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成分偏析

2014-10-29 17:21阅读:
成分偏析
所谓成分偏析就是化学成分分布不均匀的现象。
根据偏析的发生区域范围不同,可以把成分偏析分成微观偏析和宏观偏析。在晶内或晶界等小范围发生的偏析是微观偏析。在宏观尺寸上(比如说铸物的中心与外围)的偏析叫宏观偏析。微观偏析可以通过热处理消除,而宏观偏析不能。
成分偏析的成因是元素在合金中的溶解度小;或者是在合金中的固相和液相中的溶解度不一样;或者是合金里的金属元素熔点不同(先析出的是熔点高的元素,后析出的是熔点低的元素)。
在此之上,其它的因素会影响偏析的发生,比如说元素的密度,固液相之间的平衡分配系数K,铸造条件
1,密度
金属Pb密度大,在铜合金里溶解度极小,易形成宏观偏析,在长时间放置的情况下,可出现分层的现象;Cr-Si密度小,在铜合金里的溶解度小,易形成宏观偏析。
2,平衡分配系数K
在铜合金二元合金中,平衡分配系数K如下
Cu-Sn 0.1—0.5 Cu-Si 0.5—0.7 Cu-Al 0.8—0.9
Cu-Zn 0.8—0.9 Cu-Fe 1.4 Cu-Ni 1.4—1.6
平衡分配系数越偏离1,越容易发生成分偏析。
3,铸造条件
*
铸造温度
温度越高,最开始凝固的部分和最后凝固的部分的成分差别,越大越容易形成宏观偏析,但是,不易形成微观偏析,这是由于微观偏析在晶粒小范围发生,温度越高,到凝固的时间越长,原子就有足够的时间向平衡态进行扩散。
*铸造时间
铸造时间越长越易形成宏观偏析,不易形成微观偏析。
*铸造速度(冷却强度)
等轴晶体不容易出现宏观成分偏析,柱状晶体容易出现宏观偏析。冷却强度越强,越易形成宏观偏析,不易形成微观偏析。Cu-Sn青铜中,沙型铸物比金型铸物δ(微观偏析)少,铸物中心Sn的含量多(宏观偏析),就是这个原因。
*凝固温度范围
等轴晶体不容易出现宏观成分偏析,柱状晶体容易出现宏观偏析。凝固温度范围越宽,易形成等轴晶体,不易出现宏观偏析,有出现微观偏析的倾向。
在实际铸造中,为了比较准确地测定材料的成分,对提取的样品有不出现宏观偏析的要求。所以提高冷却强度,减少铸造时间,可有效地阻止宏观偏析的发生。

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