弹簧钢小方坯成分偏析改善实践

偏析的概念与分类

关于偏析概念及分类合金液在铸型中凝固以后，铸件断面各个部分，以及晶粒内部，往往有化学成分不均匀的现象，这就是偏析。偏析是一种铸造缺陷。由于铸件各部分化学成分不一致，势必使其机械及物理性能也不一样，这样就会影响铸件的工作效果和使用寿命。因此，在铸造生产中，必须防止合金在凝固过程中产生偏析。偏析可分为三种类型，即晶内偏析、区域偏析和比重偏析。对于某一种合金而言，所产生的偏析往往有一种主要型式，但有时，由于铸造条件的影响，几种偏析也可能同时出现。一、晶内偏析晶内偏析，又称树枝状晶偏析，简称枝晶偏析。其特征是同一个晶粒内，各部分化学成分不一致，并且往往在初晶轴线上含有熔点较高的成分多。如锡青铜在晶粒轴线上往往含铜较多，含锡较少，而枝晶边缘则相反，这就是晶内偏析。铸件内产生晶内偏析，一般有二个先决条件，第一，合金的凝固有一定的温度范围；第二，合金结晶凝固过程中原子扩散速度小于结晶生长速度。一般的情况下，合金的凝固温度范围愈大，铸件结晶及冷却速度愈快，则原子扩散愈难于进行完全，晶内偏析现象愈严重。因此，晶内偏析多产生于凝固温度范围较大，能形成固熔体的合金中。为了防止某些合金的晶内偏析，可以采取细化晶粒措施，以缩短原子扩散距离；或适当提高浇注温度，延缓冷却速度，以延长原子扩散时间但浇注温度不得过高，否则会造成氧化、吸气、晶粒粗大等弊病。当铸件内已存在晶内偏析时，可考虑采用长则间的扩散退火热处理，以求得到改善。二、区域偏析区域偏析，即在整个铸件断面上，各部分化学成分不一致的现象，它主要由于合金进行选择凝固所引起的。区域偏析可分为正向和逆向偏析正向偏析是熔点较低的成分或合金元素熔质集中在铸件的中心和上部，其含量从铸件边缘至中心逐渐增加。逆向偏析则相反，熔点较低的成分或合金元素熔质集聚在铸件边缘。

对于偏析钢板相关处理办法

偏析相关合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。根据铸锭的范围，偏析分为两大类： 1. 显微偏析。 2. 区域偏析（宏观偏析）显微偏析指发生在一个或几个晶粒之内，包括枝晶偏析、晶间偏析、晶界偏析和胞状偏析。宏观偏析则发生在铸锭宏观范围内这一部分和那一部分之间。可分为正常偏析、反常偏析、比重偏析三类。晶内偏析：该情况取决于浇铸时的冷却速度,偏析元素扩散能力和固相线倾斜度等.可以通过退火将偏析消除;. 区域性偏析：在较大范围内化学成分不均匀的现象,退火无法将该情况消除,这种偏析与浇温、浇速等有关；比重偏析：合金凝固时析出的初晶与余下的液体存在较大的比重差，最终导致材料出现分层、化学成分不均匀的情况。可采用降低浇温加大冷却速度，加入微量元素形成比重适当等。扩散退火能消除偏析,均匀化学成分; 扩散退火又称均匀化退火，是将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温，然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。其主要作用和目的是消除铸锭或铸件在凝固过程中产生的成分偏析，使成分和组织均匀化。扩散退火加热温度高、保温时间长，所以加工效率低、成本高，也容易产生粗晶、氧化、脱碳等缺陷。因此，扩散退火只是用于一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭，并且扩散退火后可以进行一次完全退火或正火，以细化晶粒、消除缺陷。成分偏析需要重熔才能够消除。组织偏析需要长时间奥氏体化（即均匀化退火）

1、一般严重偏析很难消除，但是对于个别的，如碳化物聚集等，可以通过压缩比和正火进行改善。（其实在均热坑延长加热时间就是扩散退火的过程）高温扩散、塑性加工可以在后期减轻偏析。 2、晶界偏析和晶内偏析都是微观偏析。晶界偏析是由于溶质原子富集在最后凝固区域造成的（k大于0的情况）。受溶质含量，结晶速度等的影响。这类偏析可以用均匀化退火（扩散退火）消除。 3、偏析一般是无法避免的，其中的枝晶偏析可经高温塑性变形和扩散退火后消除，而区域偏析主要是方框形偏析和点状偏析，无法消除，将影响钢板质量、甚至导致钢板报废！ 3、扩散退火（均匀化退火0，其目的是消除晶内偏析，使成分均匀化，扩散退火的实质是使钢在奥氏体中进行充分扩散。所以扩散退火的温度高、时间长。扩散退火加热温度选择在Ac3或Acm以上150~300℃，保温时间通常是根据钢件最大截而厚度按经验公式来计算，一般不超过15h。保温后随炉冷却,冷至350℃以下可以出炉（必须指出的是经扩散退火后，奥氏体晶粒十分粗大，因此必须进行一次完全退火或正火处理．以细化晶粒，消除过热缺陷。）。 4、还应该注意的是偏析区因碳、硫和磷等元素的富集而脆化，在热处理过程中由相变时间不同产生较大的组织应力而容易引起开裂。偏析裂纹一般沿偏析带开裂。这就是说我们要限制热处理升温速度。结论：偏析是很容易发生裂纹的，如果是S，P等杂质元素的偏析，一般在晶结偏析，使晶界脆化，产生沿晶裂纹，如果是带状组织偏析，产生很大的组织应力，很容易产生裂纹。对偏析不大，可以正火加以改善，严重的要扩散退火，再加以正火细化晶粒。对于很严重的，要锻造加以改善

特殊钢中的偏析问题

特殊钢中的偏析问题 1绪论 1.1特殊钢的定义对特殊钢尚无统一的定义和概念，一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分（合金化）、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。 1.2特殊钢的特点及分类特点：与普通钢相比，特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。分类：我国将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢（合金元素大于10％）三大类，其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70％，主要钢种有特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢，以及高温合金、精密合金、电热合金等。 1.3特殊钢的发展现状 1949年前，中国年产特殊钢仅5000吨左右。1952年特殊钢产量约为3.5万吨，其中合金钢2.5万吨。经过30年的建设，1982年特殊钢产量占全国钢产量的7％。1952～1982年，特殊钢产量平均每年递增15％，其中合金钢递增14％。按1981年产量计，各类特殊钢种的构成比例是:碳素结构钢占15.3％、碳素工具钢占4.3％、合金结构钢占41％、合金工具钢占3.8％、高速工具钢占1.5％、弹簧钢占17％、滚珠轴承钢占 15％、不锈耐酸钢、耐热钢占2％、其他钢种占0.1％。在特殊钢的加工方面，可以生产10000多个规格的特殊钢材，板、管、丝、带、型、盘饼、环等品种基本齐全，合金结构钢、高速工具钢、轴承钢及其制品已经有少量出口。到1982年，特殊钢生产布局已经展开。为了提高特殊钢产品质量，许多企业采取了先进的检验手段，建立了全面质量管理体系，高速工具钢、滚珠轴承钢、钎子钢、不锈钢冷轧板、小口径地质钢管等产品，已经分别达到或接近国际先进水平。 2偏析概述铸件(锭)中化学成分不均匀的现象称为偏析。由于金属凝固过程中的选分结晶，导致晶体中的偏析是不可避免的。 2.1偏析问题的产生在工业上，几乎所有金属都要经过由液态到固态的凝固过程。当合金凝固时，由于发生溶质的重新分配，先凝固的部分与后凝固的部分成分不同，就产生了溶质的偏析现象。偏析问题在高温合金中具有普遍性，尤其在合金化程度较高，锭型较大的条件下更容易发生。 2.2偏析的分类偏析分为两种： (1)微观偏析—晶粒尺寸范围（包括晶界）里的化学成分不均匀现象。微观偏析：晶内

偏析

偏析编辑合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。目录 1基本概念 2金属学上的词语 3焊缝中的偏析现象 ?显微偏析 ?区域偏析 ?层状偏析 1基本概念编辑合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。 2金属学上的词语编辑根据铸锭的范围，偏析分为三大类： 1. 显微偏析。 2. 区域偏析（宏观偏析） 3.通道偏析（channel segregation）其中，显微偏析指发生在一个或几个晶粒之内，包括枝晶偏析、晶间偏析、晶界偏析和胞状偏析。宏观偏析则发生在铸锭宏观范围内这一部分和那一部分之间。可分为正常偏析、反常偏析、比重偏析三类。晶内偏析：该情况取决于浇铸时的冷却速度,偏析元素扩散能力和固相线倾斜度等.可以通过退火将偏析消除;. 区域性偏析：在较大范围内化学成分不均匀的现象,退火无法将该情况消除,这种偏析与浇温、浇速等有关；比重偏

析：合金凝固时析出的初晶与余下的液体存在较大的比重差，最终导致材料出现分层、化学成分不均匀的情况。可采用降低浇温加大冷却速度，加入微量元素形成比重适当等。通道偏析：凝固时，浓度较大的液态对流引起的偏析。溶质和浓度梯度影响了液态的密度。你可以判断出现偏析的种类，并针对性的采取一些措施。 3焊缝中的偏析现象编辑焊缝中的偏析现象有以下三种：显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质。这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔。

连铸圆坯成分偏析分析及控制措施

连铸圆坯成分偏析分析及控制措施为掌握大断面连铸圆坯的成份偏析情况，为后续生产提供指导，技术中心与质检科对铸造一车间8月10日生产的φ350mmQ345B、9月9日生产的φ400mm35钢连铸坯进行了取样，分析了铸坯化学成份及存在的成分偏析问题，提出了相应的预防控制措施。现将分析结果汇报如下： 1、连铸坯成分分析 1.1、φ350mmQ345B取样及成份分析 1.1.1、成份分析取样炉号：ZD14108083。钢种：Q345B。生产日期：2014年8月10日。对连铸坯按照图1的点位进行取样分析，分析结果见表1。表1 φ350mm Q345B连铸坯成分分析结果备注：成品成分为中间包钢水样成分分析结果。

图1 φ350mm Q345连铸坯成分分析点分布 1.1.2、偏析度分析偏析度计算：Cc/C0＝[（1#+2#+3#+4#+5#+6#+7#+8#+9#）/9]/5#。碳偏析度：上下＝0.164/0.13=1.262，左右＝0.16/0.13=1.231；硅偏析度：上下＝0.279/0.27=1.033，左右＝0.27/0.27=1.000；锰偏析度：上下＝1.288/1.21=1.064；左右＝1.26/1.21＝1.041；磷偏析度：上下＝0.0103/0.009=1.144；左右＝0.009/0.009＝1.000；硫偏析度：上下＝0.004/0.0019=2.105；左右＝0.004/0.0021＝1.905。 1.1.3、偏析规律从偏析分析结果看，此炉φ350mmQ345B连铸坯成份偏析存在以下规律： ⑴、偏析度从大到小依次为硫、碳、磷、锰、硅，偏析最大元素为硫元素。成份偏析中，C的最大偏差为+0.06%，Si的最大偏差为+0.02%，Mn的最大偏差为+0.19%，P的最大偏差为+0.005%，S的最大偏差为+0.003%，其中C、Si、Mn、P元素为负偏析，S元素为正偏析， ⑵、成分偏析的部位主要是二分之一半径及铸坯中心部位，即2、3、5、7、8、c、 e、g点，外其他部位的成分比较接近，且能代表整个铸坯的平均成分。由于硫磷含量低，其偏析可以不考虑，该钢种应重点解决铸坯二分之一半径处及铸坯中心部位的碳、锰偏析问题。 1.2、φ400mm35#钢取样及成份分析

偏析

偏析目录基本概念金属学上的词语焊缝中的偏析现象基本概念金属学上的词语焊缝中的偏析现象展开编辑本段基本概念合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。编辑本段金属学上的词语根据铸锭的范围，偏析分为两大类： 1. 显微偏析。 2. 区域偏析（宏观偏析） 3.通道偏析（channel segregation）其中，显微偏析指发生在一个或几个晶粒之内，包括枝晶偏析、晶间偏析、晶界偏析和胞状偏析。宏观偏析则发生在铸锭宏观范围内这一部分和那一部分之间。可分为正常偏析、反常偏析、比重偏析三类。晶内偏析：该情况取决于浇铸时的冷却速度,偏析元素扩散能力和固相线倾斜度等.可以通过退火将偏析消除;. 区域性偏析：在较大范围内化学成分不均匀的现象,退火无法将该情况消除,这种偏析与浇温、浇速等有关；比重偏析：合金凝固时析出的初晶与余下的液体存在较大的比重差，最终导致材料出现分层、化学成分不均匀的情况。可采用降低浇温加大冷却速度，加入微量元素形成比重适当等。通道偏析：凝固时，浓度较大的液态对流引起的偏析。溶质和浓度梯度影响了液态的密。你可以判断出现偏析的种类，并针对性的采取一些措施。编辑本段焊缝中的偏析现象焊缝中的偏析现象有以下三种：

显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质，见图1。这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，见图1b，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔。第四节铸件中的偏析所谓铸造偏析就是液态合金在铸型中凝固以后，铸件断面上各个部分及晶粒与晶界之间存在化学成分的不均匀现象。它有三种类型：即晶内偏析、区域偏析和比重偏析。有时铸件上只存在某一种类型的偏析，有时则几种类型同时并存。由于偏析的存在，铸件断面上或晶粒与晶界处的机械性能也不一致，从而会影响到铸件的使用寿命。为此，在铸件的生产中，应尽量防止偏析的产生。 1．晶内偏析

铸件中的偏析

铸件中的偏析所谓铸造偏析就是液态合金在铸型中凝固以后，铸件断面上各个部分及晶粒与晶界之间存在化学成分的不均匀现象。它有三种类型：即晶内偏析、区域偏析和比重偏析。有时铸件上只存在某一种类型的偏析，有时则几种类型同时并存。由于偏析的存在，铸件断面上或晶粒与晶界处的机械性能也不一致，从而会影响到铸件的使用寿命。为此，在铸件的生产中，应尽量防止偏析的产生。 1．晶内偏析晶内偏析，又叫树枝晶偏析。其特征是在一个晶粒范围内，晶内和晶界处的化学成分不一致，熔点高的组元往往多分布于晶内，而熔点低的组元则往往多分布于晶界。如锡青铜铸件，晶粒内含铜多，而晶界处含锡多。一般的产生晶内偏析，有两个条件：（1）具有一定结晶温度范围的合金；（2）在凝固过程中，合金原子的扩散速度小于结晶速度。因为合金的结晶温度范围愈宽、铸件的冷却或结晶速度愈快，则晶内偏析愈严重。为防止晶内偏析，可以采用细化晶粒的措施，以缩短原子的扩散距离；或适当提高浇温，以延缓冷却速度，以达到延长原子的扩散时间等。对已产生晶内偏析的铸件，可通过长时间的扩散退火来减轻晶内偏析。 2．区域偏析区域偏析是指在铸件的整个断面上，各部位的成分不一致的现象。主要因合金进行选择凝固所引起。区域偏析又分正向偏析和逆向偏析两类。（1）正向偏析所谓正向偏析是指铸造合金中，熔点较低的组元集中分布在铸件的中心或上部区域，其含量从铸件的先凝固区到其后凝固区逐渐递增。而逆向偏析则正好相反，熔点较低的组元集聚在铸件边缘。如硅黄铜铸件易出现正向偏析，即铸件中心含硅量较高；锡青铜件则易产生逆向偏析，即铸件表层中锡含量较多。一般的，具有一定结晶温度范围的合金，均会产生一定程度的区域偏析，只是结晶温度范围较小的合金，倾向于产生正向偏析；而结晶温度范围较宽的结晶时形成发达的树枝晶的合金，则易产生逆向偏析。如锡青铜件表面的“锡汗”，就是当锡青铜表面先凝固一层硬壳后，由于某种应力的作用，硬壳出现裂纹，壳内未凝固的低熔点组元（锡）占多数的液态合金被挤出壳外而停留在铸件表面形成的。即使采用均匀化扩散退火也无法消除区域偏析，因为偏析元素需经长距离的扩散，故区域偏析应以预防为主，一般有以下措施：

偏析定义

偏析定义偏析分为三种:1.晶内偏析,该情况取决于浇铸时的冷却速度,偏析元素扩散能力和固相线倾斜度等.可以通过退火将偏析消除;2.区域性偏析:在较大范围内化学成分不均匀的现象,退火无法将该情况消除,这种偏析与浇温、浇速等有关；3.比重偏析：合金凝固时析出的初晶与余下的液体存在较大的比重差，最终导致材料出现分层、化学成分不均匀的情况。可采用降低浇温加大冷却速度，加入微量元素形成比重适当等。你可以判断出现偏析的种类，并针对性的采取一些措施。合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。焊缝中的偏析现象有以下三种： ⑴显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。 ⑵区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质，这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。 ⑶层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔。

化学成分常存五大元素的影响

《化学成分》常存五大元素的影响：碳和硅——硅对铁==碳状态图的影响：1.使临界点C、E、S等向左上方移动，即将低共晶转变、工析转变和饱和奥氏体的碳量（将碳从熔体中挤出来），并提高各临界点的温度2.使共晶转变和共析转变在一定的温度范围内进行。碳使石墨化核心增多。因此碳和硅都是使铸铁石墨化和基本铁素体的元素。碳减少过冷度，而硅对过冷度无明显的影响，顾随着碳当量的增加，共晶团变粗。碳、硅和碳当量对灰口共晶团、石墨化和基本组织的影响。值得指出，硅对石墨化的定量作用存在于两个临界点。第一个临界点是使白口为灰口，第二个临界点值得是铸铁中石墨量最多。这两个临界点硅量相应为0.1~2.0%和3%~3.5%，并取决于其他元素的含量和冷却速度。硫和锰——硫单独在铁碳合金中FeS形式存在。结晶时与铁形式低熔点（约985℃）Fe+FeS 的共晶体，位于晶界上妨碍原子的扩散，故硫是强烈的反石墨化元素。锰单独在铁碳合金中能溶解于渗碳体和奥氏体（铁素体），分配系数K=FeMn=1.5~4.5，并取决于其它元素的含量。锰稍许降低共晶转变温度，故锰略为增大铸铁形成白口的倾向。磷——提高液相线的温度，但降低共晶温度和碳量。磷促使共晶转变的石墨化，但阻碍共析转变的石墨化（促使珠光体的形成）磷易偏析，故磷量0.05~0.15%时在铸铁组织中细化共晶团。《炉前检测方法》方法操作简述质量判断与控制三角试样试样冷却至暗红色（600~700℃）淬水，打断测量试样白口宽度，观察截面组织，三角试样的规格见图：使用注意—— 1.试样砂型可用干型或湿型，湿型比干型激冷作用强，白口宽度偏宽。 2.掌握淬水速度，若水强烈沸腾，则说明试样温度过高，下水速度过快；若水中微沸腾，并有吱吱声响，则速度合适 1—灰口层2—麻口层3—白口层 1.测量白口宽度（试样尖角处的白亮区出现灰点处）一般白口宽度过大，铁液应补加孕育剂，一般衬Si75=0.1%。白口宽度过小，应向包内冲入适量铁液以调整其成分。 2.观察断口颜色根据断口颜色定碳量范围，由白口宽度（Si+C）总量，即可知道硅量

成品化学成分的允许偏差

1．成品化学成分的允许偏差。这里涉及到两个概念“熔炼分析”和“成品分析”。熔炼分析是指在钢液在浇注过程中采取样锭，然后进一步制成试样并对其进行的化学分析。分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成分。GB/T699—1999《优质碳素结构钢》中规定的钢的化学成分就是针对熔炼分析而言的。成品分析是指在经过加工的成品钢材（包括钢坯）上采取试样，然后对其进行的化学分析。由于钢液在结晶过程中会产生元素的不均匀分布（或偏析），成品分析的值有时与熔炼分析的值不同。既于以上原因，就出现了成品化学成分允许偏差。具体地说，由于钢中元素偏析，成品分析的值有可能超出标准规定的成分范围。对超出的范围规定一个允许的数值，就是成品化学成分允许偏差。 2．成品分析的取样原则。 GB/T222—1984〈钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差〉对钢材成品分析的取样原则做了具体的规定： 1）用于钢的化学成分成品分析的试样必须在钢液或钢材具有代表性的部位采取。试样应均匀一致，能充分代表每一罐号钢材的化学成分，并应具有足够数量。 2）化学分析用试样切削，可以钻取、刨取、或用某些工具制取。切削应粉碎并混合均匀。制取切削时不能用水、油或其他润滑剂，并应去除表面氧化铁皮和脏物。 3）大截面钢材，样屑应从钢材横截面中心至边缘的中间部位平行于轴线上钻取，或从钢材侧面垂直于轴中心线钻取，此时钻孔深度应达钢材或钢坯的轴心处。 4）小截面钢材，切屑应从钢材的整个横截面上刨取，或从横截面上沿轧制方向钻取。 3．偏差表的正确使用 GB/T222共给出了几个化学成分允许偏差表。其中表1适用于普通碳素钢和低合金钢，表2适用于优质碳素钢和合金钢。一种钢的成品化学成分允许偏差只能使用一个表，而不能两个表同时混用。成品分析所得的值，不能超过规定化学成分范围的上限加上偏差，或不能超过规定化学成分范围的下限减下偏差。同一熔炼号的成品分析，同一元素只允许有单向偏差。不能同时出现上偏差和下偏差。举个例子，某一规格为SWRCH35K钢的成品碳含量检测值为0.39%，要判定它是否合格，我们查标准会得知，SWRCH35K钢的含碳量规定范围是0.33%~0.38%，若仅以此判断0.39%不合格是不正确的。我们应继续查 GB/T222中的表2，按其要求，成品分析所得的值不能超过规定化学成分范围的上限加上偏差。经查，对于规定化学成分＞0.25%的优质碳素结构钢，其上偏差为0.01%，所以此钢材的碳含量0.39%＝（0.38+0.01）%，此结果应判为合格。可见，正确理解和使用钢材成品化学成分的允许偏差对紧固件企业质检人员是极其重要的。摘自：中国冶金装备网https://www.360docs.net/doc/a71696350.html,

电磁搅拌对铸坯化学成分偏析影响机理

电磁搅拌对铸坯化学成分偏析影响机理吴夜明姚留枋摘要提出溶质析出-扩散机理：在固-液界面处的溶质析出速率取决于扩散速率，溶质从固-液界面的传质速率取决于溶质的扩散速率。在此基础上，建立了溶质在固液相间平衡分配系数、有效分配系数、扩散系数、铸坯凝固系数之间相互关系的数学模型。关键词电磁搅拌偏析机理电磁搅拌是改善连铸坯质量的重要技术措施之一。然而电磁搅拌在铸坯上产生的白亮带是很难避免的。为了能够理解白亮带产生的原因，需要对这种现象的发生机理做出说明。一些学者［1～5］在这方面进行了研究，但是所建立的理论假说仍难以全面解释有关现象。本文提出了一种溶质“析出-扩散”机理，对铸坯凝固过程中化学成分偏析现象的产生原因做出解释，并建立了溶质在固液相间平衡分配系数、有效分配系数、扩散系数、铸坯凝固系数之间相互关系的数学模型。利用这个模型，对钢中碳和硫在凝固过程中发生偏析的倾向进行讨论。在此基础上，分析了电磁搅拌导致白亮带发生的原因。 1机理描述和数学模型的建立为了理解凝固过程化学成分偏析现象，设想以下机理模型。铸坯中产生偏析的根本原因是由于溶质元素在固相中溶解度较小，而在液相中溶解度较大。凝固开始时，在固-液界面处发生溶质的析出和溶质浓度增加。然而，固-液界面处溶质的增加持续时间不会很长。界面处溶质浓度的增加会导致溶质向液相扩散，并且界面处溶质浓度越高，扩散速率越快。最终达到固-液界面处溶质的析出速率等于该处溶质向液相的扩散速率，并一直保持到铸坯几乎完全凝固。在固-液界面附近溶质浓度分布的示意图见图1。考虑到溶质在固-液界面持续增加的时间很短，所以可以假设凝固过程一开始固-液界面附近的溶质浓度分布就如图1所示。