表面氧化皮是单晶铸件中一种常见的铸造缺陷，外观好像一层薄薄的“鳞片”。航空用的定向凝固的单晶涡轮部件的外表面经常形成表面氧化皮。表面氧化皮不仅影响晶粒取向评估，而且在热处理过程中容易引起表面初熔。
来自英国的研究人员利用第一代镍基高温合金SRR99和第三代镍基高温合金CMSX10N，对表面氧化皮的形成机制进行了研究。结果表明，它的形成包括三个阶段：
（1）由于液态金属和结晶器底涂层之间发生结晶器/金属反应，液态金属的外表面周围形成约为0.5～1.5μm厚的Al2Q3层；
（2）冷却时，凝固的金属与结晶器壁发生分离，Al2Q3层从金属表面剥离，但在结晶器壁留下残余；
（3）“裸露的”金属随后发生氧化反应，形成表面氧化皮。
氧化皮中含有多种氧化物。在采用第一代合金SRR99铸造的部件中，其氧化皮包括TiO2、Cr2O3和Al2Q3。在采用第三代合金CMSX10N铸造的部件中，其氧化皮主要为富镍氧化物（可能是NiO）。铸造过程中，在去除了氧化皮的部位，结晶器与金属直接接触，随后的冷却和外表面周围的Al2Q3层阻止铸件表面继续氧化。（芊芊）
