王丽丽,李嘉荣,唐定中,刘世忠

(北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室， 北京 100095)



SiO2-ZrO2陶瓷型芯与DZ125，DD5和DD6三种铸造高温合金的界面反应

王丽丽,李嘉荣,唐定中,刘世忠

(北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室， 北京 100095)

采用热压注工艺制备以钙稳定氧化锆为矿化剂的SiO2-ZrO2陶瓷型芯试板，继而通过定向凝固分别在1510℃和1530℃制备SiO2-ZrO2型芯与DZ125，DD5和DD6三种高温合金的界面反应空心试板，将空心试板于相同高度处横向剖开，对获得的合金/型芯界面反应试样的微观形貌进行SEM和EDS分析。结果表明，SiO2-ZrO2陶瓷型芯在1500℃以上的高温化学稳定性差，与DZ125，DD5和DD6合金均发生不同程度的界面化学反应，反应产物类型与合金成分密切相关。对于Hf含量较高的DZ125合金来说，合金中Hf与SiO2-ZrO2型芯中的SiO2反应生成HfO2，并在合金表面富集，阻止了合金中Al与型芯的反应。对于Hf含量较低的DD5，DD6合金来说，合金与SiO2-ZrO2型芯界面反应的产物是Al2O3，其由合金中Al与SiO2反应生成，而矿化剂钙稳定氧化锆对这一界面反应有促进作用。

SiO2-ZrO2陶瓷型芯;DZ125;DD5;DD6;界面反应；钙稳定氧化锆

定向凝固柱晶、单晶高温合金等铸造高温合金具有优良的高温综合性能，是目前制备先进航空发动机空心涡轮叶片的优选材料[1,2]，而硅基陶瓷型芯易脱芯、抗热震性好，是制备叶片空心结构的重要材料。根据矿化剂类型的不同，硅基陶瓷型芯可分为SiO2型芯、SiO2-ZrSiO4型芯、SiO2-Al2O3型芯、SiO2-ZrO2型芯和SiO2-莫来石型芯等[3]，其中SiO2-ZrSiO4型芯与SiO2-Al2O3型芯在国外定向、单晶空心叶片的生产研制中获得大量应用，北京航空材料研究院采用SiO2-ZrSiO4型芯成功研制了多种型号的合格DD5，DD6单晶空心叶片。……