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钢偏析分类abcdds五大类-回复钢偏析分类abcdds五大类——细说钢材的偏析问题钢材是广泛应用于各个领域的重要材料之一，它的强度和耐用性使得它成为建筑、汽车、航空航天等行业的首选材料。
然而，钢材在生产过程中可能会出现偏析的问题，这就需要我们对钢材的偏析分类及其解决方案进行深入了解。
一、什么是钢的偏析钢的偏析是指钢材中某些元素的含量在微观结构中出现偏差的现象。
这种偏差可能是由于原材料中杂质的存在，也可能是由于生产过程中未能均匀混合各种元素所导致的。
钢材偏析经常会导致其性能下降，进而影响到最终产品的质量。
二、钢的偏析分类钢的偏析根据不同的元素含量和结构特征可以分为五大类：abcdds。
1. A类偏析A类偏析是指钢材中碳元素的偏析。
由于冶炼过程中的温度梯度和溶液中的温度变化，碳元素在钢材中的分布可能会不均匀。
这种偏析会导致钢材的硬度不一致，从而在使用过程中容易出现脆性断裂等问题。
2. B类偏析B类偏析是指钢材中的硫元素和磷元素的偏析。
硫元素和磷元素在钢材中的分布不均匀可能会导致钢材的韧性下降，从而降低其耐用性。
此外，硫元素的偏析还会导致钢材在高温下脆化，增加其在高温环境下的使用风险。
3. C类偏析C类偏析是指钢材中的碳化物的偏析问题。
在冷却过程中，钢材中的碳化物晶体会在温度梯度的作用下产生偏差。
这会导致钢材的微观结构不均匀，进而影响到其强度和韧性。
4. D类偏析D类偏析是指钢材中的氮元素的偏析。
由于氮元素的含量通常较低，因此更容易受到热处理过程中的影响而产生偏析。
氮元素偏析会降低钢材的韧性和冷变形能力，从而影响到其机械性能。
5. DS类偏析DS类偏析是指钢材中的痕量元素的偏析问题。
这些痕量元素包括铁、铬、镍等。
这类偏析通常需通过高精度的化学分析来检测，并且对钢材的性能影响有限。
三、如何解决钢材的偏析问题针对不同类别的钢材偏析，可以采取以下措施来解决问题：1. 优化冶炼工艺。
通过降低温度梯度和采用合适的冷却控制方法，可以减少碳、硫、磷等元素的偏析。
钢材成分对机械性能的影响一、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
二、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
三、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
四、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
五、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
六、铬（Cr）：增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性。
在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
偏析对球墨铸铁组织及性能的影响偏析对球墨铸铁组织及性能的影响： 1.反偏析元素硅：Si偏析于奥氏体晶内并富集在石墨球附近，扩大该处奥氏体的共析转化温度区间、促使铁素体形成。
所以普通球墨铸铁（非合金球墨铸铁）的铸态组织大多数由镶有铁素体边的石墨球+珠光体组成（俗称牛眼组织）。
牛眼组织能阻止来自球墨表面的裂纹扩展，提高球墨铸铁动载荷下的抗力。
然而，Si在奥氏体内的固溶强化会引起晶格扭曲，阻碍超弹性应力作用下的滑移，当Si不均与分布严重时，这种阻碍变得十分突出。
此外，硅在石墨球旁的富集使固相转化时易促使析出二次石墨。
由于在硅高的区域有高的共析转化温度，故奥氏体固相转化时，易促使该区域珠光体片变粗。
因而，Si的偏析会给性能带来不利影响。
镍、铜：Ni、Cu与Si都属于反偏析元素。
但与Si不同，它们降低共析转化温度；另外，Cu还在球墨-基体界面富集，阻碍C的扩散。
所以Cu、Ni削弱球墨旁因Si高而引起的铁素体化作用，促进珠光体形成。
在高Ni无Cr球墨铸铁中，Ni在共晶晶粒周界处的贫化和Mn的富集，使高Ni球墨铸铁的韧性和强度全面降低。
2.正偏析元素锰：Mn在共晶团晶界富集。
由于球墨铸铁的S含量低，少量的Mn立即显示出偏析的负面影响，故球墨铸铁中允许的Mn含量相对比灰铸铁要低。
Mn虽可减少球墨铸铁中的铁素体，但由于在石墨旁贫化，所以对克服球墨铸铁的牛眼组织作用有限。
Mn在LTF区偏析易使此区域奥氏体稳定，等温淬火后形成高碳马氏体+残余奥氏体混合组织，大大恶化ADI球墨铸铁的塑性及韧性。
在珠光体及铁素体型球墨铸铁中，Mn、Cr的偏析导致韧性-脆性转化温度升高，容易引起脆性断裂，截面越大越严重。
铬：Cr偏析比Mn强烈，易形成晶间碳化物，降低动载荷性能，提高缩松倾向。
钒：V比Cr形成碳化物的倾向更大。
碳化钒除单独存在外，，还与碳化铁形成共晶体或固溶体。
钛：Ti与C易形成TiC。
TiC熔点3180℃，以孤立块状形态存在。
钢锭的结构及缺陷对锻件质量的影响摘要：钢铁锻件生产过程中环境友好成型技术要求对环境污染小、材料消耗少、生产成本低。
文章结合钢锭在凝固过程中形成的结构特点及组织缺陷，从偏析和夹杂缺陷及防治措施、气体和气泡缺陷及防治措施、缩孔和疏松缺陷及防治措施等方面论述了钢锭的结构及缺陷对锻件质量的影响。
关键词：钢锭；缺陷；锻件质量前言随着现代机械装配制造业的发展，金属材料锻件的环境友好成型加工技术正在受到越来越多的重视。
环境友好成型要求在金属材料锻件生产过程中具有对环境污染小、材料消耗少、生产成本低的技术优势[1]。
钢锭是由冒口、底部、锭身组成。
钢锭表层为细小等轴结晶区，向里分别为柱状结晶区、枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。
大铸锭下料属于自由锻，用自由锻方法进行开坯，将锭料两端切除，按一定尺寸将坯料分割[2]。
锻造生产的发展总趋势是使锻件形状、表面质量、尺寸最大限度与产品相接近，以到少、无切削加工的目的。
发展精密锻造成形技术，发展高效的锻压设备有利于锻件质量的提高。
为适应大批量生产的需要，应发展专业化的连续生产线，利于进行技术改造及采用先进工艺，提高锻件的内在质量，提高锻造生产的机械化、自动化水平。
钢锭的结构及缺陷对锻件质量影响较大，减少钢锭缺陷有利于较少锭料两端切除量，增大材料利用率，节约钢材，保护环境，促进锻造行业可持续发展。
1 钢锭的结构特点及组织缺陷在锻造生产中，钢锭是大中型自由锻件的原材料。
钢锭是在金属模具中冷却凝固而成，锭模内的结晶条件影响钢锭内部组织结构，钢铁材料结晶的动力学条件和热力学条件影响材料组织结构。
在钢锭形成过程中，浇入金属模中的钢液受到低温金属模壁的冷却，形核率增大，在表层形成细小的晶粒区。
受到金属模中金属液体流动的影响，金属液体在金属模中各处的传热条件和冷却很不均匀，在垂直于金属模壁方向热传导块，导致钢锭的内部化学成分、金属结晶组织、以及结晶后钢锭中非金属夹杂物分布也不均匀。
比重较大的非金属夹杂物沉积在钢锭下部。
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。
有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。
因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。
概要介绍三方面的问题:锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷;锻件质量检验的内容和方法;锻件质量分析的一般过程。
(一)锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括:强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。
锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。
而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。
锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:1)打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度;2)铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布; 3)控制晶粒的大小和均匀度;4)改善第二相(例如:莱氏体钢中的合金碳化物)的分布; 5)使组织得到形变强化或形变——相变强化等。
由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。
但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。
(二)原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。
如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如:S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。
0前言6082合金属于Al-Mg-Si系热处理可强化铝合金，主要强化相是Mg2Si，具有中等强度。
该合金主要用于交通运输和结构工程工业中，如桥梁、屋顶构架和冷藏集装箱等。
热顶铸造6082圆铸锭表层存在宏观偏析层。
在凝固结晶过程中，铸锭表层在石墨环会经历两次冷却过程。
铸锭经过第一次冷却后会凝固收缩，铸锭与石墨环产生间隙，冷却效果减弱。
这时铸锭表层会被中心的铝液重新加热出现重熔，晶界低熔点共晶组织等首先出现重熔。
这些共晶组织在重力的作用下，沿晶界网络流动到表层，经过第二次喷水冷却后凝固固定下来。
晶界低熔点共晶组织的重熔导致低熔点熔质的流动，从而产生铸锭表层偏析层[1]。
在相同的淬火条件下，6082型材的强度是由主要强化相Mg2Si决定的。
由于铸锭偏析造成局部位置Si、Mg元素下降，从而降低Mg2Si的含量，最终导致6082型材的强度下降。
类似“木桶原理”，型材主要强化相Mg2Si局部偏高，并不会增加型材的强度，但局部偏低则会降低型材的强度。
为了研究偏析层对挤压型材力学性能的影响，本文展开实验，重点研究型材拉伸强度偏低与型材成分的关系，分析其成因并研究应对措施。
1实验方法6082合金圆铸锭经成分均匀化处理后，基体主要成分为Si0.886%、Mg0.883%、Mn0.471%。
铸锭偏析层检验采用对铝饼进行逐层车削、逐层检测的方法，每层取1mm铝屑，采用分光度化学分析方法化验合金主要成分。
在同一支ϕ292mm圆铸棒上，截取4支长度1100mm短棒：2支不车皮处理，2支经车皮去除6mm厚的偏析层。
用梯度加热炉从室温加热到挤压工艺温度，在相同的工艺条件下生产某型号冷藏集装箱板，出料长度约36.5m。
为了避免模具型腔内的剩余铝对实验结果产生影响，实验数据都取自连续挤压的第二支棒。
实验数据分成两组：A组为第二支不车皮短棒挤压，B组为第二支车皮处理的铸锭。
经在线风冷淬火后，在型材出料方向的头部取6个、中部取2个、尾部取6个样品，长度均为300mm。
钢材成分对机械性能的影响一、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳含量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
二、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
三、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
四、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
五、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
六、铬（Cr）：增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性。
在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
