第一节 合金中的成分偏析
晶内偏析越严重。
充分扩散，以达到均匀化。 表11-1 不同元素在铁中的偏析系数
元素 P S B C V Ti Mo Mn Ni Si Cr
元素质量 0.01~ 0.01~ 0.002 0.04 ~0.10 分数/% 0.03
0.3~ 0.5~ 0.2~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0 4.0 1.2 4.0 2.5 4.5 3.0 8.0
偏析系数 0.94 0.90 |1－k0|
0.87
0.74
0.62
0.53
0.51
0.86
0.65 0.35
0.34
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二、宏观偏析
宏观偏析是指宏观尺寸上的偏析，包括：
正常偏析
逆偏析 V形偏析和逆V形偏析 带状偏析与层状偏析 重力偏析
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焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固-液界面 的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。当焊接速度较 大时，成长的柱状晶会在焊缝中心相遇，在中心形成正
偏析。在拉伸应力作用下，焊缝极易产生纵向裂纹。
电弧位置
图11-6 快速焊时焊缝的区域偏析
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由于密度的差异， 当铸锭中央部分在
先凝固部分结晶沉 凝固下沉时，侧面
淀，在铸锭的下半 向斜下方产生拉应 部形成低于平均成 力，在其上部形成
分的负偏析区，上 逆V形裂缝，并被
部则形成高于平均 富含溶质的液相所 成分的正偏析区。 填充，最终形成逆 V形偏析带。
HAZ中的碳易向焊缝中扩散，在熔合线两侧分别形成增碳区和脱碳区。
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Al-4.7Cu 合金铸件的逆偏析
逆偏析的成因在于结晶温度范围宽的固溶体合金，在缓慢凝固时易形成 粗大的树枝晶，枝晶相互交错，枝晶间富集着低熔点相，当铸件产生体收缩 时，低熔点相将沿着树枝晶间向外移动。
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晶内偏析（枝晶偏析） 晶界偏析 微观偏析的影响因素与消除措施
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1、晶内偏析
晶内偏析是在一个晶粒内出现的成分不均匀 现象，常产生于具有结晶温度范围、能够形成固 溶体的合金中。 固溶体合金按树枝晶方式生长时，先结晶的枝 干与后结晶的分枝也存在着成分差异，又称为枝
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第一节 合金中的成分偏析
什么叫偏析？
为什么会出现偏析？ 偏析的利弊？
合金在凝固过程中发生的化学 成分不均匀现象称为偏析 偏析是合金在凝固过程中由于 溶质再分配和扩散不充分引起的
偏析对合金的力学性能、抗裂性能及 耐腐蚀性能等有程度不同的损害。但利 用偏析现象可以净化或提纯金属等。
晶偏析。
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和非金属夹杂物常 富集于晶界，使晶界与晶内的化学成分出现差异， 这种成分不均匀现象称为晶界偏析。 晶界偏析比晶内偏析的危 害更大，既能降低合金的 塑性与高温性能，又增加 热裂纹倾向。
Ni-25% Cu合金快凝后的树枝状偏析 青岛科技大学机电工程学院
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晶粒并排生长，晶
界平行于晶体生长
方向，晶界与液相
的接触处存在凹槽，
溶质原子在此处富
集，凝固后就形成
了晶界偏析。
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晶粒相对生长，在对合 处彼此相遇。晶粒结晶时 所排出的溶质（k0＜1） 和其他杂质元素在固-液界
面前沿富积，在最后凝固
的晶界对合部位将含有较 多的溶质和其他低熔点物 质，造成晶界偏析。
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微观偏析的影响因素与消除措施
合金液、固相线间隔 （宽） 偏析程度 的影响因素 偏析元素的扩散能力 （弱） 冷却条件
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图11-3 单向凝固时铸棒内溶质的分布 正常偏析随着溶质偏析系数|1-k0|的增大而增大。但对于偏析系数较大 偏析使铸件性能不均匀，也难以通过热处理消除，但可以利用溶质的正 的合金，当溶质含量较高时，合金倾向于体积凝固，宏观偏析反而减轻。 a－平衡凝固 b－液相只有扩散 c－液相完全混合 d－液相部分混合 常偏析现象对金属进行提纯精炼。
层状偏析
a） b） 图11-7 焊缝的层状偏析 a) 焊条电弧焊 b) 电子束焊
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三、焊接熔合区的化学成分不均匀
熔合线 硫 的 浓 度
母材
熔合区是母材与熔池的界面， Tm 温度下由于S、P等杂质元素在固相 熔合区的化学成分不均匀程度与焊接规范有关,大的焊接 图11-9 熔合区中硫的分布 中的平衡含量远低于液相，造成近界面部位母材中的 S、P 向焊缝中 注：上面数字E=11.76kJ/cm 下面数字E=23.94kJ/cm 线能量会使不均匀程度加剧(见图中三组数据中的下行) 转移，在界面前沿的液相中形成杂质元素富集层，随后快速凝固。
偏析的分类
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一、微观偏析
二、宏观偏析 三、焊接熔合区的化学成分不均匀
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一、微观偏析
微观偏析是指微小范围（约一个晶粒范围）内的化学
成分不均匀现象，按位置不同可分为：
铸锭的宏观 偏析分布示意图
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带状偏析常出现在铸锭或厚壁铸件中，有时是连续的，有 时则是间断的，偏析的带状总是和液-固界面相平行。 带状偏析的形成是由于固-液界面前沿液相中存在溶质富集 层且晶体生长速度发生变化的缘故。 焊缝凝固中的层状偏析与带状偏析机理相同。
（快）
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微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是不稳定的。可 微观偏析程度一般用偏析系数|1－k0|来衡 通过扩散退火或均匀化退火来消除，即将合金加热到低于固 量。|1－k |值越大，固相和液相的浓度差越大， 相线100～200℃的温度，进行长时间保温，使偏析元素进行
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wS / %
焊缝
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增碳层 脱碳层
wC %
焊缝金属
－x
x1
x2
母材金属
x
实际熔合线
异种钢接头焊材一般采用高韧性的奥氏体焊材，由于焊缝富含碳化物形成
元素，故碳在其内的活度远低于碳钢母材，在焊后加热过程中，固溶在碳钢
结构钢与不锈钢异种钢接头熔合区中碳的分布示意图
合金中的成分偏析
• 微观偏析程度一般用偏析系数|1－k | 微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是不稳定的。可通过扩散退火或均匀化
退火来消除，即将合金加热到低于固相线100～200℃的温度，进行长时间保温0， 使来偏衡析元量素。进|行1－充分k0扩|值散，越以大达，到均固匀相化和。 液相的浓度差越大，晶内偏。
|1－k0|值越大，固相和液相的浓度差越大，晶内偏析越严重。
由当于铸密锭度中的央差部异分，在 先凝凝固固下部沉分时结，晶侧沉面 淀向，斜在下铸方锭产的生下拉半应 部力形，成在低其于上平部均形成 分逆的V形负裂偏缝析，区并，被上 部富则含形溶成质高的于液平相均所 成填分充的，正最偏终析形区成。逆 V形偏析带。
收缩孔 正偏析 逆V偏析 V偏析
负偏析
图11-5 铸锭产生V形和逆V形 偏析部位示意图
• 什么叫偏析？
合金在凝固过程中 发生的化学成分不均 匀现象称为偏析
• 为什么会出现偏析？ 偏析对合金的力学性能、
• 偏析的利弊？
• 偏析的分类
抗裂偏性析能主及要耐是腐蚀由性于能合等金有
程度不同的损害。偏析也有
在凝固过程中溶质再分
有益的一面，如利用偏析现
象配可和以扩净散化或不提充纯分金引属起等的。 .
• 焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固液界面的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。 当焊接速度较大时，成长的柱状晶会在焊缝中心 相遇，在中心形成正偏析。在拉伸应力作用下， 焊缝极易产生纵向裂纹。
电弧位置
图11-6 快速焊时焊缝的区域偏析
Al-4.7Cu 合金铸件的逆偏析
逆偏析的成因在于结晶温度范围宽的固溶体合金， 在缓慢凝固时易形成粗大的树枝晶，枝晶相互交错，枝 晶间富集着低熔点相，当铸件产生体收缩时，低熔点相 将沿着树枝晶间向外移动。
合金中的成分偏析
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Al-4.7Cu 合金铸件的逆偏析
逆偏析的成因在于结晶温度范围宽的固溶体合金，在缓慢凝固时易形成 粗大的树枝晶，枝晶相互交错，枝晶间富集着低熔点相，当铸件产生体收缩 时，低熔点相将沿着树枝晶间向外移动。
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充分扩散，以达到均匀化。 表11-1 不同元素在铁中的偏析系数
元素 P S
B
C V Ti Mo Mn Ni Si Cr
元素质量 0.01~ 0.01~ 0.002 0.3~ 0.5~ 0.2~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~
分数/% 0.03 0.04 ~0.10
1.0 4.0 1.2 4.0 2.5 4.5 3.0 8.0
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焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固-液界面 的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。当焊接速度较 大时，成长的柱状晶会在焊缝中心相遇，在中心形成正 偏析。在拉伸应力作用下，焊缝极易产生纵向裂纹。
电弧位置
图11-6 快速焊时焊缝的区域偏析
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微观偏析的影响因素与消除措施
合金液、固相线间隔 （宽）
偏析程度 的影响因素
偏析元素的扩散能力 （弱）
冷却条件 （快）
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微观微偏析观是偏一析种程不度平一衡状般态用，偏在析热系力数学上|1是－不k稳0定|来的衡。可 量通过。扩|1散－退k火0或|值均匀越化大退，火固来相消和除，液即相将的合浓金度加差热到越低大于，固 晶相线内1偏00析～2越00严℃重的温。度，进行长时间保温，使偏析元素进行
合金中的成分偏析
元素 S B C V Ti Mo Mn Ni Si Cr 0.01 ~ 0.00 0.01 0.3~ 0.5~ 0.2~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 1.0~ 元素质 2 ~ 1. 4. 1. 4. 2. 4. 3. 8. 量 0. ~ 0 0 2 0 5 5 0 0 分数/% 0.03 0 0.10 4 偏析系
•表11-1
P
不同元素在铁中的偏析系数
二、宏观偏析
宏观偏析是指宏观尺寸上的偏析，包 括： • 正常偏析 • 逆偏析
• V形偏析和逆V形偏析
• 带状偏析与层状偏析
系数较大的合金，当溶质含量较高时，合金倾向于体积凝固， a－平衡凝固 b－液相只有扩散 c－液相完全混合 d－液相部分混合 可以利用溶质的正常偏析现象对金属进行提纯精炼。 偏析反而减轻。
微观偏析的影响因素与消除措施
合金液、固相线间隔 （宽）
偏析程度 的影响因 素
偏析元素的扩散能力 （弱） 冷却条件
（快）
•
微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是
不稳定的。可通过扩散退火或均匀化退火来消
微观偏析程度一般用偏析系数|1－k0|
来衡量。|1－k0|值越大，固相和液相的浓 除，即将合金加热到低于固相线100～200℃的 度差越大，晶内偏析越严重。 温度，进行长时间保温，使偏析元素进行充分
正常偏析随着溶质偏析系数|1-k0|的增大而增大。但对于偏析 图11-3 单向凝固时铸棒内溶质的分布 偏析使铸件性能不均匀，也难以通过热处理消除，但
•
焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固液界面的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。
当焊接速度较大时，成长的柱状晶会在焊缝中心
相遇，在中心形成正偏析。在拉伸应力作用下，
第三章合金的结构与相图本章重点1`固溶体与化合物及其特性
⑤ 温度
固溶体的溶解度受温度的影响较大， 一般温度越高，固溶体的溶解度越大。 如，奥氏体在727℃能溶解0.77%的碳， 而在1148℃则能溶解2.11%的碳。
3、固溶体的性能
当溶质元素的含量极少时，固溶体的性 能与溶剂金属基本相同。随着溶质元素含量 的升高，固溶体的性能发生明显变化，表现 在强度、硬度升高，塑性、韧性有所下降， →固溶强化。
金属间化合物
FeS, MnS 等
一般化合物
金属间化合物可以作为合金的组 成相（强化相），而非金属化合物在 合金中大多属于有害杂质。如FeS 在 钢中引起热脆。
1、金属间化合物的组织与性能特点
金属间化合物具有复杂的晶格结构， 熔点高，硬而脆，其在合金中的分布形 态对合金的性能影响很大，当金属间化 和物以大块状或成片状形态分布时，合 金的强度、塑性均很差；当金属间化合 物呈弥散状质点分布时，合金的强度高， 塑性、韧性较好。
范围内变化，电子化合物可以溶解一定量的组
元，形成以电子化合物为基的固溶体。
C、间隙化合物
由原子直径较大的过渡族元素与原子直径 很小的C、N、B等元素组成，过渡族元素的原 子占据晶格的正常位置，尺寸较小的非金属元 素原子有规则地嵌入晶格空隙中，形成间隙化 合物。
① 间隙相
当非金属元素原子与过渡族金属元素原 子直径的比值（d非/d过）<0.59时，形成的间 隙化合物具有比较简单的晶格结构，成为间 隙相。 如：W2C, VC, TiC, MoC, TiN, VN 等。
偏析的存在，会使金属强度下降，塑 性较差，耐腐蚀性降低，应采用均匀化退 火（扩散退火）予以消除。
第四节 二元共晶相图 当合金的二组元在液态时无限互溶， 在固态时有限互溶，且发生共晶反应， 此合金系的相图为二元共晶相图。
钛合金熔炼时的偏析
钛合金熔炼时的偏析偏析普遍存在于钛合金中，偏析对合金的力学性能具有较大的影响，甚至可能无法获得合格铸锭。
钛合金的偏析一般分为两类：宏观偏析和微观偏析。
固相无限互溶的合金在三维空间内发生枝晶生长时，引起液体流动的动力将导致宏观偏析。
这些动力包括凝固收缩（或膨胀），冷却时的液相收缩，液体内不同密度引起的重力作用，凝固时固相的收缩及移动，大容积内液体对流向枝晶间的穿透，固-液区内气体的形成。
宏观偏析包括正偏析、负偏析和比重偏析。
微观偏析是指通常的铸件生产中，枝晶干（或胞晶干）心部与枝晶间（或胞晶间）成分上的差异，可以用偏析比S R 表示微观偏析的大小。
微观偏析包括晶内偏析和晶界偏析。
钛合金的偏析影响钛合金组织，钛合金的组织缺陷例如难熔金属夹杂、间隙元素偏析，合金元素偏析引起的组织缺陷，反常态的α相形态等对钛合金的使用寿命、性能方面存在致命的影响。
因此在熔炼过程中如何避免偏析必须引起冶金工作者的注意。
有人研究了Ti-10V-2Fe-3Al合金的熔炼偏析。
实验过程采用电子束冷床炉初熔，VAR二次重熔。
图3-19为距铸锭中心15mm和50mm处合金元素的轴向分布。
可以看出，沿着凝固方向，V和Al元素含量逐渐降低，而Fe元素逐渐升高。
这是因为Fe元素是正偏析元素，朝向熔体方向富集，因此从底部到顶部沿着铸锭凝固方向含量逐渐升高。
下文简要分析几种常见的偏析及形成原因，以帮助在熔炼过程中进行防范。
Ⅰ类α偏析：主要是指O、N、C偏析，最常见的为TiN夹杂，也称为软α型缺陷、间隙元素偏析。
这种偏析通常都很硬，会损害疲劳强度和塑性。
当上述元素浓度很高时，可以观察到包括化合物在内的其他相，这些元素只要很少的量就能对钛的硬度产生显著影响。
钛的氮化物和碳化物以及更难出现的氧化物都有较高的熔点，这些物质在钛熔炼时难于熔化和充分散开，因此原材料中要避免这些间隙元素的浓度过高。
高碳偏析区内粗大晶界、碳化物网等薄弱环节吸收了较多的H，会弱化晶界强度，促进碳化物网的脆性倾向。
【材料科学基础】必考知识点第四章
2020届材料科学基础期末必考知识点总结第四章二元相图相：（概念回顾）相图：描述系统的状态、温度、压力及成分之间关系的图解。
二元相图：第一节相图的基本知识1 相律（1）相律：热力学平衡条件下，系统的组元数、相数和自由度数之间的关系。
（2）表达式：f=c-p+2; 压力一定时，f=c-p+1。
（3）应用可确定系统中可能存在的最多平衡相数。
如单元系2个，二元系3个。
可以解释纯金属与二元合金的结晶差别。
纯金属结晶恒温进行，二元合金变温进行。
2 相图的表示与建立（1）状态与成分表示法状态表示：温度－成分坐标系。
坐标系中的点－表象点。
成分表示：质量分数或摩尔分数。
（2）相图的建立方法：实验法和计算法。
过程：配制合金－测冷却曲线－确定转变温度－填入坐标－绘出曲线。
相图结构：两点、两线、三区。
3 杠杆定律（1）平衡相成分的确定（根据相率，若温度一定，则自由度为0，平衡相成分随之确定。
）（2）数值确定：直接测量计算或投影到成分轴测量计算。
（3）注意：只适用于两相区；三点（支点和端点）要选准。
第二节二元匀晶相图1 匀晶相同及其分析（1）匀晶转变：由液相直接结晶出单相固溶体的转变。
（2）匀晶相图：具有匀晶转变特征的相图。
（3）相图分析（以Cu-Ni相图为例）两点：纯组元的熔点；两线：L, S相线；三区：L, α, L+α。
2 固溶体合金的平衡结晶（1）平衡结晶：每个时刻都能达到平衡的结晶过程。
（2）平衡结晶过程分析①冷却曲线：温度－时间曲线；②相（组织）与相变（各温区相的类型、相变反应式，杠杆定律应用。
）；③组织示意图；④成分均匀化：每时刻结晶出的固溶体的成分不同。
（3）与纯金属结晶的比较①相同点：基本过程：形核－长大；热力学条件：⊿T>0；能量条件：能量起伏；结构条件：结构起伏。
②不同点：合金在一个温度范围内结晶（可能性：相率分析，必要性：成分均匀化。
）合金结晶是选分结晶：需成分起伏。
3 固溶体的不平衡结晶（1）原因：冷速快（假设液相成分均匀、固相成分不均匀）。
基于合金中元素的偏析研究
基于合金中元素的偏析研究发布时间：2022-10-21T06:27:35.804Z 来源：《中国建设信息化》2022年11期第6月作者：金鸿飞[导读] 近年来，人们尝试从电子结构的角度来解释元素在钢铁中的致脆机理，一金鸿飞江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省昆山市摘要：近年来，人们尝试从电子结构的角度来解释元素在钢铁中的致脆机理，一般来说，铅、锡、锑、铋和砷等都是典型的导致钢铁脆性的元素，这些元素在晶界偏析的程度越高，表示钢铁的脆性就越大[20]。
本文通过制备一系列Fe-Sn、Fe-Mo、Fe-Mo-Sn系的合金，研究了合金中元素的偏析以及Fe的d电子数的变化，希望从Fe的d电子数的角度来解释杂质元素导致钢铁脆性的物理根源。
关键词：合金元素；Fe-Sn合金；Fe-Sn-Mo合金；1 研究意义自从19世纪末期以来，钢铁开始在世界范围使用，钢铁材料成为近百年来最重要的结构材料之一。
但是一些钢铁材料的脆性断裂曾经给人类社会带来巨大的灾难。
例如，人们所熟知的泰坦尼克号的沉没事件。
作为当时世界上最大的船只，泰坦尼克号号称永远不会沉没，然而却在它第一次航行的途中就葬身大海。
其原因在于它撞上了冰川之后, 构成船身的钢材发生了脆性断裂，从而导致了灾难的发生。
在历史上，由于钢铁脆性断裂带来的安全隐患就更加数不胜数了。
有记录的第一次的事故是在19世纪末期的纽约长岛，那里有一个很大的支柱型钢板铆接水塔，其25.4毫米厚的底部出现了6.1米长的裂纹。
在我国20世纪末期，吉林省的五河大桥也发生了类似事故，大桥的两个斜拉杆发生了脆性断裂，桥节点附近的裂缝达到0.1?0.2米宽，被发现的裂缝多达700多条。
为了避免发生脆性断裂，在工程设计上需要留出大量的余量。
如果能够搞清楚脆性断裂的根源，不仅能够避免重大安全事故，消除隐患，而且能够节约大量的材料，简化工程，大大节约成本。
因而，近百年来，钢铁的脆性问题一直是金属学领域的一个重要研究课题。
合金的结构和相图
1.匀晶相图
（1）匀晶相图分析
匀晶相图分析
图中只有两条曲线，其中Al1B称为液相线，是各 种成分的合金在冷却时开始结晶或加热时熔化终 止的温度；Aα4B称为固相线，是各种成分的合金 在加热时开始熔化或冷却时结晶终止的温度。显 然，在液相线以上为液相单相区，以L表示；在固 相线以下为固相单相区，各种成分的合金均呈α固 溶体，以α表示；在液相线与固相线之间是液相与 α固溶体两相共存区，以α+L表示。A点是Cu的熔 点，B点是Ni的熔点。
共析相图
第三节 合金性能与相图的关系
合金的使用性能决定于合金的成分和组织， 而合金的结晶特点又影响了其工艺性能。由 于相图是表示合金的结晶特点及成分、温度 及组织之间的关系的，因此，相图和合金性 能之间存在着一定的联系。掌握这些规律， 对选用和配制合金是必要的。
一、合金力学性能与相图的关系
二、合金铸造性能与相图的关系
成分
SB
100%B
温 度
L + SA
共晶相图
L
L
+
Y℃ SB
SA+SB
SA+(SA+SB)
SB +(SA+SB)
100%A
X% 成分
100%B
共晶相图
温
LX Y℃ SA+SB
度
SA L
L
L
L
SA +
L
+
SA
SA
L
Y℃ SB
SA+(SA+SB)
SB +(SA+SB)
铝 粗枝晶偏析-概述说明以及解释
铝粗枝晶偏析-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述铝粗枝晶偏析是指在铝合金的凝固过程中，出现晶体生长方向不一致的现象，导致部分晶体枝晶增长较为突出，从而形成不均匀的晶粒结构。
这种偏析现象会对材料的性能以及加工工艺产生不良影响，因此对铝粗枝晶偏析的原因和影响因素进行深入研究，以便采取相应的措施减少偏析现象的发生，具有重要的理论和实际意义。
本文主要围绕铝粗枝晶偏析展开讨论。
首先，我们将介绍铝粗枝晶偏析的定义，明确其概念和特征。
其次，我们将探讨形成铝粗枝晶偏析的原因，包括化学成分、凝固速度等因素的影响。
最后，我们将分析影响铝粗枝晶偏析的因素，如温度、合金成分等因素的作用机制。
通过对铝粗枝晶偏析的全面研究，我们可以更好地了解这一现象对铝合金材料性能的影响，为减少偏析现象提供理论依据。
在结论部分，我们将总结铝粗枝晶偏析的影响，探讨减少铝粗枝晶偏析的方法，并展望未来对铝粗枝晶偏析的研究方向。
通过本文的深入探讨，我们期望能够为铝合金材料的制备和加工提供一定的理论指导，从而提高铝合金的质量和性能。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文将按照以下结构进行论述：1. 引言：首先对铝粗枝晶偏析进行概述，包括对其定义、形成原因以及影响因素的简要介绍，同时明确本文的目的和意义。
2. 正文：重点分析铝粗枝晶偏析的相关内容，分为以下几个方面进行论述：2.1 粗枝晶偏析的定义：详细解释粗枝晶偏析的概念，包括铝材料中晶粒的生长过程以及晶粒偏析所导致的现象和问题。
2.2 形成铝粗枝晶偏析的原因：深入探讨形成铝粗枝晶偏析的各种原因，包括温度、合金元素含量、凝固速度等因素对晶粒生长和偏析程度的影响。
2.3 影响铝粗枝晶偏析的因素：进一步分析影响铝粗枝晶偏析程度的各种因素，包括材料处理、合金化改性、凝固条件等对晶粒溶质分配和偏析行为的影响。
3. 结论：总结铝粗枝晶偏析对铝材料性能和工艺加工的影响，并提出减少铝粗枝晶偏析的方法和措施。
偏析的分类PPT课件
应该指出的是，Scheil方程是在假定 固相没有溶质扩散的条件下导出的，是 一种极端情况。实际上，特别是在高熔 点合金中，如碳、氮这些原子半径较小 的元素在奥氏体中扩散往往是不可忽视 的。
图6-7表示Cu-Sn8%合金单相
凝固时铸态组织中Sn在枝晶横截
面分布的等浓度线。已知Cu-Sn
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。
宏观偏析——铸坯整个断面上化学成分不均匀现象。
偏析的分类
微观偏析 ：晶内偏析（枝晶偏析），晶界偏析
宏观偏析 ：正偏析，逆偏析，V型偏析和逆V型偏析，
带状偏析，重力偏析
化学成分的不均匀性
偏析也可根据铸件各部位的溶质浓度CS与合金原始平均浓度C0的 偏离情况分类。凡CS＞C0者，称为正偏析，CS＜C0者，称为负偏 析。这种分类不仅适用于微观偏析也适用于宏观偏析。
偏析是铸件的主要缺陷之一。偏析对铸件质量影响很大，主要表 现在以下几个方面：
（1）微观偏析使晶粒范围内的物理和化学性能产生差异，影响铸件 的力学性能。有时使铸件难于加工。
（2）晶界偏析往往有更大的危害性，由于偏析使得低熔点共晶容易 集中在晶粒边界，即增加铸件在收缩过程中产生热裂的倾向性， 又能降低铸件的塑性。
DS S 2
DS－溶质在固相中的扩散系数 －局部凝固时间 S－枝晶间距一半
各种元素在不同合金系中的分配系数k0和
扩散系数DS是不同的，因此，枝晶偏析程度也
不同。分配系数k0愈小(k0 ＜1时)或k0愈大(k0
＞1时)，或扩散系数DS愈小，则枝晶偏析愈严
重。因此，可用l1- k0l定性地衡量枝晶偏析的 程度。 l1- k0l愈大，枝晶偏析愈严重， l1k0l称为偏析系数。