金涡轮部件包含CM247。
12.权利要求10的方法，其中所述Ni-基超合金部件为涡轮轮叶或叶片。
13.制品，包含Ni-基超合金部件，其中所述Ni-基超合金部件具有其通过用钎焊材料钎焊修复的部分，其中该钎焊材料包含不少于大约70 wt%的MarM509A基础合金以及余量的MarM509B钎焊合金的MarM509A/B混合物，包括约10体积%-15体积%的液体粘结剂以形成浆料。
14.权利要求13中的制品，其中所述Ni-基超合金涡轮部件包含CM247。
15.权利要求13中的制品，其中所述Ni-基超合金部件为涡轮轮叶或叶片。
16.权利要求13中的制品，其中所述Ni-基超合金部件具有其通过钎焊后焊接再修复的部分并且适用于继续使用。
17.权利要求16中的制品，其中所述Ni-基超合金涡轮部件包含CM247。
18.权利要求16中的制品，其中所述Ni-基超合金部件为涡轮轮叶或叶片。
19.权利要求13中的制品，其中所述Ni-基超合金部件被钎焊后热处理并且适用于继续使用。
20.权利要求19中的制品，其中所述Ni-基超合金涡轮部件包含CM247或为涡轮轮叶或为涡轮叶片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106808135A (zh) * 2017-03-22 2017-06-09 辽宁石油化工大学 一种断裂高速钢焊接修复方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9321115B2 (en) * 2014-02-05 2016-04-26 Alstom Technologies Ltd Method of repairing a transition duct side seal
US20160199930A1 (en) * 2015-01-14 2016-07-14 Siemens Energy, Inc. Combined braze and coating method for fabrication and repair of mechanical components
EP3441180A1 (en) * 2017-08-11 2019-02-13 General Electric Company Method of repairing superalloys
US10760686B2 (en) * 2017-10-11 2020-09-01 Raytheon Technologies Corporation Wear resistant piston seal
US10392938B1 (en) 2018-08-09 2019-08-27 Siemens Energy, Inc. Pre-sintered preform for repair of service run gas turbine components
EP3677697A1 (en) * 2019-01-07 2020-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Co-alloy for additive manufacturing and method
KR102626244B1 (ko) * 2019-07-30 2024-01-17 지멘스 에너지, 인코포레이티드 고온 가스 터빈 컴포넌트들을 보수하기 위한 시스템 및 방법
US11298768B2 (en) * 2019-11-15 2022-04-12 Rolls-Royce Corporation Method of preparing a surface for diffusion bonding and method of diffusion bonding
US11565336B2 (en) 2019-11-15 2023-01-31 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Method of selectively bonding braze powders to a surface
US11420279B2 (en) 2019-11-15 2022-08-23 Rolls-Royce Corporation Method of selectively bonding braze powders to a surface
US11571762B2 (en) * 2019-11-15 2023-02-07 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Printing method to selectively deposit braze powders at one or more predetermined locations on a surface
KR102631599B1 (ko) * 2023-08-28 2024-02-01 터보파워텍(주) 브레이징을 이용한 가스터빈용 고온부품의 와이드 크랙 수리방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6454885B1 (en) * 2000-12-15 2002-09-24 Rolls-Royce Corporation Nickel diffusion braze alloy and method for repair of superalloys
US6968991B2 (en) 2002-07-03 2005-11-29 Honeywell International, Inc. Diffusion bond mixture for healing single crystal alloys
JP4488830B2 (ja) 2004-08-03 2010-06-23 株式会社東芝 ガスタービン静翼の再生処理方法
US8703044B2 (en) 2006-01-03 2014-04-22 General Electric Company Machine components and methods of fabricating and repairing
US20090041611A1 (en) 2007-08-07 2009-02-12 General Electric Company Braze alloy composition with enhanced oxidation resistance and methods of using the same
WO2009129820A1 (de) * 2008-04-22 2009-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Glühung von gelöteten bauteilen in einem reduzierenden gas
US8087565B2 (en) * 2008-09-08 2012-01-03 General Electric Company Process of filling openings in a component
US9056372B2 (en) * 2010-10-12 2015-06-16 Alstom Technology Ltd Extending useful life of a cobalt-based gas turbine component

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106808135A (zh) * 2017-03-22 2017-06-09 辽宁石油化工大学 一种断裂高速钢焊接修复方法
CN106808135B (zh) * 2017-03-22 2018-09-18 辽宁石油化工大学 一种断裂高速钢焊接修复方法

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