工艺技术2022年第12期/第71卷1565DZ40M合金叶片粘砂缺陷分析及改进措施刘国库1,张海华1,张玲2（1.海军驻沈阳地区军事代表室，辽宁沈阳110016；2.沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室，辽宁沈阳110022）摘要：采用扫描电镜分析了DZ40M合金与刚玉型壳反应形成的粘砂缺陷，结果表明：合金中的C、Cr元素与型壳面层的α-Al2O3及活性SiO2发生界面化学反应，产生粉红色反应层。采用EC95粉作为型壳面层材料能减轻DZ40M合金和型壳的界面反应；CTA抑制剂能有效抑制DZ40M合金和型壳面层的界面反应。关键词：DZ40M合金；陶瓷型壳；粘砂；EC95粉；界面反应作者简介：刘国库（1978-），男，本科，主要从事航空及舰船动力研究工作。E-mail:liuguoku81@163.com通讯作者：张海华，男，硕士。E-mail:zjlworkmail@163.com中图分类号：TG249文献标识码：A文章编号：1001-4977（2022）12-1565-04收稿日期：2022-08-11收到初稿，2022-08-25收到修订稿。DZ40M合金是在X40合金的基础上，通过调整添加Al、Ti、Zr等微量元素，进行微合金化和应用定向凝固技术发展而成的一种定向凝固钴基高温合金[1]。钴基铸造高温合金实质上是Co-Ni-Cr三元系为基的合金，由于含有较多的铬（一般在20%以上），所以抗氧化耐腐蚀性能良好[2]；钴基铸造高温合金持久性能的拉逊-米勒曲线变化比较平缓，所以在更高温度承受的应力要高于镍基铸造高温合金；同时，大多数钴基铸造高温合金的初熔温度一般都高于镍基铸造合金，因此钴基铸造高温合金被应用于航空发动机和燃气轮机的导向叶片。某发动机高压涡轮空心导向叶片采用DZ40M合金定向凝固铸造工艺制造，生产过程中铸件表面粘砂严重，叶片铸件荧光显示夹杂率高，直接影响了叶片铸件的合格率和生产周期。本研究通过对该导向叶片粘砂缺陷类型及特征的分析，初步确定粘砂缺陷的形成机制，并通过对叶片精铸过程中制壳工艺的改进，减轻了叶片铸件的粘砂缺陷，提高了叶片的成品率。1试验材料与方法1.1试验材料试验用合金材料为DZ40M，其化学成分见表1。试验用陶瓷型壳面层耐火粉料分别选用320#EC95粉和320#电熔白刚玉粉，其粒度分布和化学成分检测结果见表2和表3。制壳用粘结剂材料为硅溶胶，其技术要求见表4。表1DZ40M合金化学成分Table1ChemicalcompositionsofDZ40MalloywB/%C0.4~0.5Ni9.5~11.5Mo0.1~0.5Ta0.1~0.5Zr0.1~0.3Co余量Cr24.5~26.5W7.0~8.0Ti0.1~0.3Al0.7~1.2B0.008~0.018表2耐火粉料粒度分布Table2Particlesizedistri...
