用于高γ'镍基燃气涡轮机部件（1）的结构钎焊修复的系统（10）和方法（1000）。该系统可包括控制器（200），其可操作地连接到例如真空炉的加热系统（100），用于在指定或预定的时间段内控制该炉的加热温度。受损部件被放置在炉中并加热至第一温度，该第一温度被保持指定的时间段，然后被冷却至大约室温。然后，该部件被加热至高于该第一温度的第二温度，该第二温度被保持第二时间段，然后再次被冷却至大约室温。在冷却之后，该部件可在第三时间段内在等于或高于先前温度的第三温度下进行钎焊修复。
Braze repair of turbine engine parts
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮机发动机部件的钎焊修复
本公开总体上涉及材料技术的领域，并且更具体而言，涉及用于工业部件的钎焊修复的系统和方法，所述工业部件例如涡轮机发动机的部件，所述涡轮机发动机例如燃气涡轮发动机。
技术介绍
在例如燃气涡轮发动机之类的涡轮机中，空气在压缩机部段中被加压，然后与燃料混合并在燃烧部段中燃烧，以产生热燃烧气体。该热燃烧气体在发动机的涡轮部段内膨胀，在那里能量被提取来提供输出功率以产生电。当通过涡轮部段时，该热燃烧气体行进通过一系列级。一级可包括一排静止的翼型件，即静叶，继之以一排旋转的翼型件，即动叶，其中，这些动叶从该热燃烧气体提取能量，以便提供输出功率。由于燃烧和涡轮部段内的部件直接暴露于热燃烧气体，因此这些部件可能会被损坏并需要修复。由于钎焊材料的高粘度，这些部件的结构钎焊修复是困难的。提高钎焊温度以降低粘度会导致部件的晶界熔化。晶界熔化是不期望的，并且使部件效用降低。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于钎焊修复涡轮机发动机的一个或多个部件的方法。该方法包括例如以缓慢加热速率将受损部件加热至第一温度，并将该第一温度保持第一时间段。该第一时间段可以是预定或指定的时间量。在该第一时间段结束时，该部件被允许冷却至例如室温或近似于室温，然后该部件再次被加热至第二温度，该第二温度被保持第二时间段。该第二温度可等于或高于第一温度。该第二时间段可等于或不同于第一时间段。在第二时间段结束时，该部件再次被冷却。其后，例如，可通过非破坏性测试并且根据剩余的晶界共晶体的量来检查该部件，该部件可经受与第一或第二热处理中的任何一个类似的第三热处理，或者可开始以例如快速加热速率进行受损部件的钎焊操作。在另一个实施例中，提供了一种用于为钎焊修复而准备部件或钎焊修复该部件的系统。该系统可包括控制器，其可操作地连接到加热系统以及可选地连接到冷却系统。该加热系统可被可操作地构造成产生高达或超过部件的熔化温度或例如晶界共晶熔化温度的加热温度。该冷却系统可被可操作地构造成将部件冷却或促进部件冷却至大约室温，例如用于检查该部件，以确定是否可能需要进一步的热处理。在操作中，受损部件可由该加热系统承载，并且该控制器可使该加热系统产生热至第一温度，该第一温度一旦达到就被保持第一时间段。然后，该部件可通过该冷却系统和/或自然地通过减少该加热系统所产生的热来冷却。在该部件冷却至例如室温时，或者在冷却阶段期间，该部件经受第二热处理，其中该部件例如通过缓慢加热速率来加热至第二温度，并且一旦达到该第二温度，该第二温度就被保持第二时间段。该部件再次被冷却，并且可被检查以确定是否开始钎焊修复操作，或进行后续热处理，以在该部件被钎焊之前进一步溶解晶界共晶体。附图说明图1图示了在钎焊修复之前和在导致晶界熔化的传统的钎焊修复方法之后的用于涡轮机发动机中的受损部件的示意图；图2图示了根据本文提供的公开的用于结构钎焊修复的系统的实施例的框图；图3图示了根据本文提供的公开的可用于图2的系统中的控制器的示例性实施例；图4图示了根据本文提供的公开的在已执行维修操作的步骤之后的图1的受损部件的示意图，其中晶界共晶体部分溶解和收缩；图5图示了根据本文提供的公开的经历维修操作中的另一步骤的图1的受损部件的示意图，其中晶界共晶体进一步溶解和收缩；图6图示了根据本文提供的公开的经历维修操作中的又一步骤的图1的受损部件的示意图，其中在经历维修操作之后，晶界共晶体甚至进一步溶解并且要小得多；以及图7图示了根据本文提供的公开的用于部件的钎焊修复方法的框图。具体实施方式现在参照附图，其中展示仅是出于说明本文的主题的实施例的目的，而并非为了限制本文的主题，图1是例如燃气涡轮发动机部件的涡轮机发动机部件的示意图，所述部件在传统的钎焊修复方法之前和之后具有处于其金相组织（metallurgicalstructure）的共同的晶界低熔点共晶体，这导致晶界共晶体的熔化。应当理解的是，在传统的钎焊修复方法下，当钎焊操作在高于部件的晶界熔化温度的温度下进行时，产生不期望的晶界共晶体熔化。因此，在传统方法下，由于存在晶界共晶体，而限制了钎焊温度和在钎焊操作期间施加的对钎焊温度的加热速率。本专利技术人已认识到上述限制，并且确认了传统方法中的弱点。现在，本专利技术人教导一种新的技术，其用于具有晶界共晶部分的受损部件的钎焊或焊接修复，例如结构修复。现在参照图2，其示出了例如用于高γ'（gammaprime）镍基燃气涡轮机部件1的钎焊修复系统10的示例性实施例的框图。如图2中所示，系统10可包括加热系统100，其可操作来产生高达或超过共晶晶界的熔化温度、例如介于0和3000℃之间的温度的热。在一个实施例中，加热系统100可以是炉。炉100可以是例如具有分压的真空炉或者吸热气体热处理炉。附加地或替代地，热系统100可以是感应加热系统或其他加热系统，所述加热系统以合理的判断来选择并且可操作来产生高达或超过共晶晶界的熔化温度的热。应当认识到，当以合理的判断并且根据制品和/或其中的材料的熔化温度来选择时，也可使用能够产生比上面提到的熔化温度更低或更高的温度的炉。系统10还可包括一个或多个控制器200，其例如经由有线或无线连接15可操作地连接到炉100，并且配置成在指定或预定的时间段内控制该炉的加热温度。在图3的示例性实施例中，控制器200可包括：处理器202，其可操作地连接存储器204，用于执行由存储器204承载的控制应用300的一个或多个指令或命令；或者可操作地连接到处理器202的其他数据存储系统206，例如硬盘驱动器、固态驱动器等。该控制器还可包括用户接口（未示出），其可以是用于接收用户输入以及在显示器（未示出）上生成可显示输出的任何通用接口。控制器200还可包括网络适配器/收发器208，以便于控制器200与系统10的其他装置之间的通信，例如，用于接收和发送与炉100和/或其他冷却装置相关的操作或生产信息。应当理解的是，控制器200可由炉100来承载，即连接到该炉100，或者控制器200可远离炉100。用于控制应用300的一系列指令可包括用于使炉在特定温度下操作指定时间段的指令。附加地或替代地，控制应用300可包括：用于操作一个或多个装置以便将部件1冷却至例如室温的指令；以及用于处理例如来自炉100可操作地承载的一个或多个传感器组件的温度或温度相关的信息以便识别部件1周围的温度的指令。所述系统还可包括冷却系统、设备或装置130，其可操作地连接到炉100和/或控制器200，例如，用于冷却部件1。冷却装置130可以是与炉100或炉的系统分开的单元，该单元可操作来将其中的任何部件冷却至指定的温度或状态，例如室温。继续参照附图，并且现在参照图4-7，提供了一种用于钎焊修复部件、例如具有晶界共晶体的受损部件的方法1000。在例如从涡轮机发动机移除受损部件1之后，方法1000可开始于为修复而准备部件1的步骤，例如，这是通过从部件1机械或化学地移除任何涂层，例如金属和/或陶瓷涂层（1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n将受损部件（1）加热至第一温度，并在所述第一温度下保持第一时间段，以溶解晶界共晶体；/n冷却所述部件；/n将所述受损部件加热至大于所述第一温度的第二温度，并将所述第二温度保持第二时间段，以进一步溶解所述晶界共晶体；以及/n冷却所述部件。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：
将受损部件（1）加热至第一温度，并在所述第一温度下保持第一时间段，以溶解晶界共晶体；
冷却所述部件；
将所述受损部件加热至大于所述第一温度的第二温度，并将所述第二温度保持第二时间段，以进一步溶解所述晶界共晶体；以及
冷却所述部件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受损部件的加热是通过缓慢加热至所述第一温度和所述第二温度中的至少一个。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述缓慢加热是通过2-5℃/分钟的加热速率进行。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受损部件的加热是通过快速加热至低于所述第一温度的第一阈值温度，继之以缓慢加热至所述第一温度和所述第二温度中的至少一个。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括：
在所述部件冷却之后，在钎焊温度下钎焊修复所述受损部件。
6.如权利要求5所述的方法，还包括：
在钎焊修复所述受损部件之前，将所述部件加热至第三温度，并将所述第三温度保持第三时间段，以溶解所述晶界共晶体。
7.如权利要求7所述的方法，还包括：
在所述第三时间段之后并且在钎焊修复之前冷却所述部件。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述部件的钎焊修复在0.1小时至12小时之间。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三温度等于或大于所述第一温度和所述第二温度中的一个。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钎焊温度是通过快速加热速率达到。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述快速加热速率为大约10-30℃/分钟。
12.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钎焊温度为晶界共晶熔化温度。
13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钎焊温度等于或大于所述第一温度和所述第二温度中的任何一个，并且其中，所述钎焊温度通过快速加热速率达到。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述快速加热速率为大约10-30℃/分钟。
15.如权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述部件加热至所述第一温度之前，为修复准备所述受损部件。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，准备所述受损部件包括从所述受损部件移除任何涂层。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述涂层通过化学或机械过程移除。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，准备所述受损部件包括从所述受损部件的裂缝清除氧化物。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述氧化物通过氟离子清洁过程清除。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度高于所述受损部件的新制造部件固溶处理温度（STT）。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述第一温度高于所述STT大约10℃。
【专利技术属性】
技术研发人员：K奥兹贝萨尔，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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