连铸坯方形偏析（锭型偏析）优化为：连铸坯方形偏析探究

通常情况下，方形偏析仅在锻轧产品中出现。大型连铸坯出现的中心偏析，在横向低倍试样上，由密集的暗色小点组成的颜色较深、宽窄不同的偏析带，多呈矩形或方形。方形内的组织没有外部的组织致密，或颜色黑暗，或边界稍稍发亮。方形区域内以碳的增高最为显著，在金相组织与硬度上的差别也很大，如图2-18所示。

图2-18 连铸坯方形偏析（锭型偏析）的低倍形貌特征

方形偏析又称区域偏析。在铸锭结晶过程中，由于外层柱状晶的成长把低熔点组元、气体及某些偏析元素推向未冷却凝固的中央液相区，在固、液相之间形成与锭型形状相似的偏析区。这种形态偏析多产生在钢锭（坯）结晶过程，由于钢锭模横断面多为方形，所以一般偏析区也是方框形，故常称为方形偏析。在酸浸试片上呈腐蚀较深并由暗点和空隙组成的方形框带。这种偏析是一种反偏析，即铸锭的外层富集高熔点组元，而铸锭心部则富集了低熔点组元与杂质，见表2-1。

表2-1 S15A钢锻件方形偏析

当合金铸锭发生反偏析时，铸锭表面溶质高于合金的平均成分，中央溶质低于合金的平均成分，有时铸锭表面富集低熔点组元与杂质，严重时可在铸锭表面形成反偏析瘤。反偏析的形成原因，一般认为结晶温度范围宽的合金，在凝固过程中形成粗大的树枝晶时，树枝晶间富溶质的金属液在凝壳的收缩压力、熔液内部释放出的气体压力、液柱静压力、大气压力的作用下，沿着树枝晶间的毛细管通道向外移动，到达铸锭表层，冷凝后形成反偏析。有色合金中Cu-Sn与Al-Cu是发生反偏析的典型合金。(www.xing528.com)

一般说来，合金钢比碳素钢出现方形偏析的概率高，如18CrMoTi，有些不锈钢如12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2等。10～20钢中也经常出现方形偏析。

方形偏析的评定原则：以暗点和空隙的数量、大小以及密集程度而定。

方形偏析形成的原因：①选分结晶的原因，造成了柱状晶与等轴晶区域的成分偏析；②气体的积聚造成的；③钢液凝固过程中受到振动。

防止方形偏析的办法：①提高钢的纯洁度；②浇注温度不能过高；③钢液凝固时间尽量缩短。

方形偏析的影响：方形偏析不严重时，对力学性能及使用寿命均无大的影响，因此是一种允许缺陷。但严重时会降低钢的塑性与韧性指标。

锭型偏析评定原则：根据方框形区域的组织疏松程度和框带的宽度加以评定。必要时可测量偏析框边距试片表面的最近距离。