吴笑非，姚建省，王丽丽，董龙沛，武振强，沈 滨，杨小薇

(中国航发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)

精密铸造是高温合金成型的重要手段之一，是制备航空发动机涡轮叶片的主要方法。而陶瓷型壳技术亦是精密铸造过程的关键技术，其技术水平的高低直接决定涡轮叶片的尺寸精度、冶金质量及合格率水平。在涡轮叶片研制过程中，陶瓷型壳将与1500 ℃以上的高温熔体直接接触，时间长达数十分钟甚至一两个小时。这不但要求型壳具有足够的高温强度及尺寸稳定性，同时还要求其具有优异的热化学稳定性[1-3]，恶劣的使用环境对陶瓷型壳提出了更高的要求。

随着高温合金成分设计的日趋复杂，叶片内腔结构也由空心逐渐过渡到更加复杂的双层壁冷却结构，这对定向凝固工艺要求更为苛刻，高温熔体与陶瓷型壳的界面反应问题逐渐显现[4-7]，高温合金与陶瓷材料的相互作用机制成为涡轮叶片定向凝固的研究热点之一[8-10]。Dina等[11]研究了CMSX-4单晶合金与陶瓷材料的界面反应问题，认为合金中的Cr元素在界面反应过程中具有重要作用，Cr元素的氧化物通过气相传递的方式掺杂到陶瓷表面，而并非与陶瓷组分发生氧化还原反应； Wang等[12]也对CMSX-4单晶高温合金的界面反应问题进行了系统研究，认为合金中的Hf,Al,Ti,C等活性元素在界面反应中起到了至关重要的作用，但没有提到Cr元素对界面反应的影响；李飞等[13]研究了DZ22B高温合金与陶瓷型壳的界面反应，认为粘砂机制是以高温界面反应为辅，热机械渗透为主，并提出添加一定比例的粘砂抑制剂能够有效抑制叶片的粘砂缺陷；……