专利名称：修复构件中裂纹的方法以及用于焊接构件的焊料的制作方法
修复构件中裂紋的方法以及用于焊接构件的焊料
本发明涉及一种修复构件中裂紋的方法，该构件由高温合金，特别 是由含定向微观结构的高温合金制成，该方法特别是以如下方式配置， 使得经修复的裂紋也具有定向微观结构。此外，本发明还涉及一种用于 焊接构件的焊料，该构件由高温合金，特别是由含定向微观结构的高温 合金制成。
基于用燃气轮机可达到的高效率，飞机燃气轮机的改进和用固定式 燃气轮机产生电能越来越普遍受到重视。在燃气轮机中压缩所吸入的空 气并将其送入燃烧室。在燃烧室中对由送入的空气和燃料组成的混合物 点火并将高压下的热燃烧废气导入燃气轮机的涡轮机段
(Turbinenabschnitt)。该燃烧废气作为工作介质使涡轮才几:旋转，其旋转 频率通常为50-60 Hz。该工作介质以约1200。C温度达到第一级涡4仑机叶 片。由于旋转该热的涡轮机叶片经受由离心力产生的高静态负荷。此外， 由流入的热气体还产生动态负荷。依所用燃料不同还会对涡轮机段的构 件，特别是对涡轮机叶片产生或多或少的强腐蚀负荷。
例如该涡轮机的第 一级涡轮叶片排(Lautschaufelreihe )的涡轮叶片
(Lautschaufel)因此常由所谓的耐高温的基于镍、钴或铁的高温合金制 成。这种高温合金例如已由EP 1204776 B1、EP 1306454、EP 1319729 Al、 WO 99/67435或WO 00/44949公开。
由于通常极为复杂的叶片设计和这类合金较小的变形趋势，涡轮机 叶片的制造是以真空浇铸法进行。控制凝固过程以在构件中产生定向的 微观结构，该结构对其后出现的负荷具有特别有利的取向性
(Orientierung)。术语"定向的微观结构"既表示单晶结构也表示含晶粒 结构的结构，在该结构中晶粒的膨胀具有共同的优先方向。在后一种情 况下，该晶粒例如在某一优先方向比其余方向具有更大的尺寸(所谓的棒 晶)。具有这样晶粒结构的构件也称为定向凝固构件(定向凝固)。
涡轮机构件和特别是涡轮机段的转子叶片(Laufschaufeln )受持久 的高的静态和动态负荷导致定期对其实施检查，以评定其是否适于继续 使用。要对检查过程中的受损构件进行更换或修复。除由腐蚀引起的大 量材料损失外，特别是疲劳裂紋是最常出现的更换构件的原因。特别是在涡轮叶片情况下，出现横向于叶片纵轴的这类疲劳裂紋。
由于具有定向微观结构的涡轮机构件的高材料成本和制造成本，电 厂营运商或飞机燃气轮机制造商必须将维修燃气轮机装置的较高成本 (例如更换涡轮机叶片)计算在内。基于提高成本的压力，因此能使受 损涡轮机构件，特别是受损涡轮叶片可继续运行的修复方法是日益受到 关注。经修复的构件可再次装入燃气轮机装置中并继续使用到下 一次检 查过程。
修复受损构件的一种可能性是焊接。例如将焊料施加到构件的裂紋 中，并借助于加热作用使其与高温合金材料相结合。该焊接工艺可在恒 温即恒定温度条件下进行，或在使用温度梯度条件下进行。
晶物体的恒温钎焊方法例如描述于EP 1258545中。方法中将其 组成类似于构件的高温合金组成的焊料充填于裂紋中，并在高于该焊料 熔点的温度下保持较长时间。在焊料中加有硼以有助于降低熔点。由于 高温会发生扩散过程，其引起焊料和高温合金之间的浓度平衡，并导致 焊料凝固。在裂紋宽度达约200 pm情况下，该凝固的焊料增大了周围 高温合金的定向微观结构。但硼还会导致形成脆性硼化物，该硼化物会 损害构件在修复位置区的特性。此外，在裂紋宽度大于约200 pm时， 该方法不适用。
硼化物的形成例如描述于S. K. Tung等人"Evolution of nickel borides in Ni-Si隱B brazed joints of nickel during post-bmze heat treatment", Materials Science and Technology, 1997年12月，第13巻，第1051 — 1056页。
使用温度梯度的定向凝固部件的或单晶部件的焊接方法例如描述 于EP 0870566中。在此方法中，将焊接合金置于待修复的部位，该焊 接合金例如由待修复部件的基础材料和添加一种或多种降低熔点的附 加元素组成。作为降低熔点的元素可提及硼和硅。该待修复部件与所置 的焊接合金一起移动通过加热区，在该加热区中通过加热达到的温度高 于焊接合金的熔点，但低于的该部件的局部预熔温度。由此不会导致待 修复部件的高温合金的部分熔化。由于移动在焊接物料(Ldtgut)中产 生热梯度，其导致焊接物料的定向凝固。在此情况下，在焊接物料中也 加入降低熔点的成分，例如在硼的情况下这可对修复部位的特性有不利 影响。含硼的焊料例如也描述于GB 2162199 A和EP 0100919 A1中。
EP 0908265 A2中描述了一种镍基的焊料，其通过在镍粉中添加下 列成分的至少之一制备镍、铬、镍-铬-合金和不锈钢。
本发明的目的在于提供一种优于现有技术的用于修复构件的方法， 该构件由高温合金、特别是由含定向微观结构的高温合金制成。
本发明的另一目的在于提供一种焊料，该焊料可有利地用于高温合 金的焊接，特别是用于含定向微观结构的高温合金的焊接。
该第一个目的是通过权利要求1的修复构件的方法实现的，该第二 个目的是通过权利要求18的焊料实现的。从属权利要求包括本发明方 法的有利实施方案。
在本发明方法中，实施由高温合金制成的构件的修复。特别地，该 高温合金可含定向微观结构，那么该方法特别是可使修复部位经配置， 使得也含定向微观结构。本申请中的定向微观结构意指单晶结构或棒晶 结构。
该方法包括下列步骤 -在待修复部位提供焊料，
-加热配备了焊料的待修复部位直到该焊料熔化，和 -凝固熔化的焊料。
在本发明方法中，该焊料是其合金成分与构件合金成分相同的合 金。该焊料组成的至少一种合金成分的含量与其在构件合金的组成中的 含量相比有这样的变化使得该焊料的熔点比该构件合金的熔点低。
本发明方法使得能够不使用附加的降低熔点的元素，特别是不使用 会导致开头所提及的脆性相的硼或硅。本发明方法特别可降低用于镍 基、钴基或铁基的高温合金的焊料的熔点，该高温合金含元素Al(铝)、 Ti(钬)、Ta(钽)、Cr(铬)、Co (钴)、Mo(钼)、W (钨)、Nb(铌)中的至少 一种作为主合金元素。例如如果焊料合金中的元素Al、 Ti、 Ta、 Nb中 的至少 一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料合金中的元素 W的含量比其在高温合金中的含量低，则该焊料的熔点可实现比该高温 合金的熔点低。
如果该高温合金有下列组成2-16重量％的0; 0-15重量％的Co; 0-3重量％的Mo; 0-10重量％的W; 0-12重量％的Ta; 0-6重量％的Re (铼);0-1重量。/o的V(钒)；0-0.5重量Q/o的Nb; 0.05-6.5重量％的Al; 0-5重量°/。的Ti; 0-0.2重量°/。的Hf (铪)；其余为Ni,则在焊料合金中例如 Ta和/或Ti的含量可比该高温合金的组成高，以使该焊料的熔点低于该 高温合金的熔点。
该熔化的焊料的凝固可在保持恒定的温度下进行，例如以恒温凝固 形式。另外也可在使用温度梯度条件下使熔化的焊料凝固。该温度梯度 的对齐(ausrichten)要有利地以这样的方向延伸，该构件的定向微观结 构以该方向延伸到待修复部位区域中。各种加热方法均适于产生温度梯 度。特别可借助于光学加热法或感应加热法或借助于电子束加热法进行 局部加热，这时该热源和构件相向移动。在此实施方案中，在固化的焊 料中的微观结构的取向(Onentierung)由加热源和构件之间的移动方向确 定。
本发明的用于焊接由高温合金、特别是由含定向微观结构的高温合 金制成的构件的焊料是与构件的合金含有同样合金成分的合金。在本发 明的焊料中，该焊料组成的至少一种合金成分的含量与构件合金组成的 该成分含量的差别要使该焊料的熔点比该构件合金的熔点低。由此在焊 接中可基本上不使用可导致开头所提及的脆性相的降低熔点的元素。该 焊料特别适用于实施本发明方法。
作为合金可考虑例如镍基、钴基或铁基高温合金，该合金还含元素 Al、 Ti、 Ta、 Cr、 Co、 Mo、 W、 Nb中的至少一种作为主合金元素。在 焊料合金中的元素Al、 Ti、 Ta、 Nb的至少一种的含量比其在该高温合 金的含量高和/或焊料合金中的元素W的含量比其在高温合金中的含量 低。特别是该高温合金有下列组成
2匿16重量％0"
0- 15重量％0)
0誦3重量o/oMo
0- 10重量％ W
0- 12重量。/。Ta
0誦6重量o/oRe
0 - 1重量％ V
0-0.5重量。/。Nb
0.05-6.5重量％ Al
0-5重量Q/。Ti0-0.2重量。/。Hf 其余为Ni。
在该焊料的合金中Ta和/或Ti的含量可比其在该高温合金的组成中 高，以使焊料的熔点低于该高温合金的熔点。
本发明的其它特征、特性和优点依附图以下列实施例的描述给出。
图1示例性示出燃气轮机的纵向截面图。
图2以透视图示出涡轮机的涡轮叶片或导向叶片。
图3示出燃气轮机的燃烧室。
图4-7示出本发明方法的实施例。
图8示出合金的熔点与其Ti含量或Ta含量的关系图。
图1示例性示出燃气轮机100的纵向截面图。该燃气轮机100的内 部具有绕旋转轴102呈旋转安装的转子103，该转子也称为涡轮机转子。 沿转子103依次为进气壳体104、压缩机105、例如是环形燃烧室IIO, 特别是圆环状燃烧室106、多个同轴安装的燃烧器107、涡轮机108和 排气壳体109。
该圆环状燃烧室106与例如环形热气体通道111相通。那里例如4 个相继连接的涡轮机级112形成涡轮机108。
每个涡轮机级112例如由2个叶片环构成。按工作介质113的流向 看，接着是在导向叶片排115的热气体通道111中的由涡轮叶片120构 成的排125。
该导向叶片130固定在定子143的内部壳体138中，而排125的涡 轮叶片120例如借助于涡轮机盘133安装在转子103上。
燃气轮机IOO运行时，通过进气壳体104由压缩机105吸入并压缩 空气135。在压缩机105的涡轮机侧端将已经提供的压缩空气导入燃烧 器107,并在其中与燃料混合。然后该混合物在燃烧室110中燃烧并形 成工作介质113。该工作介质113从那里沿热气体通道111在导向叶片 130和涡轮叶片120上流过。该工作介质113在涡轮叶片120上冲量转 移式(impulsiibertragend)膨胀，以使涡轮叶片120驱动转子103,并且 该转子又带动在其上连接的做功机械。
在燃气轮机100运行中该受热工作介质113作用的构件经受热负 荷。除加衬圆环状燃烧室106的热屏蔽部件之外，按工作介质113的流向看的第一个涡轮机级112的导向叶片130和涡轮叶片120经受最大的
热负荷。
为耐受那里所处的温度，可用冷却剂冷却。
该构件的基底也可具有定向的结构，也即其为单晶(sx-结构)或仅具
有纵向晶粒(DS-结构)。
使用例如铁基、镍基或钴基的高温合金作为构件，特别是涡轮机叶 片120、 130和燃烧室IIO的构件的材料。例如由EP 1204776 Bl、 EP 1306454、 EP 1319729 Al、 WO 99/67435或WO 00/44949中已知这类高 温合金，这些文献是本公开内容的一部分。
该叶片120、 130也可以具有抗腐蚀涂层(MCrAlX; M是铁(Fe)、 钴(Co)、镍(Ni)中的至少一种元素，X是活性元素，其代表钇(Y)和/或硅 和/或至少一种稀土元素或铪(Hf)。从EP 0486489 Bl、 EP 0786017 Bl、 EP 0412397 Bl或EP 1306454 Al中已知这类合金，这些文献是本公开 内容的一部分。
在MCrAlX上还可存在绝热层，该绝热层例如由Zr02、 Y203-Zr02 制成，即其未经、部分经或完全经氧化钇和/或氧化钙和/或氧化镁稳定 化。通过合适的涂覆方法如电子束蒸发(EB-PVD)可在绝热层上产生棒状晶粒。
该导向叶片130具有面向涡轮机108的内部壳体138的导向叶根 (Leitschaufelfu卩)(这里未示出)和与导向叶根相对设置的导向叶片头 部。该导向叶片头部面向转子103并固定在定子143的固定环140上。
图2以透视图示出涡轮机的涡轮叶片120或导向叶片130,其沿纵 轴121伸展。
该涡轮机可以是飞机或发电站的燃气轮机、蒸汽轮机或压缩机。
叶片120、 130在沿纵轴121上依次具有固定区400、与其紧接的叶 片平台403以及叶片页(Schaufelblatt) 406。作为导向叶片130,该叶 片130在其叶片尖部(Schaufelspitz) 415上可具有另 一平台(未示出)。
在固定区400中形成叶根183,该叶根用于将涡轮叶片120、 130固 定在轴或盘上(未示出)。
叶根183例如设计成锤子头形。也可设计成冷杉树形根基或燕尾形 根基。
针对流过叶片页406的介质，叶片120、 130具有流入边409和流出边412。
在通常的叶片120、 130情况下，在叶片120、 130的整个区城400、 403、406中使用例如实心金属材料，特别是高温合金。例如由EP 1204776 Bl、 EP 1306454、 EP 1319729 A、WO 99/67435或WO 00/44949中已 知这类高温合金；这些文献是本公开内容的一部分。叶片120、 130可 通过铸造法即借助于定向凝固、通过锻造法、通过铣削法或这些方法的 组合来制备。
具有单晶结构或棒晶结构的工件可用作在运行中经受高机械负荷、 热负荷和/或化学负荷的机器的构件。这类单晶或棒晶的工件的制备例如 可通过熔体的定向凝固实现。其涉及浇铸法，在该法中该液态金属合金 凝固为单晶结构，也即单晶工件，或者经定向凝固。这时树枝状晶体沿 热流对齐，并形成棒晶晶粒结构(柱状即经工件整个长度分布的晶粒，按 通常说法称为定向凝固)或单晶结构即整个工件由单一晶体构成。在此方 法中，必须避免过渡到球状(多晶)凝固，因为通过非定向生长必定形成 横向和纵向的晶界，这就破坏了定向凝固构件或单晶构件的优良特性。 如果通常论及定向凝固结构即意指不含晶界或最高小角度晶界的单晶 和意指含纵向走向的晶界但仅含很少横向晶界的棒晶结构。在该两种晶 体结构情况下均称为定向凝固结构。由US-PS 6024792和EP 0892090 Al 中已知这类方法，这些文献是本公开内容的一部分。
该叶片120、 130也可以具有抗腐蚀或抗氧化涂层(MCrAlX; M是 铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)中的至少一种元素，X是活性元素，并代表钇(Y) 和/或硅和/或至少 一种稀土元素或铪(Hf)。从EP 0486489 Bl 、 EP 0786017 Bl、 EP 0412397 Bl或EP 1306454 Al中已知这类合金，这些文献是本 公开内容的一部分。
在MCrAlX上还可存在绝热层，该绝热层例如由Zr02、 Y203-Zr02 制成，即其未经、部分经或完全经氧化钇和/或氧化钙和/或氧化镁稳定 化。通过合适的涂覆方法如电子束蒸发(EB-PVD)可在绝热层上产生棒状晶粒。
再处理(整修)意指构件120、 130在其使用中视需要必须去除保护层 (例如通过喷砂)。由此去除腐蚀层和/或氧化层或腐蚀产物和/或氧化产 物。视需要还要修复构件120、 130中的裂紋。之后再对构件120、 130 进行涂覆并重新使用该构件120、 130。叶片120、 130可设计成中空或实心的。如果该叶片120、 130应经 冷却，则其为中空的，并且视需要还具有膜冷却孔418(由虚线示出)。
图3示出燃气轮机的燃烧室110。该燃烧室IIO例如是所谓环形燃 烧室，许多绕旋转轴102旋转安装的燃烧器107与共同的燃烧室107相 连接。对此该燃烧室IIO总的构造为圓环状结构，该燃烧室围绕旋转轴 102定位。
为达相对高的效率，该燃烧室iio设计成适于约1000-i60crc的相
对高工作介质M温度。为了在这种对材料不利的操作参数的条件下有相 对长的使用寿命，在该燃烧室壁153的面对工作介质M的面上配置有由 热屏蔽部件155构成的内衬。
每个热屏蔽部件155的工作介质侧均配置有特别耐热的保护层或由 耐高温材料制成。其可为陶资构件、实心陶资砖或具有MCrAlX和/或陶 瓷涂层的合金。燃烧室壁的材料和其涂层可类似于涡轮机叶片。
由于燃烧室110的内部的高温，所以对热屏蔽部件155或其固定件 可配置冷却系统。
燃烧室110特别要设计成适于探测热屏蔽部件155的失效。为此在 燃烧室壁153和热屏蔽部件155之间安置一定数目的温度传感器158。
图4非常示意性地示出作为待修复构件的具有裂紋3的燃气轮机叶 片1。该燃气轮机叶片1由被称为PWA 1483的镍基高温合金制成。其 具有下列组成(所有数据均为重量％):
Cr: 12.2
Co: 9
Mo: 1.9
W: 3.8
Ti: 4.1
Ta: 5
C: 0.07
其余为Ni。
但该涡轮机叶片l也可基本上由镍基、钴基或铁基的其它高温合金 制备，特别是由除含主成分镍(Ni)外还含元素铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、 铝(A1)、钽(Ta)或铼(Rh)的高温合金制成。
其它优选使用的高温合金是PWA 1484(/SX)和Rene N5或CMSX-材料类型。
该高温合金含具有有利取向的定向微观结构，该有利取向在图4-6 中以水平虚线表示。在此应说明的是，在棒晶结构情况下这是结晶取向 的优选方向，但不是表示要严格遵守的方向。其实该棒晶结构的各晶粒 的实际取向通常是围绕优选方向有约几度的波动。这种波动对材料的强 度是有利的。裂紋3从涡轮机叶片1的表面5延伸进高温合金中。为修
复该构件，将呈粉末状合金材料的焊料7填入裂紋3中。该含填入裂紋 3中的焊料7的涡轮机叶片1示于图5。
该合金材料的粉末颗粒具有与涡轮机叶片1的高温合金同样的合金 元素。但粉末颗粒的合金材料中的Ti含量比该涡轮机叶片1的高温合金 中的Ti含量高至少约5重量％。该粉末颗粒的其余成分的含量相应于其 在涡轮机叶片l的高温合金中的含量。由于该粉末的合金组成中的钛含 量高于涡轮机叶片1的高温合金的合金组成中的钛含量，所以焊料7的 熔点降低到达到最大可能的焊接温度的程度。
焊料熔点的降低也可通过改变Ti以外的其它成分的重量％含量来 实现。如果焊料7的合金中的元素Al、 Ti、 Ta、 Nb的重量％含量比其 在高温合金中的含量高和/或焊料7的合金中的元素W的含量比其在高 温合金中的含量低，则该熔点原则上可降低。通过相对于元素在高温合 金中的含量，合适地选择这些元素在焊料合金中的重量％含量，就可在 宽范围内调节焊料7的熔点。通过组成的合适最佳化可提供一种焊料7， 该焊料的元素与待修复的涡轮机叶片1的合金元素一致，并且其熔点(液 相线温度)小于或等于该高温合金的最大焊接温度。
例如合金元素Ti和Ta对焊料熔点的影响示于图8,其示出合金的 熔点与Ti含量或Ta含量的关系。
将焊料7填充进裂紋3后，在经填充的裂紋3的区域进行局部加热 作用。为实施对焊料7的加热作用，在本工作实施例中使用激光器9， 该激光器对待熔化的焊剂(Lot)进行辐照并对其输入熔化所需的热。另 外，也可实施感应或借助于电子束引入热量。
焊接过程中，在裂紋3的区域产生温度梯度。这通过涡轮机叶片1 和激光器9彼此相对移动实施。在该工作实施例中激光器9平行于涡轮 机叶片1的表面5通过焊剂7(参见图5和6)。激光器9通过焊料7的速 度和功率密度如此选择，以在焊料7中产生所需温度梯度。当焊料熔化
14后再冷却时，该温度梯度导致焊料的定向凝固。用激光器相对于涡轮机 叶片1的移动速度和/或激光器功率可调节温度梯度的斜率。温度梯度的 斜率应意指每纵向单位的温度升高或下降。在导致凝固的焊料中形成定 向微观结构的斜率尤其与焊料的组成有关。
在所述工作实施例中，激光器9的移动致使想起焊接过程。与焊接 过程不同的是该涡轮机叶片1的周围基础材料未经熔化。
在本工作实施例中，在涡轮机叶片1的高温合金中的定向微观结构
的有利取向是左向右在所示平面内伸展。为在凝固的焊料中产生其取向
与基础材料中的取向相一致的定向微观结构，激光器9相对于燃气轮机 叶片1的移动呈垂直于高温合金的定向微观结构的优先方向且平行于疲 劳裂紋3的走向(参见图6)。视需要该激光器9还可垂直于疲劳裂紋3 作摆式移动。
在焊料7再凝固时，该焊料呈外延结合到周围的高温合金材料上。 换句话说，该凝固的合金材料7进入到相邻高温合金材料的结晶结构中。 焊料7再凝固后，其因而具有与相邻高温合金相同的定向微观结构。由 此该高温合金材料的晶体结构生长入凝固的合金材料中。因此在焊料7 再凝固后，该修复部位具有与周围的高温合金材料相同的定向微观结 构。该状态示于图7。
代替该激光器9以连续移动导致温度梯度，也可使激光束展宽或呈 摆动，以使激光器例如照射整个焊料，并使其均匀加热。在此情况下， 通过将焊料7的热适当排放到周围的高温合金中来产生温度梯度。这样， 温度在焊料7的外表面呈最高，并向该焊料7与该涡轮机叶片l的高温 合金的界面下降。为实现将热适当排放，视需要可对该涡轮机叶片l在 合适的部位冷却或加热，以致在焊料7中产生所需的温度梯度。
在本工作实施例中，借助于温度梯度导致焊料7的熔化和凝固。另 外，也可应用等温焊接法实施该焊接过程。
本发明方法的优点不仅在于可避免在焊料7中加入硼或硅，而且还 在于也可修复宽度大于200 pm的裂紋，该修复方法可使焊料经凝固后 具有定向微观结构，特别是当在方法中使用温度梯度的情况下。
权利要求
1.一种用于修复由高温合金制成的构件(1)的方法，特别是用于修复由具有定向微观结构的高温合金制成的构件(1)的方法，所述方法使得经修复的部位也具有定向微观结构，该方法的步骤如下-在待修复部位(3)提供焊料(7)，-加热配备了焊料(7)的待修复部位(3)直到该焊料(7)熔化，和-凝固熔化的焊料(7)，其中，该焊料(7)是其合金成分与构件(1)合金的合金成分相同的合金，且其中在焊料组成中至少一种合金成分的含量与其在构件(1)合金的组成中的含量相比有这样的变化使得该焊料的熔点比该构件(1)合金的熔点低。
2. 权利要求l的方法，其中所迷高温合金是镍基或钴基高温合金， 且其还含元素A1、 Ti、 Ta、 Cr、 Co、 Mo、 W、 Nb中的至少一种作为主合金元素。
3. 权利要求l的方法，其中所述高温合金是镍基或钴基高温合金， 且其还含元素A1、 Ti、 Cr、 Co、 Mo、 W、 Nb中的至少一种作为主合金 元素。
4. 权利要求1或2的方法，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti、 Ta、 Nb中的至少 一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合金中 的元素W的含量比其在高温合金中的含量低。
5. 权利要求l、 2或3的方法，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti、 Nb中的至少 一种元素的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合 金中的元素W的含量比其在高温合金中的含量低。
6. 权利要求1、 2或3的方法，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti 的至少 一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合金中的元 素W的含量比其在高温合金中的含量低。
7. 权利要求l、 2、 3、 4、 5或6的方法，其中所述高温合金具有下 列组成2-16重量。/。Cr 0-15重量％0) 0-3重量Q/。Mo 0-10重量。/oW0-12重量。/oTa 0-6重量。/oRe0-1重量y。v0-0.5重量。/oNb 0.05-6.5重量o/oAl 0-5重量。/oTi 0-0.2重量Q/oHf 0-0.07重量o/oC 其余为Ni,在所述焊料的合金中Al和/或Ta和/或Ti的含量比在该高温合金的 组成中高。
8. 权利要求7的方法，其中所述高温合金具有下列组成(重量％): Cr: 12.2%Co: 9% Mo: 1.9% W: 3.8% Ti: 4.1% Al: 3.6% Ta: 5% C: 0.07% 其余为Ni,在所述焊料的合金中Al和/或Ta和/或Ti的含量比在该高温合金的 组成中高。
9. 权利要求4、 7或8的方法，其中仅提高钽的含量。
10. 权利要求4、 5、 6、 7或8的方法，其中仅提高钛的含量。
11. 权利要求4、 7或8的方法，其中仅提高钛和钽的含量。
12. 权利要求4、 5、 6、 7或8的方法，其中仅提高钛和铝的含量。
13. 权利要求l-12之一的方法，其中熔化的焊料(7)的凝固在保持恒 定的温度下进行。
14. 权利要求l-12之一的方法，其中熔化的焊料(7)的凝固在使用温度梯度条件下进行。
15. 权利要求14的方法，其中所述温度梯度的对齐使得温度梯度以这样的方向延伸在待修复部位区域中将受诱导在该方向外延生长。
16. 权利要求14或15的方法，其中借助于光学加热法或感应加热 法或借助于电子束加热法进行局部加热，其中热源(9)和构件(1)彼此 相对移动。
17. —种用于焊接构件的焊料，其由高温合金制成，特别是由含定 向微观结构的高温合金制成，其中该焊料是与构件(1 )的合金有同样合金 成分的合金，并且该焊料组成中至少一种合金成分的含量与其在构件(l) 合金组成中的含量相比有这样的变化使得该焊料的熔点比该构件(l) 合金的熔点低。
18. 权利要求17的焊料，其中所述高温合金是镍基或钴基高温合 金，其还含元素A1、 Ti、 Ta、 Cr、 Co、 Mo、 W、 Nb中的至少一种作为 主合金元素。
19. 权利要求17的焊料，其中所述高温合金是镍基或钴基高温合 金，其还含元素A1、 Ti、 Cr、 Co、 Mo、 W、 Nb中的至少一种作为主合 金元素。
20. 权利要求17或18的焊料，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti、 Ta、 Nb中的至少一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合 金中元素W的含量比其在高温合金中的含量低。
21. 权利要求17、 18或19的焊料，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti、 Nb中的至少一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合 金中元素W的含量比其在高温合金中的含量低。
22. 权利要求17、 18或19的焊料，其中焊料(7)合金中的元素Al、 Ti中的至少一种的含量比其在高温合金中的含量高和/或焊料(7)合金中 的元素W的含量比其在高温合金中的含量低。
23. 权利要求17、 18、 19、 20、 21或22的悍料，其中所述高温合 金具有如下组成2-16重量％0 0-15重量。/。Co 0-3重量。/。Mo 0-10重量％\￥ 0-12重量。/。Ta 0-6重量Q/oRe0-1重量n/oV0-0.5重量Q/oNb 0.05-6.5重量o/oAl 0-5重量％丁1 0-0.2重量。/oHf 0-0.07重量。/oC 其余为Ni，在所述焊料的合金中Al和/或Ta和/或Ti的含量比在该高温合金的 组成中高。
24. 权利要求23的焊料，其中所述高温合金具有下列组成(重量％): Cr: 12.2%Co: 9% Mo: 1.9% W: 3.8% Ti: 4.1% Al: 3.6% Ta: 5% C: 0.07% 其余为Ni,在所述焊料的合金中Al和/或Ta和/或Ti的含量比在该高温合金的 组成中高。
25. 权利要求20、 23或24的焊料，其中仅提高钽的含量。
26. 权利要求20、 21、 22、 23或24的焊料，其中仅提高钛的含量。
27. 权利要求20、 23或24的焊料，其中仅提高钛和钽的含量。
28. 权利要求20、 21、 22、 23或24的焊料，其中仅提高钛和铝的含量。
全文摘要
本发明涉及一种用于修复由高温合金制成的构件(1)的方法，特别是用于修复由具有定向微观结构的高温合金制成的构件(1)的方法，所述方法使得经修复的部位也具有定向微观结构。该方法包括下列步骤在待修复部位(3)提供焊料(7)，加热配备了焊料(7)的待修复部位(3)直到该焊料(7)熔化，和凝固熔化的焊料(7)。该焊料(7)是与构件(1)的合金有同样合金成分的合金。该焊料(7)组成中至少一种合金成分的含量与其在构件(1)合金组成中的含量相比有这样的变化使得该焊料的熔点比该构件(1)合金的熔点低。
文档编号C22C19/05GK101316940SQ200680044569
公开日2008年12月3日 申请日期2006年10月31日 优先权日2005年11月28日
发明者A·沃莱克 申请人:西门子公司;Mtu航空发动机有限责任公司