枝晶偏析发表评论(0)编辑词条

中文名称：枝晶偏析

英文名称：dendrite segregation

枝晶偏析

定义：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。

应用学科：材料科学技术（一级学科）；金属材料（二级学科）；钢铁材料（三级学科）；钢铁材料生产技术（四级学科）

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    固溶体结晶时成分是变化的，缓慢冷却是由于原子的扩散能充分进行，形成的是成分均匀的固溶体。如果冷却较快，原子扩散不能充分进行，则形成成分不均匀的固溶体。先结晶的树枝晶轴含高熔点组元较多，后结晶的树枝晶枝干含低熔点组元较多。结果造成在一个晶粒之内化学成分的分布不均匀。这种现象称为枝晶偏析。

    枝晶偏析对材料的机械性能，抗腐蚀性能，工艺性能都不利。生产上为了消除其影响，常把合金加热的高温（低于固相线100摄氏度左右），并进行长时间的保温，使原子充分扩散，获得成分均匀的固溶体.

    又名晶内偏析，是由于固溶体晶粒内部化学成分不均匀所致。结晶温度间隔大的固溶体类合金，按树枝方式结晶时，先结晶的主干与后结晶的枝干及枝干间的化学成分不均一。例如，铸钢树枝晶的主干含碳量较低，支干含碳量较高，支干间含碳量更高

    对偏析区进行化学分析和金相检验可确定偏析的成分和金相组织。晶间偏析需通过金相检验才能发现，其特点是在晶界上富集低熔点相或夹杂物。

    结晶温度间隔宽的固溶体合金，当冷却速度快时，发生不平衡结晶，先结晶的成分来不及充分扩散，使先结晶的主干与后结晶的支干及支干间的成分产生差异，形成枝晶偏析。偏析程度取决于合金液凝固时的冷却速度、偏析元素扩散速度及受液固相线温度间隔支配的溶质平衡分配系数。液固相线温度间隔大的固溶体类合金，当凝固冷却速度较快时，易发生不平衡结晶，使先结晶成分来不及充分扩散而形成枝晶偏析

    1.适当提高熔炼温度，加强对合金液的脱气、除渣、精炼、变质和孕育处理，加强搅拌，使合金液均匀、净化

    2.易产生枝晶偏析的合金，可加入适量晶粒细化剂或微冷铁

    3.易产生枝晶偏析的合金，可通过调整浇注温度和浇注速度、控制型温来控制铸件的凝固冷却速度，使之与溶质的分配和扩散相匹配

    4.均匀化退火可消除枝晶偏析

    偏析使铸件的力学性能降低，易导致热裂和冷裂，降低铸件的耐蚀性，严重时会导致铸件因性能不合格或断裂而报废或失效。枝晶偏析可通过扩散退火来消除或减轻。