本公開整體涉及部件修復，并且更具體地，涉及使用具有多孔區域的金屬試樣塊進行部件修復。

背景技術：

1、工業部件有時需要修復。例如，在渦輪機中用于引導工作流體以產生能量的熱氣體路徑部件可能需要修復。熱氣體路徑部件可以采取多種形式，諸如包括引導工作流體以形成能量的翼型件的渦輪旋轉葉片或固定導葉。旋轉葉片聯接到渦輪轉子并且用于使渦輪轉子轉動，并且固定導葉聯接到渦輪機的殼體以將工作流體朝向旋轉葉片引導。

2、諸如直接金屬激光熔化(dmlm)或選擇性激光熔化(slm)的增材制造已成為用于制造工業部件的可靠制造方法。增材制造技術的出現還提供了替換部件的區段(諸如渦輪機噴嘴的前緣或后緣的一部分)的能力。例如，渦輪機噴嘴的前緣的一部分可以被移除，從而在噴嘴中留下切口，并且可以將新區段(本文中稱為“試樣塊”)聯接在該切口中。試樣塊被增材制造成具有至少大致匹配切口形狀的形狀。試樣塊可以替換用過的渦輪機噴嘴的區段或者作為新渦輪機噴嘴的一部分進行添加。

3、然而，替換試樣塊由與部件的移除部分相同的材料和外部結構制成。因此，替換試樣塊會遭受與原始部件和/或切口相同的缺點中的一些缺點，而并未改善一般性能特性，諸如試樣塊強度、抗氧化性、循環疲勞、抗應力性/抗應變性、延展性、耐磨性、導熱性或導電性和/或減小的質量。使用單一釬焊材料將替換試樣塊聯接到部件，這阻止了改善上面列出的一般性能特性以及與接合部有關的附加性能特性，諸如增加接合部粘合劑粘結強度和可靠性，以及減少所需的釬焊后加工/混合。使用與移除的切口實質上相同的試樣塊也不允許降低替換試樣塊的高材料成本。

技術實現思路

1、下文提到的所有方面、示例和特征可以以任何技術上可能的方式組合。

2、本公開的一方面提供了一種部件，該部件包括：主體；增材制造(am)金屬試樣塊，該增材制造(am)金屬試樣塊具有帶有第一孔隙率的第一多孔區域，該第一孔隙率為開放空間體積占第一多孔區域的總體積的2％至50％；以及釬焊材料，該釬焊材料將am金屬試樣塊聯接在主體中的試樣塊開口中，該釬焊材料包括至少基于第一孔隙率的特性而滲透到第一多孔區域中的第一區段。

3、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬試樣塊還包括具有不同于第一孔隙率的第二孔隙率的第二多孔區域，并且其中釬焊材料包括至少基于第二孔隙率的特性而滲透到第二多孔區域中的第二區段。

4、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬試樣塊包括位于第一多孔區域與第二多孔區域之間的可變孔隙率區域。

5、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且主體具有不同于第一孔隙率和第二孔隙率兩者的第三孔隙率。

6、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率為開放空間體積占第一多孔區域的總體積的10％至40％。

7、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬試樣塊具有部件的主體中的試樣塊開口的近凈形狀。

8、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，am金屬試樣塊包括該am金屬試樣塊中的冷卻通道。

9、本公開的一方面包括一種部件，該部件包括：主體；增材制造(am)金屬試樣塊，該增材制造(am)金屬試樣塊包括具有第一孔隙率的第一多孔區域以及具有不同于第一孔隙率的第二孔隙率的第二多孔區域；以及釬焊材料，該釬焊材料將am金屬試樣塊聯接在主體中的試樣塊開口中，釬焊材料至少基于第一孔隙率的特性并且至少基于第二孔隙率的特性而滲透到第一多孔區域和第二多孔區域中的至少一者中。

10、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且主體具有不同于第一孔隙率和第二孔隙率兩者的第三孔隙率。

11、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬試樣塊包括位于第一多孔區域與第二多孔區域之間并且包括該第一多孔區域和該第二多孔區域的可變孔隙率區域。

12、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率在以下特性中的至少一個特性方面不同于第二孔隙率：開放空間體積占總體積的百分比、孔形狀、孔大小、孔數量和孔連接通道。

13、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率高于第二孔隙率，并且第一多孔區域在其中包括比第二多孔區域多的釬焊材料。

14、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且至少一個不同物理特性選自包括以下各項的組：接合部粘合劑粘結強度、試樣塊強度、抗應力性/抗應變性、延展性、耐磨性、抗氧化性、循環疲勞、導熱性、導電性、表面粗糙度、硬度和質量。

15、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面并且還包括：限定在am金屬試樣塊中的冷卻通道。

16、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一多孔區域位于金屬試樣塊的被構造用于接合到主體的邊緣的至少一部分中，并且第二多孔區域與第一多孔區域的至少一部分相鄰。

17、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率和第二孔隙率分別介于開放空間體積占第一多孔區域和第二多孔區域的總體積的2％至50％。

18、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率和第二孔隙率分別介于開放空間體積占第一多孔區域和第二多孔區域的總體積的10％至40％。

19、本公開的一方面包括一種氣體渦輪，該氣體渦輪包括：渦輪組件；以及至少一個部件，該至少一個部件包括：主體；增材制造(am)金屬試樣塊，該增材制造(am)金屬試樣塊包括具有第一孔隙率的第一多孔區域以及具有不同于第一孔隙率的第二孔隙率的第二多孔區域；以及釬焊材料，該釬焊材料將am金屬試樣塊聯接在主體中的試樣塊開口中，釬焊材料至少基于第一孔隙率的特性并且至少基于第二孔隙率的特性而滲透到第一多孔區域和第二多孔區域中的至少一者中。

20、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬試樣塊包括位于第一多孔區域與第二多孔區域之間并且包括該第一多孔區域和該第二多孔區域的可變孔隙率區域。

21、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率高于第二孔隙率，并且第一多孔區域在其中包括比第二多孔區域多的釬焊材料。

22、本公開的一方面包括一種將金屬試樣塊聯接在部件中的方法，該方法包括：增材制造具有第一多孔區域和第二多孔區域的金屬試樣塊，該第一多孔區域具有第一孔隙率，該第二多孔區域具有不同于第一孔隙率的第二孔隙率；將該金屬試樣塊定位在該部件的主體中的試樣塊開口中；以及利用釬焊材料滲透金屬試樣塊以將金屬試樣塊聯接在主體中的試樣塊開口中，其中該滲透包括至少基于第一孔隙率的特性并且至少基于第二孔隙率的特性而將釬焊材料滲透到第一多孔區域和第二多孔區域中的至少一者中。

23、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且其中具有釬焊材料的第一多孔區域和第二多孔區域具有至少一個不同物理特性。

24、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且該增材制造包括形成金屬試樣塊，該金屬試樣塊具有位于第一多孔區域與第二多孔區域之間并且包括該第一多孔區域和該第二多孔區域的可變孔隙率區域。

25、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且利用釬焊材料來滲透金屬試樣塊包括基于第一孔隙率的特性而使得釬焊材料行進穿過并滲透第一多孔區域，基于可變孔隙率區域的特性而使得釬焊材料行進穿過并滲透可變孔隙率區域，并且基于第二孔隙率的特性而使得釬焊材料行進穿過并滲透第二多孔區域。

26、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率在以下特性中的至少一個特性方面不同于第二孔隙率：開放空間體積占總體積的百分比、孔形狀、孔大小、孔數量和孔連接通道。

27、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一孔隙率高于第二孔隙率，并且其中該滲透包括利用比第二多孔區域多的釬焊材料來滲透第一多孔區域。

28、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且至少一個不同物理特性選自包括以下各項的組：接合部粘合劑粘結強度、抗應力性/抗應變性、延展性、耐磨性、抗氧化性、導熱性、導電性、表面粗糙度、硬度和質量。

29、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且該增材制造包括在金屬試樣塊中形成冷卻通道。

30、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且該滲透包括使用真空釬焊、感應釬焊或惰性氣體氣氛加熱。

31、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面并且還包括在增材制造之前：在主體中形成被構造為接納金屬試樣塊的試樣塊開口；以及創建試樣塊開口的模型，其中該增材制造包括基于試樣塊開口的模型來制造金屬試樣塊。

32、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且該增材制造包括基于試樣塊開口的模型而將金屬試樣塊制造為試樣塊開口的近凈形狀。

33、本公開的一方面涉及一種將金屬試樣塊聯接在部件中的形成金屬試樣塊的方法，該方法包括：創建部件的主體中的試樣塊開口的模型；以及基于試樣塊開口的模型來增材制造(am)金屬試樣塊，該金屬試樣塊至少包括具有第一孔隙率的第一多孔區域以及具有不同于第一孔隙率的第二孔隙率的第二多孔區域，由此在使用釬焊材料將金屬試樣塊聯接在試樣塊開口中之后，不同的第一孔隙率和第二孔隙率形成不同物理特性。

34、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且該增材制造包括基于試樣塊開口的模型而將金屬試樣塊制造為試樣塊開口的近凈形狀。

35、本公開中描述的兩個或更多個方面(包括本概述部分中描述的那些方面)可以組合以形成本文未具體描述的具體實施。也就是說，本文中所描述的所有實施方案可以彼此組合。

36、在以下附圖和描述中闡述一個或多個具體實施的細節。根據說明書和附圖以及權利要求書，其他特征、目的和優點將是顯而易見的。