锻件钢中成分偏析的类型

       锻件各断面上的化学成分和显微组织不均匀，这种缺陷叫做偏析。偏析是在锻件凝固过程中形成的，分为枝晶偏析、区域偏析和重力偏析三种。

       1.枝晶偏析

       当合金的凝固是在一定的温度范围内进行时，则锻件在凝固过程中，由于固相和液相成分不断改变，先凝固的部分含有较多的高熔点组元，后凝固部分含有较多的低熔点组元。由于锻件的凝固和冷却速度较快，元素的扩散来不及进行，因而造成晶粒内部化学成分不一致，这种偏析叫做枝晶偏析。枝晶偏析的存在，严重影响合金的力学性能和耐蚀性。因此，在生产中常把存在枝晶偏析的合金加热到低于固相线100-200℃的高温，经长时间保温，使原子扩散得以充分进行，以达到成分均匀化。这种热处理方法称为均匀化退火。

       2.区域偏析

       锻件断面上各部分化学成分不一致，而且所涉及的范围较大，这种偏析叫做区域偏析。区域偏析可分为正偏析和反偏析两种。偏析的程度是其实际浓度（含量）偏离钢中平均浓度的程度。相差越大，偏析程度就越大。例如，锻件断面上的碳、硫、磷的偏析属于正偏析；灰铸铁有时会出现磷的反偏析；锡青铜或铅青铜都可能出现锡或铅的反偏析。

       3.重力偏析

       在凝固过程中，由于从液体金属中析出的晶粒与残留的液体金属密度不同，而引起锻件上部和下部的化学成分或显微组织不一样，称为重力偏析。

       结构钢的偏析主要是枝晶偏析，主要表现为铁素体和珠光体呈带状分布。

       金属材料在凝固过程中形成的枝晶偏析，经热加工后变成条带偏析，即杂质元素和合金元素的浓度在相邻的条带内分布不均匀。这既影响了锻件各条带的转变温度，又使各条带的淬透性不同。因此，在奥氏体化后的冷却过程中，各条带的转变产物不同，形成带状组织。

       不同冷却速度下带状组织的类型及程度也有所差异，慢冷时铁素体和珠光体的条带分布十分明显；正火有相同的带状组织类型，但带状程度有所减轻；淬火得到另一种类型的带状组织，如马氏体+铁素体、马氏体、马氏体+托氏体三种带状组织。

       结构钢的带状组织检验按GB/T13299—1991《钢的显微组织评定方法》进行评定，主要是针对铁素体和珠光体型带状组织的情况，标准评级图由三个系列 (A、B、C系列）各6个级别组成。A系列是指碳质量分数小于0.15%的带状组织评级图；B系列是指碳质量分数为0.16%-0.30%的带状组织评级图；C系列是指碳质量分数0.31%-0.50%的带状组织评级图。该标准主要以铁素体或珠光体条带宽度、连续性及视域下的贯穿程度而分成不同级别。

       工具钢（包括轴承钢）的偏析，主要表现为碳化物的不均匀性。

       对碳素工具钢、低合金工具钢及轴承钢的碳化物不均匀性有两种类型：带状碳化物及网状碳化物。