台中鋁擠型-鋁合金鑄錠中的化學成分偏析

鑄錠中化學成分分布不均的現象叫偏鋁合金析。在變形中，偏析主要有晶內偏析和逆偏析。
　　
　　1．1晶內偏析
　　
　　顯微組織中晶粒內化學成分不均的現象稱晶內偏析。
　　
　　晶內偏析的顯微組織特征是，浸蝕後的晶內呈水波紋狀的類似樹木年輪狀組織。晶粒內顯微硬度不同，晶界附近顯微硬度高，晶粒中心顯微硬度低。
　　
　　晶內偏析的存在，使晶粒內部的化學成分和鑄錠的組織極不均勻，使鑄錠的性能嚴重惡化，主要是：
　　
　　1)固溶體晶內偏析造成的化學成分不均勻性和出現的不平衡過剩相，使合金抵抗電化學腐蝕的穩定性降低。
　　
　　2)非平衡共晶或低熔組成物的出現使合金開始熔化溫度降低，使鑄錠鋁擠型在隨後的熱變形或淬火的加熱過程中容易産生局部過燒。
　　
　　3)晶內偏析不鋁合金材料僅造成非平衡相出現和使第二相數量增加，而且，這些低熔相在晶枝周圍組成硬而脆的枝晶網絡，使鑄錠的塑性和加工性能急劇降低。
　　
　　4)由晶內偏析造成的化學成分不均勻性遺傳到半制品中，導致退火後在加工材中形成粗大晶粒。
　　
　　晶內偏析是不平衡結晶造成的。因此在鋁合金連續鑄造的實際生産中，晶內偏析是不可避免的。消除晶內偏析的有效方法是對鑄錠進行長時間的均勻化處理。在連續鑄造時，減輕晶內偏析的方法鋁擠型工廠是：第一，提高冷卻速度，采用變質處理以細化晶粒和晶內結構，縮小晶內偏析的範圍。第二，采用完全相反的方法，降低冷卻速度，進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。鋁棒第三，選擇一些能適當地改變合金結晶性質的添加劑。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部分布的不均一性。實際生産中，在有雜質鐵存在時，添加钛對減輕3A21合金固溶體晶粒中的偏析有好處，因爲钛偏台中鋁擠型析和錳偏析的方向正好相反，樹枝狀晶的中心含钛高，從而減少了鑄態晶粒中心和邊緣部分的固熔體濃度之差。
　　
　　1．2逆偏鋁材批發析
　　
　　鑄錠邊部的溶質濃度高于鑄錠中心溶質濃度的現象稱逆偏析。逆偏析的組織特征不易從顯微組織辨別，只能從化學成分鋁管分析上確認。
　　
　　鋁合金鑄錠中的逆偏析是使鑄錠及其壓力加工制品在力學性能和物理性能方面産生很大差異的重要原因。逆偏析程度嚴重的區域其化學成分甚至超出標准的規定範圍，使力學性能超標而報廢。
　　
　　逆偏析是鋁合金連續鑄錠凝固過程中的一種拌生現象，無法完全避免，也不能用高溫均勻化使之消除。但根據逆偏析的形成規律及影響因素，可以把元素的偏析控制在允許的範圍內。其辦法是：
　　
　　1)提高鑄錠的冷卻強度。
　　
　　2)選擇適當的鑄造速鋁材度，使過渡帶對鋁條敞露液面的傾斜角度不致過大，一般以不超過60°爲宜。
　　
　　3)適當提高鑄造溫度。
　　
　　4)采用合適的鑄造漏鬥，均勻導流，並使它流向鑄錠的邊緣。