铸锭中化学元素成分分布不均的现象称为偏析。在变形铝合金中，偏析主要有晶内偏析和逆偏析。显微组织中同一个晶粒内化学成分不均的现象，称晶内偏析。
晶内偏析只能从显微组织中看到，在铸锭试样侵蚀后其特征是，晶内呈年轮状波纹如图1：
图1铸锭晶内偏析显微组织特征
如果用干涉显微镜观察，水波纹色彩图更加清晰好看。合金成分由晶界或枝晶边界向晶粒中心下降，晶界或枝晶边界附近显微硬度比晶粒中心显微硬度高。水波纹的产生原因是晶粒内不同部位合金元素含量不同，受侵蚀剂侵蚀程度的不同所致。[2]
在连续或半连续铸造时，由于存在过冷，熔体进行不平衡结晶。当合金结晶范围较宽，溶质原子在熔体中的扩散速度小于晶体生长速度时，先结晶晶体（即一次晶轴）含高熔点的成分多，后结晶晶体含低熔点的成分较多，结晶后形成从晶粒或枝晶边缘到晶内化学成分的不均匀。晶内偏析因合金不同而异，虽然不可避免，但可以控制使其变轻。在变形铝合金3A21合金铸锭晶内偏析最严重。
1、细化晶粒；
2、提高结晶过程中溶质原子在熔体中的扩散速度；
3、降低和控制结晶速度。
合金的结晶是由原子无序运动状态转变为有序排列状态，这需要原子的移动，一般将原子移动称为扩散。结晶寸扩散包括三个方面：一是液态合金中的原子扩散，二是α固溶体中的原子扩散，三是液固二相间原子的相互扩散。在合金结晶时冷却速度足够慢的情况下原子扩散充分进行，则得到成分均匀的固溶体。如果冷却速度不够缓慢，扩散来不及允分进行，结果形成了先结晶的。固溶体中含Ni量多，而后结晶的。固溶体含Ni量少。在一个品粒内其内部的含M量比外部的含Ni量多，即造成了晶粒内成分的不均匀，这种现象称为晶内偏析。由于实际晶粒总是以树枝状方式成长，所以又称枝晶偏析。通常是先结晶的熔点高，后结晶的熔点低。在一般情况下，所得的α相是不均匀的α固溶体。[3]
晶内偏析的程度决定于冷却速度、元素在晶体中的活动能力和相图中液相线与闹相线之间的距离：晶内偏析会引起合金的塑性和韧性显著下降，因此要消除，其办法是将这种合金加热到一定温度，并进行保温，保证扩散充分进行，以达到成分均匀化的目标，这种方法称为扩散退火。图2为Cu—Ni合金的铸态组织：
图2Cu-Ni合金的铸态组织
从图2中可看到。固溶体呈树枝状，先结晶的枝晶富Ni，不易被腐蚀，故呈白亮色；而后结晶的枝晶富Cu，易被腐蚀，呈暗黑色。