铸造化学成分的不均匀性

（二）逆偏析
k0<1的合金，结晶由外向内逐渐进行，但在表面层 的一定范围内溶质的浓度分布却由外向内逐渐降低，称 为逆偏析，或称反常偏析。 常出现逆偏析的情况： 结晶范围宽的固溶体合金 ; 铸件缓慢冷却时逆偏析程度增加 ; 枝晶粗大时易产生逆偏析; 合金液含气量高时 ;
（三）V型和逆V型偏析
在镇静钢锭中常常观察到V型和逆V型偏析带，其中富集C、S、P。 ①铸锭凝固过程中，堆积层中央下部的晶体收缩下沉，而上 部的晶体不能同时下沉，在堆积层中则产生V型裂缝，其中被 富溶质的液体充填，形成V型偏析带。 ②铸锭中央部分下沉同时，侧面向斜下方产生拉应力，而产 生逆V型裂 纹，其中被富集溶质的低熔点液体充填，形成逆V 型偏析带。 ③逆V型偏析是由于密度小的溶质浓化液在固液两相区上升 而引起的——沿枝晶上升。在其流经的区域，枝晶发生熔断， 形成沟槽。残余液体沿沟槽继续上升，产生逆V型偏析。 ④冷速降低，枝晶粗大，液体沿枝晶间的流动阻力减小，增 加V型和逆V型偏析的倾向。 ⑤铸锭凝固初期：在铸锭下半部形成负偏析区。而铸锭的上 半部则形成正偏析区。
二、微观偏析
（一）晶内偏析（枝晶偏析）
晶内偏析：存在于晶粒内部的成分不均匀性 由于固溶体合金多按枝晶方式生长，分枝本身 （内外层）、分枝与分枝间的成分是不均匀的，故 也称枝晶偏析。 1.枝晶偏析的形成
原因： 实际生产时，铸件凝固是非平衡结晶过程。所以， 在合金结晶时，因冷却速度快，固相中的溶质还未充分扩 散，液体温度降低，固液界面向前推进，又结晶出新成分 的晶粒外层，致使每个晶粒内部的成分存在差异。
1、晶界偏析的形成
（1）晶界平行于生长方向： 在液体与晶界交界处形成偏析 （2）两个晶粒相对生长： 最后凝固的晶界处 ，
2、预防和消除：
与枝晶偏析相同。 图6-8晶粒相碰形成的晶界偏析 图6-7 晶粒平行于生长方向形成的晶界偏析
三、宏观偏析
(一)正常偏析
当铸件（锭）凝固区域很窄时（逐层凝固），固溶 体初生晶生长成紧密排列的柱状晶，凝固前沿是平 滑的或为短锯齿形，枝晶间液体流动的作用次要， 宏观偏析的产生与结晶中的溶质再分配有关。 k0<1的合金，铸件先凝固区域（铸件的外层）的溶 质浓度低于后凝固区。（k0>1的合金与之相反）。 按照结晶的规律（溶质再分配规律），这是正常现 象，故称为正常偏析。
第一节 化学成分的不均匀性
一、偏析的分类
根据偏析的范围分
a)微观偏析：短程偏析， 指微小范围内化学成分不均匀的现象。
•成分不均匀→组织上的差别→ •还可能使铸件难于加工。 冲击韧性和塑性↓ 铸件的热裂倾向性↑
b) 宏观偏析：长程偏析或区域偏析， 指铸件各部分之间化学成分的差异。
使铸件各部分的机械性能和物理性能产生很大的差异 →影响铸件的使用寿命和工作效果。
如铸锭中经常发现底部和顶部存在着明显的成分差异。 重力偏析产生在铸件凝固之前或刚刚开始凝固之际。
防止、减轻重力偏析的方法：
加快结晶速度 机械搅拌液态金属 加入第三组元，形成高熔点、密度与液相相近的固相，先形成枝晶骨架。
（五）带状偏析：
⑴合金单向凝固，固液界面以平面向前推进：
由于生长速度的波动，在铸件中产生带状偏析。
⑵ 当合金以枝晶方式生长时，铸件中存在固液两相区， 液体可以沿枝晶流动，当R变化，引起Cs变化，而产 生带状偏析。
（六）重力偏析
由于固、液相之间或互不相溶的液相之间的密度不同，在凝固 过程中发生沉浮现象而造成的偏析称重力偏析。
2、影响枝晶偏析的因素：
如何衡量偏析百度文库度？
3、枝晶偏析的消除：
退火：把铸件加热到低于固相线100～200℃，长期 保温，使溶质原子充分扩散，则可减轻或消除枝晶偏 析。
Cu-Ni合金扩散退火后的组织 a)Cu-Ni合金退火后的显微组织，b) Cu和Ni的特征X射线强度
（二）晶界偏析
晶粒中心只有不明显的负偏析（或正偏析），而晶界区域 却显示出明显的正偏析（或负偏析），这种偏析称为晶界偏析 。