通过正交试验研究了激光功率、扫描速度、送粉速度对GH738合金激光沉积修复单道熔高、熔宽、熔深等特征尺寸的影响规律, 优化了工艺参数, 获得无缺陷显微组织; 分析了多道多层沉积试样熔合不良、裂纹等缺陷产生的原因及组织、硬度分布特点。结果表明: 沉积区呈典型的外延生长柱状枝晶, 枝晶间析出少量碳化物; 相对于基体, 热影响区碳化物明显减少, 同时热影响区γ′相尺寸明显增大; 沉积区硬度为350～470 HV0.3, 热影响区硬度为450～480 HV0.3, 均明显低于基体硬度480～510 HV0.3; 且沿沉积高度方向硬度逐渐降低。

对GH738镍基高温合金贯通槽式损伤试样进行激光沉积修复, 分析了修复试样的显微组织及室温拉伸性能。结果表明：激光沉积修复区组织为典型的外延生长柱状枝晶, 枝晶垂直于基体, 并趋向激光沉积高度方向贯穿多个沉积层连续生长, 修复区中心的枝晶取向出现了较大偏转; 修复区内未发现γ′相, 且碳化物含量较少, 枝晶干上主要为富含Cr、Co的颗粒状M23C6型碳化物, 枝晶间存在少量尺寸相对较大的立方体MC型碳化物, 其Ti、Mo含量较高。相比于基体, 热影响区中γ′相的尺寸明显增大, 部分尺寸超过了200 nm, 平均间距明显增大; 热影响区内的碳化物含量减少, 且部分碳化物发生分解。激光沉积修复试样的室温抗拉强度为锻件的78.2%, 断后伸长率为锻件的69.2%。

采用有限元方法模拟研究了基体预热下多道多层激光沉积修复GH4169合金温度场和残余应力的分布及变化规律。结果表明, 基体经300 ℃预热后, 修复区温度梯度明显减小; Von Mises 热应力最大降幅为13.2%, x方向热应力最大降幅为12.9%, y方向热应力最大降幅为20.1%。进行了在相同条件下激光沉积修复试验和应力测试, 残余应力模拟结果与测试结果最大误差为8.6%, 表明模拟与测试结果是基本吻合的。