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铸锭中化学成分分布不均的现象叫偏析。在变形铝合金中,偏析主要有晶内偏析和逆偏析。
1.1 晶内偏析
显微组织中晶粒内化学成分不均的现象称晶内偏析。
晶内偏析的显微组织特征是,浸蚀后的晶内呈水波纹状的类似树木年轮状组织。晶粒内显微硬度不同,晶界附近显微硬度高,晶粒中心显微硬度低。
晶内偏析的存在,使晶粒内部的化学成分和铸锭的组织较不均匀,使铸锭的性能严重恶化,主要是:
1)固溶体晶内偏析造成的化学成分不均匀性和出现的不平衡过剩相,使合金抵抗电化学腐蚀的稳定性降低。
2)非平衡共晶或低熔组成物的出现使合金开始熔化温度降低,使铸锭在随后的热变形或淬火的加热过程中容易产生局部过烧。
3)晶内偏析不仅造成非平衡相出现和使二相数量增加,而且,这些低熔相在晶枝周围组成硬而脆的枝晶网络,使铸锭的塑性和加工性能急剧降低。
4)由晶内偏析造成的化学成分不均匀性遗传到半制品中,导致退火后在加工材中形成粗大晶粒。
晶内偏析是不平衡结晶造成的。因此在铝合金连续铸造的实际生产中,晶内偏析是不可避免的。消除晶内偏析的有效方法是对铸锭进行长时间的均匀化处理。在连续铸造时,减轻晶内偏析的方法是:一,提高冷却速度,采用变质处理以细化晶粒和晶内结构,缩小晶内偏析的范围。二,采用*相反的方法,降低冷却速度,进行类似锭模铸造的深液穴铸造,以降低铁、锰等元素的过饱和程度从而减轻偏析程度。三,选择一些能适当地改变合金结晶性质的添加剂。例如在3A21合金中加入适量铁,使固浴体中锰的浓度降低,从而减少锰在晶粒内部分布的不均一性。实际生产中,在有杂质铁存在时,添加钛对减轻3A21合金固溶体晶粒中的偏析有好处,因为钛偏析和锰偏析的方向正好相反,树枝状晶的中心含钛高,从而减少了铸态晶粒中心和边缘部分的固熔体浓度之差。
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