[发明专利]合金、焊接制品及焊接方法

说明书

本发明公开一种合金，所述合金包含以重量计约13%重量至约17%重量铬、约16%重量至约20%重量钼、约1.5%重量至约4%重量硅、约0.7%重量至约2%重量硼、约0.9%重量至约2%重量铝、约23%重量至约27%重量镍、约0.8%重量至约1.2%重量钽和余量钴。该合金相对于T800包含减少的硅化钼Laves相出现。本发明还公开包括制品和结合到制品的焊接填料沉积物的焊接制品。焊接填料沉积物包括包含合金的焊接填料。本发明还公开一种焊接方法，所述方法包括将焊接填料施加到制品，并形成焊接填料沉积物。

发明领域

本发明涉及合金、焊接制品和焊接方法。更具体地讲，本发明涉及合金、加入合金的焊接制品和使用合金的焊接方法，其中合金相对于T800包含减少的硅化钼Laves相出现。

发明背景

难焊接(HTW)合金，例如镍基超合金和某些铝钛合金，由于其γ'相和各种几何限制，易于发生γ'相应变老化、熔融和热破裂。在γ′相以大于约30%体积分数存在时，这些材料还难以结合，这可在铝或钛含量超过约3%时发生。本文所用“HTW合金”为显示熔融、热和应变老化破裂且因此实际上难以焊接的合金。

这些HTW合金可加入涡轮发动机的组件，例如，翼片、叶片、带冠叶片、导叶、叶冠、施加到带冠涡轮叶片的冠间接触表面(inter-shroud contact surface)的接触垫板(contact pad)、燃烧器、旋转涡轮机组件、轮、密封、具有HTW合金的3d制造组件及其它热气通道组件。本文所用“叶片”(blade)与“动叶”(bucket)同义，“叶轮”(vane)与“导叶”(nozzle)同义。由于通常优良的操作性能，特别是对于经历最极端条件和应力的某些组件，加入这些HTW合金可能合乎需要。

带冠叶片通常由镍基超合金或设计在高温保持高强度的其它高温超合金制成。叶冠和互锁凹口的材料可能缺乏足够硬度，以致于不能经受在涡轮发动机启动和关闭期间在带冠叶片分别扭转到“互锁”和“非互锁”位置时发生的磨损应力和摩擦。由于叶冠和互锁凹口的典型材料的相对低洛氏硬度，互锁可能磨损，在叶冠之间产生缝隙口，从而使翼片扭转并进一步变形，甚至可能在工作期间非常不期望的振动，由此对叶片传递额外较高应力，这可很快引起叶片破裂，随之发生涡轮机故障。可将接触垫板加到互锁凹口的冠间接触表面，以恢复磨损互锁凹口的互锁能力。然而，在接触垫板和冠间接触表面之一或二者加入HTW合金时，使用期望的焊接技术将接触垫板结合到冠间接触表面不切实际，所述焊接技术例如气体钨极弧焊、保护金属极弧焊、等离子弧焊、激光束焊接和电子束焊接。

发明概述

在一个示例性实施方案中，合金包含以重量计约13%重量至约17%重量铬、约16%重量至约20%重量钼、约1.5%重量至约4%重量硅、约0.7%重量至约2%重量硼、约0.9%重量至约2%重量铝、约23%重量至约27%重量镍、约0.8%重量至约1.2%重量钽和余量钴。该合金相对于T800包含减少的硅化钼Laves相出现。

在另一个示例性实施方案中，焊接制品包括制品和结合到制品的焊接填料沉积物。焊接填料沉积物包括焊接填料。焊接填料包括合金，其中合金包含以重量计约13%重量至约17%重量铬、约16%重量至约20%重量钼、约1.5%重量至约4%重量硅、约0.7%重量至约2%重量硼、约0.9%重量至约2%重量铝、约23%重量至约27%重量镍、约0.8%重量至约1.2%重量钽和余量钴。

在另一个示例性实施方案中，焊接方法包括将焊接填料施加到制品，并形成包含焊接填料的焊接填料沉积物。焊接填料沉积物结合到制品。焊接填料包括合金，其中合金包含以重量计约13%重量至约17%重量铬、约16%重量至约20%重量钼、约1.5%重量至约4%重量硅、约0.7%重量至约2%重量硼、约0.9%重量至约2%重量铝、约23%重量至约27%重量镍、约0.8%重量至约1.2%重量钽和余量钴。

通过以下优选实施方案的更详细描述并结合附图，本发明的其它特征和优点将显而易见，这些附图以实例说明本发明的原理。

本发明包括以下方面：