铜合金的偏析现象是怎么一回事呢?在铜合金中,锡磷青铜中的锡反偏析现象是非常典型的,严重时可能影响到铸锭质量和压力加工生产。反偏析与正偏析正好相反,铸锭表面或者铸锭表层的低熔点元素含贵高于铸锭内部的低熔点元素含董。
QSn6.5 - 0.1Φ195 mm铸锭中锡的分布
图4-21所示为直接水冷半连续铸造的QSni6.5-0.1Φ195mm铸锭断面上锡的分析结果。铸键中锡的平均含w(Sn)为6.5%时,铸锭表面和表层中锡的最高含量已经达到了9.5%以上。
QSn6.5-0.1Φ195mm铸锭偏析组织
图4-22为直接水冷半连续铸造QSn6.5-0.1Φ195mm铸锭高倍组织照片。
从高倍组织上看:内部组织以α固溶体为基,其间少有U+幻共析体。表层严重反偏析处则是(α+δ)共析体占了主导,硬脆相占的比例甚髙。
有关反偏析的形成机理有不同理论。有的认为在凝固过程中形成粗大的树枝状晶时,富低熔点的母液或半凝固体物相在以下条件下可能于枝晶间的毛细管道内移动:有枝晶发生了急剧收缩;结晶过程中析出的气体压力不断增高;液穴中液体金属静压力的作用。
实际经验已经表明,只要最初形成的铸锭表层结晶组织致密,并且在随后的凝固过程中,不再被重新加热至枝晶间富锡母液的液相线温度,富锡物相就没有机会溢出,铸锭表面就不会发生严重的反偏析现象。