大型锻件的缺陷及偏析解决方法

中化学成分和杂质的不均匀分布称为偏析。一般成分高于平均值的称为正偏析，成分低于平均值的称为负偏析。有宏观偏析，如区域偏析，也有微观偏析，如枝晶偏析和晶间偏析。

大型模具钢锻件中的偏析与钢锭偏析密切相关，钢锭偏析程度与钢种、钢锭类型、冶炼质量和浇注条件有关。钢中的元素、杂质含量和气体都加剧了偏析的发展铸锭越大，浇注温度越高，浇注速度越快，偏析程度越严重。

（01）地区隔离

属于宏观偏析，是凝固过程中钢液的选择性结晶、溶解度变化和比重差异造成的，比如钢中的气体在上浮过程中带动杂质富集的钢水上升，形成须状^形偏析。晶体首先在顶部结晶，高熔点杂质下沉，仿佛结晶雨落下形成轴V形偏析。铸锭底部的沉淀形成负偏析沉积锥。最后碳、硫、磷等信析元素富集在上部凝固区，成为缺略较多的正偏析区。

防止区域隔离的对策是：

1）降低钢中硫、磷等偏析元素和气体的含量，如炉外精炼、真空碳脱氧（VCD）处理、钢锭底部吹氩等。

2）采取多炉联合浇注、冒口补浇、振动浇注、保温冒口、提高冒口补缩能力等措施

3）严格控制注射温度和注射速度，采用短粗锭型，改善结品条件，

在锻件的横向宏观试件上，有一个与钢锭外形相对应的框形特征，也叫框形偏析。当铸锭中的偏析带变形时，它沿分型面扩展，呈框架状。偏析带由细小的气孔和丰富的元素组成，对锻件组织和性能的均匀性有不良影响。

电渣重熔因基纯度高、晶体结构合理而成为生产大型锻件的重要方法。但如果重熔时电流和电压不稳定，就会形成波纹偏析。当电流和电压增加时，钢液会过热结晶速度减慢，钢液中的溶质元素会在结晶前沿偏析，形成富集区。当电流和电压降低时，熔融元素的偏析程度降低，这种周期性变化形成波纹状偏析带。

区域偏析是在侧向低倍酸浸试片上以分散暗斑的形式出现，称为点状偏析。

（02）枝晶偏析

属于显微偏析。枝晶和晶间微区成分的不均匀可能导致组织和性能的不均匀分布。利用扫描电子显微镜（Sem）、波溝仪（Wds）和能谱仪（Eds）对微区进行观察和成分

分析，找出原因并加以澄清。一般来说，通过高温扩散加热、合理的锻造变形和均匀化热处理可以消除或减少不利影响。