鑄錠中的化學(xué)成分偏析
發(fā)布時(shí)間：
2021-03-08 17:50
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一、鑄錠中的化學(xué)成分偏析鑄錠中化學(xué)成分分布不均的現(xiàn)象叫偏析。在變形鋁合金中，偏析主要有晶內(nèi)偏析和逆偏析。
1．1 晶內(nèi)偏析
顯微組織中晶粒內(nèi)化學(xué)成分不均的現(xiàn)象稱晶內(nèi)偏析。
晶內(nèi)偏析的顯微組織特征是，浸蝕后的晶內(nèi)呈水波紋狀的類似樹木年輪狀組織。晶粒內(nèi)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(nèi)偏析的存在，使晶粒內(nèi)部的化學(xué)成分和鑄錠的組織極不均勻，使鑄錠的性能嚴(yán)重惡化，主要是：
1)固溶體晶內(nèi)偏析造成的化學(xué)成分不均勻性和出現(xiàn)的不平衡過剩相，使合金抵抗電化學(xué)腐蝕的穩(wěn)定性降低。2)非平衡共晶或低熔組成物的出現(xiàn)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(chǎn)生局部過燒。3)晶內(nèi)偏析不僅造成非平衡相出現(xiàn)和使第二相數(shù)量增加，而且，這些低熔相在晶枝周圍組成硬而脆的枝晶網(wǎng)絡(luò)，使鑄錠的塑性和加工性能急劇降低。4)由晶內(nèi)偏析造成的化學(xué)成分不均勻性遺傳到半制品中，導(dǎo)致退火后在加工材中形成粗大晶粒。
晶內(nèi)偏析是不平衡結(jié)晶造成的。因此在鋁合金連續(xù)鑄造的實(shí)際生產(chǎn)中，晶內(nèi)偏析是不可避免的。消除晶內(nèi)偏析的有效方法是對鑄錠進(jìn)行長時(shí)間的均勻化處理。
在連續(xù)鑄造時(shí)，減輕晶內(nèi)偏析的方法是：
第一，提高冷卻速度，采用變質(zhì)處理以細(xì)化晶粒和晶內(nèi)結(jié)構(gòu)，縮小晶內(nèi)偏析的范圍。
第二，采用完全相反的方法，降低冷卻速度，進(jìn)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(dāng)?shù)馗淖兒辖鸾Y(jié)晶性質(zhì)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(nèi)部分布的不均一性。實(shí)際生產(chǎn)中，在有雜質(zhì)鐵存在時(shí)，添加鈦對減輕3A21合金固溶體晶粒中的偏析有好處，因?yàn)殁伷龊湾i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。
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