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镍基高温合金具有优异的高温抗氧化性、耐腐蚀性和力学性能,广泛应用在能源动力、化工、航空等领域。在镍基高温合金中,稀土添加可提高合金的综合性能,尤其是对合金的高温抗氧化性具有显著的提升作用。然而在制备镍基高温合金过程中,由于稀土元素活性高在熔铸环境下极易被烧损,一方面造成稀土元素的损失,严重影响稀土元素对镍基高温合金的改性作用;另一方面,稀土元素活性强,极易向合金表面偏聚与铸模坩埚材料发生界面反应破坏合金表面质量。在稀土添加提高镍基单晶高温合金综合性能的同时,减少因稀土活性强而造成的元素烧损及界面反应十分重要。本文在第二代镍基单晶高温合金中添加Y、Y+La、Y+Ca和Y+La+Ca（各元素添加的质量分数均为0.12%）,采用熔模铸造法制备出四种不同元素成分的镍基单晶高温合金铸件。无Ca添加时,比较单一添加Y和复合添加Y+La的高温合金与Al2O3基型壳间的界面反应情况,通过对合金与型壳间界面处的形貌、组织观察和界面反应产物测定,了解稀土元素间的协同作用,并进行热力学计算分析其作用机理。添加Ca后,测定镍基单晶高温合金在Ca添加前后的稀土含量,计算相关反应的Gibbs自由能变化值分析Ca对稀土含量变化的作用机理,并通过观察比较与Al2O3基型壳间的界面反应情况间接反映Ca对合金中稀土元素收得率的影响。同时,在1100 oC下进行循环氧化试验,评估合金的抗氧化性能。结果表明,无Ca添加时,复合添加Y+La的镍基单晶高温合金与Al2O3型壳间的界面反应情况相对于单一添加Y的合金更加轻微;复合添加Y-La合金界面反应产物为Y3Al5O12（YAG）和LaAlO3（LaAP）,单一添加Y的合金界面反应产物是YAG;通过热力学计算分析得知复合添加Y+La合金界面反应更轻微的原因是:Y、La与Al2O3反应会优先生成LaAP,Y元素溶解在LaAP中而不是与Al2O3发生界面反应。并且复合添加Y+La合金的抗氧化性能也更好,氧化增重速率小,合金表面氧化层薄。添加Ca后,合金中的稀土含量明显提高,这是因为在熔铸环境中Ca会优先于Y、La与氧元素结合,从而减少了合金中稀土元素的损失。