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應力消除區段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。熱氣體路徑部件可采取各種形式，諸如渦輪轉子葉片或固定輪葉，其包括引導工作流體以產生能量的翼型件。轉子葉片聯接到渦輪轉子并且用于使渦輪轉子轉動，并且固定輪葉聯接到渦輪機的殼體以朝向轉子葉片引導工作流體。

2、增材制造(諸如直接金屬激光熔化(dmlm)或選擇性激光熔化(slm))已經成為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，并且可以在該切口中聯接新的區段(本文中稱為“試樣塊”)。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、部件和金屬試樣塊通常由高溫超合金制成。使用超合金而不嵌入殘余應力的金屬試樣塊的增材制造是一種挑戰。更具體地，在增材制造之后，金屬試樣塊可能經歷殘余應力誘導現象，有時被稱為“應變時效裂紋(strain?age?cracking)”或“失塑裂紋(ductilitydip?cracking)”，這是由于在超合金的燒結后熱處理期間的γ′相析出而發生的。類似的現象也可以發生在其他金屬或金屬合金中。在不產生應力相關缺陷(例如，裂紋)的情況下可能發生的容許應力取決于所使用的金屬或金屬合金而變化。在任何情況下，金屬試樣塊中的殘余應力可能導致應力相關缺陷，這使得將金屬試樣塊與部件聯接在一起非常具有挑戰性。

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、本公開的一個方面提供了一種金屬試樣塊，該金屬試樣塊包括：增材制造(am)金屬構件，該增材制造(am)金屬構件包括具有第一孔隙率的第一區段和具有第二孔隙率的應力消除區段，第二孔隙率為開放空間體積占應力消除區段的總體積的2％至50％，第一孔隙率不同于第二孔隙率；并且其中應力消除區段具有的導熱性、拉伸強度、延展性或疲勞強度中的至少一者小于第一區段。

3、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且還包括：滲透到應力消除區段中的釬焊材料。

4、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且還包括在第一區段中的裂紋，并且其中裂紋在應力消除區段處終止，其中釬焊材料滲透裂紋。

5、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段完全嵌入在am金屬構件內。

6、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段包括在第一區段內的第一部分和延伸到am金屬構件的外表面的第二部分。

7、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：滲透到應力消除區段中的釬焊材料。

8、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且還包括在第一區段中的裂紋，其中裂紋在應力消除區段處終止，其中釬焊材料滲透裂紋。

9、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段位于am金屬構件的單層內。

10、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬構件的單層僅部分地延伸跨過am金屬構件。

11、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段至少部分地延伸跨過am金屬構件的多個層。

12、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段包括具有第一多孔區域的第一子區段和具有第二多孔區域的第二子區段，第一多孔區域和第二多孔區域中的每一者具有開放空間體積占相應多孔區域的總體積的2％至50％的孔隙率，并且其中第一多孔區域具有與第二多孔區域不同的孔隙率；并且其中第一子區段和第二子區段在導熱性、延展性或疲勞強度中的至少一者上具有差異。

13、另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)金屬試樣塊包括第一區段和應力消除區段，應力消除區段具有開放空間體積占應力消除區段的總體積的2％至50％的孔隙率，其中應力消除區段具有的導熱性、延展性或疲勞強度中的至少一者小于第一區段；以及釬焊材料，該釬焊材料將am金屬試樣塊聯接到主體中的試樣塊開口。

14、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且釬焊材料滲透到應力消除區段中。

15、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且還包括在第一區段中的裂紋，其中裂紋在應力消除區段處終止，其中釬焊材料滲透裂紋。

16、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段完全嵌入在am金屬試樣塊內。

17、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段包括在第一區段內的第一子區段和延伸到am金屬試樣塊的外表面的第二子區段。

18、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：滲透到應力消除區段中的釬焊材料。

19、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且還包括在第一區段中的裂紋，其中裂紋在應力消除區段處終止，其中釬焊材料滲透裂紋。

20、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段位于am金屬試樣塊的單層內。

21、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且am金屬構件的單層僅部分地延伸跨過am金屬構件。

22、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段至少部分地延伸跨過am金屬試樣塊的多個層。

23、另一方面包括一種形成用于修復部件的金屬試樣塊的方法，該方法包括：用增材制造(am)系統通過將金屬粉末層連續地沉積并熔融在一起來對金屬試樣塊進行增材制造，金屬試樣塊包括第一區段和應力消除區段，應力消除區段具有開放空間體積占應力消除區段的總體積的2％至50％的孔隙率，并且其中應力消除區段具有的導熱性、延展性或疲勞強度中的至少一者小于第一區段。

24、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段位于am金屬試樣塊的單層內。

25、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且其中am金屬構件的單層僅部分地延伸跨過am金屬構件。

26、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且增材制造包括使用一個或多個熔化束來將金屬粉末的層熔融在一起，并且還包括調整一個或多個熔化束的熔化區的重疊量以控制應力消除區段的孔隙率。

27、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：將金屬試樣塊定位到部件的主體中的試樣塊開口；以及用釬焊材料滲透金屬試樣塊以將金屬試樣塊聯接到主體中的試樣塊開口。

28、本公開的另一方面包括前述方面中的任一個方面，并且還包括：將釬焊材料滲透到應力消除區段中。

29、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且應力消除區段包括在第一區段內的第一子區段和延伸到金屬試樣塊的外表面的第二子區段，并且滲透包括將釬焊材料滲透到第一子區段和第二子區段中。

30、本公開的另一方面包括前述方面中的任何方面，并且第一區段包括裂紋，其中裂紋在應力消除區段處終止，其中滲透包括將釬焊材料滲透到裂紋中。

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：標識金屬試樣塊中的高應力區，與金屬試樣塊的其他區域相比，該高應力區具有較高的應力，其中增材制造包括在金屬試樣塊中的高應力區中或鄰近該高應力區形成應力消除區段。

32、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。即，本文所述的所有實施方案可以彼此組合。

33、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。