品Al+Ti镍基高温合金是沉淀强化型合金,具有优异的高温性能,在现代燃气轮机中具有举足轻重的作用。随着合金中Al、Ti含量的增加,γ’相所占的体积分数也不断增加,合金的强度也增加,但随之而来的就是热裂纹敏感性的增加,为合金服役后损伤修复带来难题。实现高γ’相高温合金部件的无裂纹焊接,发展高γ’相高温合金材料的近、等强度连接方法一直是镍基高温合金叶片与热端部件制造与维修的目标。本文以解决某型燃机工作叶片大面积腐蚀减尺和裂纹的修复问题为背景,在研究了微弧火花沉积“三明治”结构焊层加焊后热处理方式不可行的基础上,进一步研究了粉末冶金法用于难焊高温合金大面积损伤修复再制造的难点问题：一是保证修复强度的粉末材料的选择问题；二是保证修复形状的粉末成型粘结剂问题；三是保证接头性能的粉末体与三维损伤界面的连接问题；提出中国粉末冶金修复方法(China Powder Metallurgy, C-PM),并进行自主研发。针对粉末冶金法修复的难点问题一,本文研究了以高Al+Ti含量的IN738(国内牌号K438)高温合金真空雾化粉末为骨架,分别添加不同的活化烧结粉末来降低烧结温度；考察了自制的Ni10-B合金粉末、市售的Ni25自熔性合金粉以及纳米镍粉与IN738合金基体在不同温度下的润湿性。结果表明,在1150℃和1200℃下Ni10-B和Ni25与IN738高温合金基体具有良好的润湿性,可以作为活化烧结粉末添加到骨架粉中。针对难点问题二,本文重点研究了无毒、易脱出的粉末成型粘结剂组分配方,通过黏度测试以及粉末成型性试验,确定了粉末成型时粘结剂的最佳添加比；同时采用DSC差热分析以及热重分析方法研究了粉末成型后的脱脂工艺,对脱脂动力学参数进行了计算。结果表明：以PMMA为主体粘结剂并添加少量助剂的粘结剂配方能够使金属粉末常温下如橡皮泥样可塑成型；脱脂分为三个温度段,分别为(75-120℃、150-250℃和300-420℃),得到脱脂工艺为100℃保温4小时,升温至200℃保温4小时,转入真空炉升温至400℃脱脂40min,该脱脂工艺条件下,粘结剂无残留。动力学计算结果表明三段脱脂反应活化能分别为69.6205kJ·mol-1, 82.116kJ·mol-1和141.903KJ·mol-1。对于粘结剂不同组分的蒸发或热解反应,低温时每升高10℃,速率常数成倍数增加,高温区每增加50℃,其反应速率常数均增加一个数量级。针对难点三,本文重点研究了Ni10-B活化烧结粉的添加量、烧结温度、保温时间对烧结密度、界面连接、烧结显微组织、烧结区熔化温度范围以及对基体组织的影响,结果表明添加10%Ni10-B的可塑粉末经过1200℃保温2h烧结能够在IN738合金表面得到致密的烧结区和无有害相、冶金结合的接头。室温拉伸测试和900℃恒温氧化实验结果表明,接头的抗拉强度最高可达到基体合金的80%以上,接头的900℃抗氧化级别为完全抗氧化,与IN738高温合金基体氧化级别一致。900℃热疲劳结果显示,100次循环后裂纹长度与基体合金长度相当,但界面结合区抗热疲劳抗性较差,界面区缺陷和铬硼化物脆性相是导致裂纹萌生的主要原因。最后采用优化的粉末冶金修复工艺对K403高温合金叶片进行了实际修复应用研究。结果表明,采用粉末冶金修复方法能够修复再制造K403叶片损伤部位,修复接头为冶金结合；当接头问隙为8mm时,室温拉伸强度可达基体强度的80%。拓展研究了粉末冶金修复方法用于不锈钢表面制备钴基耐磨涂层的可行性,结果表明,与等离子喷涂方法比较,采用粉末冶金修复方法可以得到缺陷少,厚度大、与基体冶金结合的涂层,Fe、Co、Cr、Ni元素在界面区的互扩散是界面冶金结合的主要原因；但粉末冶金方法制备的涂层内部存在硬质相发生向界面连接区偏聚的问题。