CN101628331B - 具有保护层的合金铸件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了具有保护层的合金铸件及其制造方法。本发明尤其涉及合金铸件(12)，其具有设置在铸件(12)的表面(16)上的保护层(14)。该保护层(14)抵抗液态金属的侵蚀，并且其中该保护层(14)包括存在于所述合金中的元素的氧化物。还提供了在合金铸件表面上形成保护层的方法。该方法包括将合金置于模具内，以及氧化该合金中的元素以在铸件表面上形成保护层。

Description

具有保护层的合金铸件及其制造方法
技术领域
本发明一般性涉及合金铸件(alloy casting)领域，特别涉及液体冷却的合金铸件(liquid cooled alloy casting)及其制造方法。
背景技术
一般的，超合金铸件通过在模具中高于大约700℃的高温下在模具中浇注熔融金属形成。典型地，模具被放入液态金属浴以冷却模具，并促进熔体的凝固。合意的是在液态金属浴中使用这样的金属，其具有相对低的密度、低熔点(低于700℃)和低成本。典型地被用于金属浴中的金属包括锂(186℃)，钠(98℃)，镁(650℃)，铝(660℃)，钾(63℃)，锌(419℃)，铟(156℃)，锡(232℃)，锑(630℃)，铯(28℃)，碲(450℃)，等等。金属如锂，钠，钾和铯具有低的熔融温度，但它们很易燃，因此导致安全问题。另一方面，金属如锌和锑具有低的蒸气压，由于此这些金属会蒸发从而导致铸造合金存在被污染的危险。其他的一些金属，如汞，本质上是有毒的。铝和锡通常作为液态金属浴中的优选金属。铝比锡的熔点高。值得注意的是，铸件和冷却剂(液态金属浴)之间的热传递是温差的函数，因此，液态锡由于其更低的熔点，通常比液态铝更优选用于从铸件上移除热量。
由于浇铸过程中涉及非常高的温度，模具容易产生裂纹。例如，模具和其内部的超合金之间的热膨胀系数不匹配，可能导致模具中产生裂纹。一旦裂纹形成，液态锡可以渗入模具并污染铸件。液态锡侵蚀铸件表面，导致铸件表面的蚀坑。值得注意的是，蚀坑是从表面向铸件芯部延伸的缺陷。蚀坑的产生是由于锡与超合金的组分发生反应生成锡化合物。
避免在这些铸件表面产生蚀坑的貌似合理的解决办法是制造不会开裂的模具，从而阻止液态金属接触到铸件表面。然而，不可能制造出这样的模具。另外，由于铸件和模具间的热膨胀不匹配，这种坚固的模具可能导致铸件开裂。
因此，需要为铸件提供抗液态金属侵蚀层(a liquid metal attack resistant layer)，以通过减少或消除铸件上的蚀坑来改善铸件的表面光洁度。
发明内容
根据本发明技术的一个方面，提供了在合金铸件表面上设置有保护层的合金铸件。该保护层抵抗液态金属的侵蚀，其中所述保护层包括在所述合金中存在的元素的氧化物。
根据本发明技术的另一个方面，提供了在铸件表面上设置有连续的天然氧化物层的镍基合金铸件(a casting of a nickel-based alloy)。该天然氧化物层抵抗液态金属的侵蚀。
根据本发明技术的又一个方面，提供了在合金铸件表面上形成保护层的方法。该方法包括将合金置于模具内，以及氧化所述合金中的元素以在所述铸件的表面上形成保护层。
根据本发明技术的又一个方面，提供了在铸件上形成氧化铝层的方法。该方法包括提供在内表面上设置有内涂层的模具，将合金置于模具内，其中所述合金中的至少一部分铝还原了所述内涂层中的一部分成分以形成氧化铝。
根据本发明技术的又一个方面，提供了在铸件上形成氧化铝层的方法。该方法包括提供模具，将合金置于所述模具内以形成铸件，以及在模具中提供氧化性气氛用以氧化存在于所述合金中的至少一部分铝。
附图说明
当结合附图阅读下列具体实施方式时，将使得本发明的这些以及其他特征、方面和优点变得更容易被理解，所述附图中相似的附图标记在全部附图中表示相似的部件，其中：
图1是根据本发明技术的某些实施方案的具有保护层的铸件的透视图；
图2是流程图，用以举例说明根据本发明技术的某些实施方案的具有保护层的铸件的形成方法；
图3是根据参考图2中描述的示范方法，用于形成具有保护层的合金铸件的装置的断面侧视图；和
图4-5是流程图，用以举例说明根据本发明技术的某些实施方案，在铸件上形成保护层的替换性方法。
具体实施方式
这里描述的是具有保护层的合金铸件及其制造方法，该保护层抵抗液态金属的侵蚀。图1是包括合金材料和保护层14的合金铸件12的透视图。作为这里使用的，术语“合金”包括超合金，是指能耐受高温和高应力的合金(拉伸，热，振动和冲击)。在某些实施方案中，该合金可包括镍、钴、铁、钛或它们的组合。该合金也可包括相对低含量的钼、钨、铌或其他耐火金属中的一种或多种。在某些实施方案中，该合金包括铝。
在某些实施方案中，本发明技术促进改善了铸造合金部件的表面光洁度。传统的通过液态金属冷却铸造工艺制造出的合金铸件部件含有蚀坑，这归因于合金和液态锡冷却剂之间发生反应。本发明技术消除或至少减少了合金铸件12的表面16和液态金属冷却剂之间的反应，这是通过在合金铸件12的表面16上提供实质上不可渗透的保护层14而实现的。在某些实施方案中，保护层14包括存在于合金中的元素的氧化物。在一个例子中，保护层14可包括氧化铝。在一个实施方案中，镍基合金包括在铸件12表面上设置有连续的天然氧化物层，例如氧化铝层。在这个实施方案中，天然氧化物层抵抗液态金属的侵蚀。保护层14既可以通过模具内表面上的内涂层(表面涂层)与合金发生反应制得(该内涂层经选择以与合金中的铝发生反应)；也可以通过在对合金中的铝成氧化性但是对于合金中的镍、钴或耐火金属的反应性较低的气氛下制造铸件来获得。
在某些实施方案中，保护层14可包括氧化物层，该氧化物层用以抵抗液态金属的侵蚀。在该实施方案中，保护层14防止液态金属污染合金的金属或与合金的金属发生反应。保护层14可包括天然氧化物，即，存在于合金中的一种或多种元素的氧化物。这某些实施方案中，氧化铝构成了氧化物层14的大部分。其他氧化物，例如氧化铬，当铬作为合金中的一种元素存在时也可能形成。
典型地，保护层14形成在底部面(即接近模具底部的面)和与模具侧壁相邻的侧壁上。保护层14实质上是连续的遍及铸件12的表面16。作为这里使用的，术语“实质上连续的”体现了如下情况：铸件12的表面16的小部分可以没有保护层14在其上。该小部分可以是数微米范围内。这样的间断可能是由于几个因素造成的，这些因素在铸造过程中无法控制。例如，该间断可能是由于形成氧化物的氧或金属(用以被氧化)的差的利用率而造成的。氧化物层的厚度可以或可以不均匀遍及合金铸件的表面。铸件上的保护层的厚度可以是在大约0.5微米到大约50微米的范围内。在一个实施方案中，至少一部分保护层是在浇铸熔体的同时形成的。在一个实施方案中，合金铸件包括镍基合金，其上具有在铸件表面设置的连续的天然氧化物层。
在某些实施方案中，本发明技术的合金铸件可被用于燃气轮机应用的翼面、结构零件、外壳(casing)、环、燃气轮机应用的排气和氧化部件、机身应用的飞行结构和部件、汽车工业的涡轮增压器叶轮和轮子、和其他“高应力”部件。
在某些实施方案中，提供了在合金铸件表面上的保护层的形成方法。图2举例说明了表示制造具有保护层的合金铸件的示范性方法的流程图18。在块20，合金被浇注到模具中。在块22，合金中的元素被氧化，以在铸件表面上形成保护层。用于实施有关图2描述的方法的示范性装置在图3中举例说明。
如图3中所举例说明的，装置24包括放入液态金属浴28中的模具26。装置24被典型地放入具有受控气氛的容器中。例如，容器可以包括炉子。模具26适合于接收合金30，该合金被倒入模具中，如箭头32说明的。
模具26可以是陶瓷模具。例如，模具26由氧化锆、锆石、氧化硅、氧化铝或它们的组合制成。模具26经构造以经受合金30的高温至合理程度。即，除了形成一个或多个微裂纹(未显示)以外，陶瓷模具26在接受合金30后或多或少的保持整体。合金30凝固以形成铸件36的进程从模具26的底部38到顶部40发生。在模具产生裂纹的情况下，该裂纹可能允许液态金属34通过裂纹渗入，并污染合金铸件。为了防止由于液态金属34进入导致铸件36污染，在本发明技术的某些实施方案中，使得能够在铸件36的表面44上沉积或形成保护层42。保护层42开始沉积在铸件底部壁46，并逐渐沿着铸件36的侧壁48发展。如关于图4将要详细讨论的，在一些实施方案中，模具26包括在模具26的内表面上的涂层50。在这些实施方案中，合金30的一种或多种元素可以还原模具26的内涂层50的一种或多种成分，以在铸件36的表面46和48上形成保护层42。可选择的，如结合图5将要被详细描述的，保护层42可以通过在铸件36凝固之前、期间或之后立即向铸件36提供氧化环境而形成。由此形成的铸件36包括保护层42，其主要地与铸件36连接。但是，在一些情况下，一部分保护层42可能连接到模具26上。随着铸件36的温度降低，铸件36可能会收缩并和至少一部分保护层42一起离开模具壁。在一个实施方案中，至少一部分保护层42没有连接到模具26的表面。
图4举例说明了流程图54，用以在铸件上沉积保护层。在块56，提供了模具，该模具内表面上设置有涂层。该内涂层可与合金中的至少一种元素发生反应。另外，内涂层可以对于合金中的其他元素是惰性的或非反应性的。在某些实施方案中，内涂层可包括氧化铬、氧化铌、氧化钛、氧化钽、氧化硅、锆石、氧化钇或它们的组合。在块58，将合金置于模具内。在一种实例中，存在于合金中的一部分铝还原了存在于内涂层中的至少一部分成分，例如氧化硅(氧化硅)，以在铸件的表面上形成氧化铝层。除了氧化铝之外，其他的氧化物例如氧化铬也可存在于氧化物层中。
图5图示了流程图60，其描述了在铸件上形成保护层的示范性方法。在块62，提供了模具，如先前讨论的，模具可以是陶瓷模具。在块64，合金被设置在模具中以形成铸件。在块66，氧化性气氛被引入模具中，以氧化存在于合金中的至少一部分铝。该氧化性气氛可在合金凝固之间、期间或之后立即被引入。在一个实施方案中，氧化性气氛包括被惰性载体稀释后的氧源。氧源的非限制性例子可包括氧气、一氧化碳、二氧化碳、水气或它们的组合。在一个例子中，惰性载体可包括氩气。在一个实施方案中，氧化性气氛占氧源和惰性载体的混合物总量大约2％到大约20％。在一个例子中，氧化性气氛包含大约10％一氧化碳和大约90％氩气。
实验
应用于下面实施例中的陶瓷模具在实验室设施被制造，其利用了通常在熔模铸造(investment casting)产业中实践的模具建造程序。用于建造模具的成分，例如氧化铝、氧化锆、锆石和氧化硅，可从许多陶瓷粉末供应商处获得，例如Brenntag Specialties Inc.(1000Coolidge Street，South Plainfield，NJ 07080)和NortonMaterials(1 New Bond Street，Worcester，MA01615-0137)。氩气、CO和CO2气从Airgas East(325 McCansland Court，Cheshire，CT 06410)处获得。定向凝固炉从ALD Vacuum Technoloy(Wilhelm-Rohn-Strausse 35，63450Hanau，Germany)处获得。
实施例1
具有氧化铝基内表面(面涂层)的陶瓷模具被使用。模具的内表面通过浆料制备，该浆料由氧化铝粉混合入氧化硅胶体中形成。将消耗性铸型(fugitivepattern)(如蜡)浸入浆料，然后将干氧化铝颗粒筛分到新浸渍过的铸型上，以形成模具内表面。将浆料浸渍步骤和氧化铝筛分步骤重复两次。在这两个内表面层之后，浆料浸渍步骤和氧化铝筛分步骤被重复十多次，但更大的氧化铝颗粒被用于这些后备层(backup layer)。在随后的涂层应用之前，每一涂层的浆料和颗粒被空气干燥。通过蒸汽高压釜将消耗性铸型从模具上取出。随后，模具被烧到大约1000℃的温度一段时间，从而有效地稳定模具。氧化铝基模具随后被放入定向凝固炉中，专门配备有一罐液态锡被用于铸造期间的额外冷却。在定向凝固炉中，模具在真空中首先被预热到从大约1500℃到大约1550℃的温度范围内的温度。
分别的，镍基超合金装料被在坩锅中熔化，熔融合金在真空环境下被置于预热的模具中。超合金包括7.5wt％Co、9.75wt％Cr、4.2wt％Al、7.5wt％Ti、0.5wt％Nb、4.8wt％Ta、1.5wt％Mo、6wt％W、0.15wt％Hf、0.08wt％C、0.009wt％B，余量为Ni。装有熔融超合金的模具随后从加热器中取出，并浸入熔融锡罐中，也在真空环境中。在完成取出时，液态锡冷却后的模具被从锡罐中取出，模具上有开裂现象，锡进入模具内部。模具随后被机械敲松，暴露出凝固的超合金铸件。发现铸件被锡包裹，锡在液态锡增强的凝固工艺中成功进入模具内部。超合金铸件周围的锡材料随后被用机械方法以及化学清洗除去。化学清洗锡材料之后，超合金铸件表面被视觉检查或在低倍显微镜下检查，以确定锡与金属表面反应形成表面蚀坑的程度。
在这个实施例中，在真空环境下在铸造中使用具有氧化铝基内表面的模具时，超合金铸件的表面发现高度的锡蚀坑。高程度的表面蚀坑被认为不受欢迎的。
实施例2
在这个实施例中，具有氧化铝基内表面的类似于实施例1的陶瓷模具，被用于液态锡冷却的定向凝固试验。在这个第二实施例中，然而，模具预热、超合金熔化、模具取出和锡浸渍步骤，在流动气体混合物中实施，该流动气体混合物包括含有10％CO的氩气，而不是实施例1中用的真空。含10％CO的氩气混合物的流速被设定在每小时5立方英尺。
使用含有10％CO的氩气混合物制得的铸造产物，也显示出在超合金铸件表面上具有高度锡侵蚀。第二个实施例因此显示出，当在液态锡冷却的定向凝固工艺中使用具有氧化铝基内表面的陶瓷模具时，含有10％CO气体的氩气混合物并没有改善超合金铸件的表面质量。
实施例3
在这个实施例中，具有硅酸锆(锆石)基内表面(面涂层)的陶瓷模具被使用。这个实施例中使用的模具的内表面通过浆料制备，该浆料是通过在胶体硅中混合锆石粉形成。将消耗性铸型浸入浆料，然后将干氧化铝颗粒筛分到新浸渍过的铸型上，以形成模具内表面。将浆料浸渍步骤和随后的氧化铝筛分步骤重复两次。在形成两个内表面层时，如实施例1中描述的步骤被用于制造另外的十个后备层。模具随后被烧到大约1000℃一段有效地稳定所述模具的时间。
在这个实施例中使用的陶瓷模具因此仅在内表面的组成上不同于实施例1和实施例2中使用的。该模具的内表面包括锆石加上胶态氧化硅混合物，而实施例1和实施例2中使用的模具的内表面包括氧化铝加上胶态氧化硅混合物。
该具有锆石基内表面的模具通过如实施例1所述程序用于定向凝固试验中。生成的超合金铸件被发现在铸件表面上显示出中等程度锡侵蚀。这个实施例显示了当液态锡冷却的定向凝固工艺在真空中实施时，使用锆石基模具适度改善超合金铸件的表面质量。
对于这个实施例制造的超合金铸件表面的测试，显示出在该超合金铸件表面上形成了一定程度上连续层的氧化物。铸造超合金的表面上形成的氧化物层被发现占优的是氧化铝，特别是在与超合金材料相近的区域中。超合金铸件表面上形成的氧化铝基氧化物被断定为对在超合金铸件的表面观察到的锡蚀坑的减少水平负责。
实施例4
在这个实施例中，具有锆石基内表面的陶瓷模具，与实施例3相似，被用于液态锡冷却的定向凝固试验。模具预热、超合金熔融、模具取出和锡浸渍步骤也在流动气体混合物中而不是真空中实施，该气体混合物包括含有10％CO的氩气。含有10％CO的氩气混合物流动速率被设定在每小时5立方英尺。
使用含有10％CO的氩气混合物制得的最终铸件，显示出在铸件表面具有低程度锡蚀坑。这个实施例因此显示出使用含有10％CO气体的氩气混合物进一步改善当具有锆石基内表面的陶瓷模具被用于液态锡冷却的定向凝固工艺时超合金铸件的表面质量。
对于这个实施例制造的超合金铸件表面的测试，显示出在超合金铸件表面上形成了更连续的氧化物层。铸造超合金的表面上形成的氧化物层也被发现占优的是氧化铝，类似于实施例3。然而，与之前的实施例中的表面氧化物相比，在这个实施例中，铸造超合金的表面上形成的氧化铝层被发现更连续。在这个实施例中，更连续的氧化铝表面氧化物对观察到的更低水平的锡蚀坑负责。连续的氧化铝层充当阻止进入的锡直接与铸造超合金表面接触的阻挡，从而防止或至少减少了锡-金属的反应率，该反应导致金属表面蚀坑的形成。
实施例5
在这个实施例中，具有类似于实施例3和4的锆石基内表面的陶瓷模具被用于液态锡冷却的定向凝固试验。在这个实施例中，然而，模具预热、超合金熔化、模具取出和锡浸渍步骤，在流动气体混合物中实施(该流动气体混合物包括含有5％CO2的氩气)，而不是在真空或含10％CO的氩气的流动混合物中，如前面实施例描述的。含5％CO2的氩气混合物的流速被设定在每小时5立方英尺。
生成的铸件被发现在铸件表面显示出低程度的锡蚀坑。这个实施例因此显示出使用含5％CO2气体的氩气气氛当具有锆石基内表面的陶瓷模具被用于液态锡冷却的定向凝固工艺时也很大改善超合金铸件的表面质量。这里观察到的含5％CO2的氩气的流动混合物的有益效果相似于实施例4中的含10％CO氩气的流动混合物。
实施例6
在这个实施例中，具有和实施例3-5相似的锆石基内表面的陶瓷模具，被用于液态锡冷却的定向凝固试验。在这个实施例中，然而，模具预热、超合金熔化、模具取出和锡浸渍步骤，在CO2流动气体中实施，而不是在真空或实施例4所述的含10％CO的氩气的流动混合物中或如实施例5所述的在流动的含5％CO2的氩气混合物中。
使用CO2气体的最终铸件被发现在铸件表面显示出高程度的锡蚀坑。这个实施例因此显示出使用CO2气体气氛，并且没有如实施例5中一样采用氩气作为载体时，不能有效改善超合金铸件的表面质量，即使当具有锆石基内表面的陶瓷模具被用于液态锡冷却的定向凝固工艺中浇铸时。
实施例7
在这个实施例中，具有类似于实施例1和2的氧化铝基内表面的陶瓷模具被使用，但另外的工艺被用于在模具用于浇铸之前处理模具的内表面。更特别的是，这个实施例中使用的模具首先被准备以通过利用实施例1中描述的模具建造和烧制工艺来创建氧化铝基内表面。但是，在实际利用模具用于铸造之前，模具内表面经过另外的工艺进一步处理，该工艺在铸造工业中被称作“洗(wash)”。作为这里使用的，术语“洗”表示用水基溶液冲洗模具的内表面，该溶液中悬浮着多种选择的陶瓷颗粒。在本实施例中，具有氧化铝基内表面的模具被含有大约10％体积的氧化钇颗粒的溶液冲洗。随后，经氧化钇冲洗的模具在用于在液态锡冷却的定向凝固炉中浇铸之前在1000℃烧制。如实施例1中，这个铸造的实施例在真空气氛下实施。
在这个实施例中，其中具有氧化钇冲洗过的氧化铝基内表面的模具被用于真空气氛下在液态锡冷却的定向凝固的表面中浇铸，生成的铸件被发现具有中等程度的锡蚀坑。与实施例1的结果相比，本实施例因此显示出由于使用了氧化钇冲洗的具有氧化铝基内表面的模具，超合金铸件的表面质量得到改善。
实施例8
在这个实施例中，具有类似于实施例7的氧化钇冲洗的氧化铝基内表面的陶瓷模具，也被用于液态锡冷却的定向凝固试验。在这个实施例中，然而，模具预热、超合金熔化、模具取出和锡浸渍步骤，在流动气体混合物中实施(该流动气体混合物由含有10％CO的氩气组成)，而不是在实施例7中的真空中。含10％CO的氩气混合物的流速被设定在每小时5立方英尺。
使用含有10％CO的氩气混合物的最终铸件，显示出在超合金铸件表面具有低程度的锡蚀坑。这个实施例因此显示出使用含有10％CO气体的氩气混合物当具有氧化钇冲洗的氧化铝基内表面的陶瓷模具被用于液态锡冷却的定向凝固工艺时进一步改善超合金铸件的表面质量。
下表详细总结了上述实施例1-8的结果。
表1
  实施例序号   面涂层材料   洗材料   炉子气氛   锡反应程度
  1   氧化铝   ——   真空   高
  2   氧化铝   ——   Ar+10％CO   高
  3   锆石   ——   真空   中
  4   锆石   ——   Ar+10％CO   低
  5   锆石   ——   Ar+5％CO2   中
  6   锆石   ——   CO2   高
  7   氧化铝   氧化钇   真空   中
  8   氧化铝   氧化钇   Ar+10％CO   低
如表1中能够所见，实施例1和2的结果指出具有氧化铝基内表面的陶瓷模具不是将用于液态锡冷却的定向凝固工艺中的合意类型的模具。使用具有氧化铝基内表面的陶瓷模具获得的铸件易于产生高度的表面蚀坑缺陷，这被认为在产品中是不可接受的。具有氧化铝基内表面的陶瓷模具不能保护合金铸件不与进入的锡反应。使用具有氧化铝基内表面的模具制造的高度表面蚀坑不能通过或者在真空中铸造或者在氩气和10％CO气体的流动混合物中铸造而改善。
相反的，实施例3和4的结果指出具有锆石基内表面的陶瓷模具更适合用于液态锡冷却的定向凝固工艺。当该铸造过程在真空中进行时，具有锆石基内表面的模具能够生产出具有适中程度锡蚀坑的超合金铸件。而当铸造过程在含10％CO气体的氩气的流动混合物中进行时，具有锆石基内表面的模具能够生产出具有低程度锡蚀坑的超合金铸件。氩气和10％CO气体的流动混合物因此制造出环境，该环境通过减少形成铸件表面蚀坑的倾向而进一步改善铸件表面的质量。
实施例5和6的结果提供了进一步教导关于铸造期间熔炉环境的效果。含5％CO2的氩气混合物具有类似于含10％CO的氩气混合物的有益效果。
实施例7和8的结果提供了进一步关于模具内表面化学的效果的信息。尽管具有氧化铝基内表面的模具不是合意的，如实施例1和2所示，但是用氧化钇洗处理能够明显减少在具有氧化铝基内表面的这种模具中制备的铸件的铸造表面上锡反应的程度。当氧化钇洗过的氧化铝基模具用于液态锡冷却的定向凝固工艺并结合氩气和CO气氛时，这种改善特别显著。因此，氧化钇洗提供了一种改性模具内表面的替换方法，同时不完全改变陶瓷系统。
在这里只举例说明和描述了本发明的某些特征，许多修正和变化可以由本领域技术人员实现。因此，应该理解所附权利要求意图覆盖落在本发明真实精神内的所有这些修正和改变。
要素列表
12    铸件
14    保护层
16    铸件表面
18    流程图
20-22 该流程图18的方法所涉及的步骤
24    形成具有保护物的铸件的装置
26    模具
28    液态金属浴
30    合金
32    箭头
34    液态金属
36    铸件
38    模具底部
40    模具顶部
42    保护层
44    铸件表面
46    铸件的底部侧
48    铸件的侧壁
50    模具内表面上的涂层
54    流程图
56-58 流程图54的方法所涉及的步骤
60    流程图
62-66 流程图60的方法所涉及的步骤

Claims (10)

1.合金铸件(12)，包括设置在所述铸件(16)表面上的保护层(14)，其中该保护层(14)抵抗液态金属的侵蚀，并且其中该保护层(14)包括存在于所述合金中的元素的氧化物。
2.根据权利要求1所述的合金铸件(12)，其中所述合金包括镍、或钴、或钛、或铁、或它们的组合。
3.根据权利要求1所述的合金铸件(12)，其中所述合金包括铝。
4.根据权利要求1所述的合金铸件(12)，其中所述氧化物包括氧化铝。
5.根据权利要求1所述的合金铸件(12)，其中所述保护层(14)在所述铸件的全部表面(16)上实质上是连续的。
6.根据权利要求1所述的合金铸件(12)，其中所述保护层(14)的厚度在从大约0.5微米到大约50微米的范围内。
7.镍基合金铸件(12)，包括设置在所述铸件(12)的表面(16)上的连续的天然氧化物层(14)，其中该天然氧化物层(14)抵抗液态金属的侵蚀。
8.在合金铸件的表面上形成保护层的方法(18)，包括：
将所述合金置于模具(20)内；
氧化所述合金中的元素以在铸件(22)的所述表面上形成保护层，以使该保护层连接到铸件的表面；和
将所述模具和所述铸件放入液态金属浴。
9.在铸件上形成氧化铝层的方法(54)，包括：
提供具有涂层的模具(56)，所述涂层设置在所述模具(56)的内表面上；
将合金置于所述模具中，其中所述合金中的至少一部分铝还原所述涂层中的一部分成分以形成氧化铝层(58)，其中该氧化铝层连接到铸件的表面，并且其中至少一部分氧化铝层没有连接到模具(56)的表面；和
将所述模具和所述铸件放入液态金属浴。
10.在铸件上形成氧化铝层的方法(60)，包括：
提供模具(62)；
将合金置于所述模具中以形成铸件(64)；
在所述模具中提供氧化性气氛以氧化至少一部分存在于所述合金(66)中的铝，形成氧化铝层，其中该氧化铝层连接到铸件(64)的外表面；和
将所述模具和所述铸件放入液态金属浴。
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