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铸锭中的化学成分偏析

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发布时间：2021-03-08 17:50
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【概要描述】一、铸锭中的化学成分偏析铸锭中化学成分分布不均的现象叫偏析。在变形铝合金中，偏析主要有晶内偏析和逆偏析。 1．1晶内偏析显微组织中晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。晶内偏析的显微组织特征是，浸蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状组织。晶粒内显微硬度不同，晶界附近显微硬度高，晶粒中心显微硬度低。晶内偏析的存在，使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织极不均匀，使铸锭的性能严重恶化，主要是： 1)固溶

铸锭中的化学成分偏析

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一、铸锭中的化学成分偏析铸锭中化学成分分布不均的现象叫偏析。在变形铝合金中，偏析主要有晶内偏析和逆偏析。

1．1 晶内偏析

显微组织中晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。

晶内偏析的显微组织特征是，浸蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状组织。晶粒内显微硬度不同，晶界附近显微硬度高，晶粒中心显微硬度低。

晶内偏析的存在，使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织极不均匀，使铸锭的性能严重恶化，主要是：

1)固溶体晶内偏析造成的化学成分不均匀性和出现的不平衡过剩相，使合金抵抗电化学腐蚀的稳定性降低。2)非平衡共晶或低熔组成物的出现使合金开始熔化温度降低，使铸锭在随后的热变形或淬火的加热过程中容易产生局部过烧。3)晶内偏析不仅造成非平衡相出现和使第二相数量增加，而且，这些低熔相在晶枝周围组成硬而脆的枝晶网络，使铸锭的塑性和加工性能急剧降低。4)由晶内偏析造成的化学成分不均匀性遗传到半制品中，导致退火后在加工材中形成粗大晶粒。

晶内偏析是不平衡结晶造成的。因此在铝合金连续铸造的实际生产中，晶内偏析是不可避免的。消除晶内偏析的有效方法是对铸锭进行长时间的均匀化处理。

在连续铸造时，减轻晶内偏析的方法是：

第一，提高冷却速度，采用变质处理以细化晶粒和晶内结构，缩小晶内偏析的范围。

第二，采用完全相反的方法，降低冷却速度，进行类似锭模铸造的深液穴铸造，以降低铁、锰等元素的过饱和程度从而减轻偏析程度。

第三，选择一些能适当地改变合金结晶性质的添加剂。例如在3A21合金中加入适量铁，使固浴体中锰的浓度降低，从而减少锰在晶粒内部分布的不均一性。实际生产中，在有杂质铁存在时，添加钛对减轻3A21合金固溶体晶粒中的偏析有好处，因为钛偏析和锰偏析的方向正好相反，树枝状晶的中心含钛高，从而减少了铸态晶粒中心和边缘部分的固熔体浓度之差。

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