晶内偏析,又叫树枝晶偏析。其特征是在一个晶粒范围内,晶内和晶界处的化学成分不一致,熔点高的组元往往多分布于晶内,而熔点低的组元则往往多分布于晶界。如锡青铜铸件,晶粒内含铜多,而晶界处含锡多。

一般的产生晶内偏析,有两个条件:

(1) 具有一定结晶温度范围的合金;

(2) 在凝固过程中,合金原子的扩散速度小于结晶速度。

因为合金的结晶温度范围愈宽、铸件的冷却或结晶速度愈快,则晶内偏析愈严重。为防止晶内偏析,可以采用细化晶粒的措施,以缩短原子的扩散距离;或适当提高浇温,以延缓冷却速度,以达到延长原子的扩散时间等。对已产生晶内偏析的铸件,可通过长时间的扩散退火来减轻晶内偏析。

区域偏析是指在铸件的整个断面上,各部位的成分不一致的现象。主要因合金进行选择凝固所引起。区域偏析又分正向偏析和逆向偏析两类。

(1)正向偏析

所谓正向偏析是指铸造合金中,熔点较低的组元集中分布在铸件的中心或上部区域,其含量从铸件的先凝固区到其后凝固区逐渐递增。而逆向偏析则正好相反,熔点较低的组元集聚在铸件边缘。如硅黄铜铸件易出现正向偏析,即铸件中心含硅量较高;锡青铜件则易产生逆向偏析,即铸件表层中锡含量较多。

一般的,具有一定结晶温度范围的合金,均会产生一定程度的区域偏析,只是结晶温度范围较小的合金,倾向于产生正向偏析;而结晶温度范围较宽的结晶时形成发达的树枝晶的合金,则易产生逆向偏析。如锡青铜件表面的“锡汗”,就是当锡青铜表面先凝固一层硬壳后,由于某种应力的作用,硬壳出现裂纹,壳内未凝固的低熔点组元(锡)占多数的液态合金被挤出壳外而停留在铸件表面形成的。

即使采用均匀化扩散退火也无法消除区域偏析,因为偏析元素需经长距离的扩散,故区域偏析应以预防为主,一般有以下措施:

(1) 选择成分合适的合金;

(2) 合理的铸件结构,即避免厚大断面;

(3) 正确控制冷却速度。

由于合金中组元比重的不同所引起的偏析,叫比重偏析。比重偏析的产生,有以下几种情况:

(1)合金中的两组元在液态下互不相溶,如铜-铝合金,当此类合金在液态放置过久时,将发生分层现象,比重大的组元沉在下面,比重小的组元浮在上面。

(2)液态合金在搅拌不均的情况下,由于选择凝固所生成的晶体,其比重与母液不同,或上浮或下沉,形成比重偏析。如巴氏合金中的铅基合金或锡基合金的偏析。

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