下载文档原格式
钛合金熔炼时的偏析偏析普遍存在于钛合金中，偏析对合金的力学性能具有较大的影响，甚至可能无法获得合格铸锭。
钛合金的偏析一般分为两类：宏观偏析和微观偏析。
固相无限互溶的合金在三维空间内发生枝晶生长时，引起液体流动的动力将导致宏观偏析。
这些动力包括凝固收缩（或膨胀），冷却时的液相收缩，液体内不同密度引起的重力作用，凝固时固相的收缩及移动，大容积内液体对流向枝晶间的穿透，固-液区内气体的形成。
宏观偏析包括正偏析、负偏析和比重偏析。
微观偏析是指通常的铸件生产中，枝晶干（或胞晶干）心部与枝晶间（或胞晶间）成分上的差异，可以用偏析比S R 表示微观偏析的大小。
微观偏析包括晶内偏析和晶界偏析。
钛合金的偏析影响钛合金组织，钛合金的组织缺陷例如难熔金属夹杂、间隙元素偏析，合金元素偏析引起的组织缺陷，反常态的α相形态等对钛合金的使用寿命、性能方面存在致命的影响。
因此在熔炼过程中如何避免偏析必须引起冶金工作者的注意。
有人研究了Ti-10V-2Fe-3Al合金的熔炼偏析。
实验过程采用电子束冷床炉初熔，VAR二次重熔。
图3-19为距铸锭中心15mm和50mm处合金元素的轴向分布。
可以看出，沿着凝固方向，V和Al元素含量逐渐降低，而Fe元素逐渐升高。
这是因为Fe元素是正偏析元素，朝向熔体方向富集，因此从底部到顶部沿着铸锭凝固方向含量逐渐升高。
下文简要分析几种常见的偏析及形成原因，以帮助在熔炼过程中进行防范。
Ⅰ类α偏析：主要是指O、N、C偏析，最常见的为TiN夹杂，也称为软α型缺陷、间隙元素偏析。
这种偏析通常都很硬，会损害疲劳强度和塑性。
当上述元素浓度很高时，可以观察到包括化合物在内的其他相，这些元素只要很少的量就能对钛的硬度产生显著影响。
钛的氮化物和碳化物以及更难出现的氧化物都有较高的熔点，这些物质在钛熔炼时难于熔化和充分散开，因此原材料中要避免这些间隙元素的浓度过高。
高碳偏析区内粗大晶界、碳化物网等薄弱环节吸收了较多的H，会弱化晶界强度，促进碳化物网的脆性倾向。
2020届材料科学基础期末必考知识点总结第四章二元相图相：（概念回顾）相图：描述系统的状态、温度、压力及成分之间关系的图解。
二元相图：第一节相图的基本知识1 相律（1）相律：热力学平衡条件下，系统的组元数、相数和自由度数之间的关系。
（2）表达式：f=c-p+2; 压力一定时，f=c-p+1。
（3）应用可确定系统中可能存在的最多平衡相数。
如单元系2个，二元系3个。
可以解释纯金属与二元合金的结晶差别。
纯金属结晶恒温进行，二元合金变温进行。
2 相图的表示与建立（1）状态与成分表示法状态表示：温度－成分坐标系。
坐标系中的点－表象点。
成分表示：质量分数或摩尔分数。
（2）相图的建立方法：实验法和计算法。
过程：配制合金－测冷却曲线－确定转变温度－填入坐标－绘出曲线。
相图结构：两点、两线、三区。
3 杠杆定律（1）平衡相成分的确定（根据相率，若温度一定，则自由度为0，平衡相成分随之确定。
）（2）数值确定：直接测量计算或投影到成分轴测量计算。
（3）注意：只适用于两相区；三点（支点和端点）要选准。
第二节二元匀晶相图1 匀晶相同及其分析（1）匀晶转变：由液相直接结晶出单相固溶体的转变。
（2）匀晶相图：具有匀晶转变特征的相图。
（3）相图分析（以Cu-Ni相图为例）两点：纯组元的熔点；两线：L, S相线；三区：L, α, L+α。
2 固溶体合金的平衡结晶（1）平衡结晶：每个时刻都能达到平衡的结晶过程。
（2）平衡结晶过程分析①冷却曲线：温度－时间曲线；②相（组织）与相变（各温区相的类型、相变反应式，杠杆定律应用。
）；③组织示意图；④成分均匀化：每时刻结晶出的固溶体的成分不同。
（3）与纯金属结晶的比较①相同点：基本过程：形核－长大；热力学条件：⊿T>0；能量条件：能量起伏；结构条件：结构起伏。
②不同点：合金在一个温度范围内结晶（可能性：相率分析，必要性：成分均匀化。
）合金结晶是选分结晶：需成分起伏。
3 固溶体的不平衡结晶（1）原因：冷速快（假设液相成分均匀、固相成分不均匀）。
基于合金中元素的偏析研究发布时间：2022-10-21T06:27:35.804Z 来源：《中国建设信息化》2022年11期第6月作者：金鸿飞[导读] 近年来，人们尝试从电子结构的角度来解释元素在钢铁中的致脆机理，一金鸿飞江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省昆山市摘要：近年来，人们尝试从电子结构的角度来解释元素在钢铁中的致脆机理，一般来说，铅、锡、锑、铋和砷等都是典型的导致钢铁脆性的元素，这些元素在晶界偏析的程度越高，表示钢铁的脆性就越大[20]。
本文通过制备一系列Fe-Sn、Fe-Mo、Fe-Mo-Sn系的合金，研究了合金中元素的偏析以及Fe的d电子数的变化，希望从Fe的d电子数的角度来解释杂质元素导致钢铁脆性的物理根源。
关键词：合金元素；Fe-Sn合金；Fe-Sn-Mo合金；1 研究意义自从19世纪末期以来，钢铁开始在世界范围使用，钢铁材料成为近百年来最重要的结构材料之一。
但是一些钢铁材料的脆性断裂曾经给人类社会带来巨大的灾难。
例如，人们所熟知的泰坦尼克号的沉没事件。
作为当时世界上最大的船只，泰坦尼克号号称永远不会沉没，然而却在它第一次航行的途中就葬身大海。
其原因在于它撞上了冰川之后, 构成船身的钢材发生了脆性断裂，从而导致了灾难的发生。
在历史上，由于钢铁脆性断裂带来的安全隐患就更加数不胜数了。
有记录的第一次的事故是在19世纪末期的纽约长岛，那里有一个很大的支柱型钢板铆接水塔，其25.4毫米厚的底部出现了6.1米长的裂纹。
在我国20世纪末期，吉林省的五河大桥也发生了类似事故，大桥的两个斜拉杆发生了脆性断裂，桥节点附近的裂缝达到0.1?0.2米宽，被发现的裂缝多达700多条。
为了避免发生脆性断裂，在工程设计上需要留出大量的余量。
如果能够搞清楚脆性断裂的根源，不仅能够避免重大安全事故，消除隐患，而且能够节约大量的材料，简化工程，大大节约成本。
因而，近百年来，钢铁的脆性问题一直是金属学领域的一个重要研究课题。
铝粗枝晶偏析-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述铝粗枝晶偏析是指在铝合金的凝固过程中，出现晶体生长方向不一致的现象，导致部分晶体枝晶增长较为突出，从而形成不均匀的晶粒结构。
这种偏析现象会对材料的性能以及加工工艺产生不良影响，因此对铝粗枝晶偏析的原因和影响因素进行深入研究，以便采取相应的措施减少偏析现象的发生，具有重要的理论和实际意义。
本文主要围绕铝粗枝晶偏析展开讨论。
首先，我们将介绍铝粗枝晶偏析的定义，明确其概念和特征。
其次，我们将探讨形成铝粗枝晶偏析的原因，包括化学成分、凝固速度等因素的影响。
最后，我们将分析影响铝粗枝晶偏析的因素，如温度、合金成分等因素的作用机制。
通过对铝粗枝晶偏析的全面研究，我们可以更好地了解这一现象对铝合金材料性能的影响，为减少偏析现象提供理论依据。
在结论部分，我们将总结铝粗枝晶偏析的影响，探讨减少铝粗枝晶偏析的方法，并展望未来对铝粗枝晶偏析的研究方向。
通过本文的深入探讨，我们期望能够为铝合金材料的制备和加工提供一定的理论指导，从而提高铝合金的质量和性能。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文将按照以下结构进行论述：1. 引言：首先对铝粗枝晶偏析进行概述，包括对其定义、形成原因以及影响因素的简要介绍，同时明确本文的目的和意义。
2. 正文：重点分析铝粗枝晶偏析的相关内容，分为以下几个方面进行论述：2.1 粗枝晶偏析的定义：详细解释粗枝晶偏析的概念，包括铝材料中晶粒的生长过程以及晶粒偏析所导致的现象和问题。
2.2 形成铝粗枝晶偏析的原因：深入探讨形成铝粗枝晶偏析的各种原因，包括温度、合金元素含量、凝固速度等因素对晶粒生长和偏析程度的影响。
2.3 影响铝粗枝晶偏析的因素：进一步分析影响铝粗枝晶偏析程度的各种因素，包括材料处理、合金化改性、凝固条件等对晶粒溶质分配和偏析行为的影响。
3. 结论：总结铝粗枝晶偏析对铝材料性能和工艺加工的影响，并提出减少铝粗枝晶偏析的方法和措施。
