鑄錠中的化學成分偏析

發(fā)布時間：

2021-03-08 17:50

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一、鑄錠中的化學成分偏析鑄錠中化學成分分布不均的現象叫偏析。在變形鋁合金中，偏析主要有晶內偏析和逆偏析。

1．1 晶內偏析

顯微組織中晶粒內化學成分不均的現象稱晶內偏析。

晶內偏析的顯微組織特征是，浸蝕后的晶內呈水波紋狀的類似樹木年輪狀組織。晶粒內顯微硬度不同，晶界附近顯微硬度高，晶粒中心顯微硬度低。

晶內偏析的存在，使晶粒內部的化學成分和鑄錠的組織極不均勻，使鑄錠的性能嚴重惡化，主要是：

1)固溶體晶內偏析造成的化學成分不均勻性和出現的不平衡過剩相，使合金抵抗電化學腐蝕的穩(wěn)定性降低。2)非平衡共晶或低熔組成物的出現使合金開始熔化溫度降低，使鑄錠在隨后的熱變形或淬火的加熱過程中容易產生局部過燒。3)晶內偏析不僅造成非平衡相出現和使第二相數量增加，而且，這些低熔相在晶枝周圍組成硬而脆的枝晶網絡，使鑄錠的塑性和加工性能急劇降低。4)由晶內偏析造成的化學成分不均勻性遺傳到半制品中，導致退火后在加工材中形成粗大晶粒。

晶內偏析是不平衡結晶造成的。因此在鋁合金連續(xù)鑄造的實際生產中，晶內偏析是不可避免的。消除晶內偏析的有效方法是對鑄錠進行長時間的均勻化處理。

在連續(xù)鑄造時，減輕晶內偏析的方法是：

第一，提高冷卻速度，采用變質處理以細化晶粒和晶內結構，縮小晶內偏析的范圍。

第二，采用完全相反的方法，降低冷卻速度，進行類似錠模鑄造的深液穴鑄造，以降低鐵、錳等元素的過飽和程度從而減輕偏析程度。

第三，選擇一些能適當地改變合金結晶性質的添加劑。例如在3A21合金中加入適量鐵，使固浴體中錳的濃度降低，從而減少錳在晶粒內部分布的不均一性。實際生產中，在有雜質鐵存在時，添加鈦對減輕3A21合金固溶體晶粒中的偏析有好處，因為鈦偏析和錳偏析的方向正好相反，樹枝狀晶的中心含鈦高，從而減少了鑄態(tài)晶粒中心和邊緣部分的固熔體濃度之差。