重力偏析凝固过程钢锭熔点分析显微镜

重力偏析凝固过程钢锭熔点分析显微镜

重力偏析
　　    在我们早期试图理解凝固过程的时候，钢锭头部高浓度正偏析的存在被认为仅是正常偏析的结果。人们简单地假设其机制与，溶质富集在平界面凝固前沿。
　　    这个假设忽略了两个关键的因素：①以这种方式偏析的溶质数量与在钢锭头部发现的大量溶质偏析相比，可以忽略不计；②这种类型的正偏析仅仅适用于平面凝固。实际上，现在已经认识到这一点，如果我们将这种偏析方式应用到枝晶凝固过程，就会发现又是一个相反的模式由此，他们推测在钢中，当残余液体为补偿凝固收缩而向枝晶根部流动时，由于温度下降，密度趋向增加。当然与此同时，轻元素比如碳、硫和磷的富集会导致液体密度的降低。在这种情况下，成分的影响要大于温度的影响，因此残余液体倾向于上升。由于残余液体的熔点比较低，这些液流中的溶质在扩散到枝晶的过程中，也会使枝晶的熔点降低，倾向于将枝晶溶解。因此，液流会逐渐加深通道，就像泛滥的洪水会冲走它经过路径上的障碍物一样。这一溶解切割作用会导致流动的通道中一边比较直，而另一边会参差不齐。锭研究结果表明最靠近型壁的切边(也就是上部切边)是直边，这也证实了在这些偏析中存在的液体向上流动。钢锭中的“A”形偏析就是以这种方式形成，这些偏析在离中心大致二分之一半径距离处组成了一组通道，这些通道把其中偏析液体清空，浮到钢锭顶部的大面积偏析液体中去。　　    同时，这些通道也起到把部分熔化的枝晶碎片清空到钢锭中心的大体积液相中去的作用，而这些碎片以介于石头和雪花之间的下落速度掉落。它们很可能以翻滚的方式下落，在掉落的过程中如果要穿过正在长大的柱状晶前沿的过冷液体，就有可能长大。最终这些碎片在钢锭底部堆积呈圆锥形状。在某些钢锭中，由于宽度的原因，在钢锭的周边也会有一些碎片的堆积，从而形成了双圆锥。由于这些圆锥由枝晶碎片组成，它们的平均成分相当于纯铁，其溶质含量低于整个钢锭的平均成分，因此这个区域称为负偏析区，这可以清楚地看出。钢锭底部的等轴晶沉积锥是一种由固体沉降而引起的重力偏析，与其他绝大多数因重力作用而引起液体上升的重力偏析形式相比，有很大的差别。