中心偏析与中心疏松的成因分析

中心偏析是指钢液在凝固过程中，溶质元素在固液相中进行再分配时，表现为铸坯中元素分布不均匀，铸坯中心部位的C、S、P等元素含量明显高于其他部位。在铸坯厚度中心的凝固末端区域常表现为“V”偏析。中心疏松是指钢液在凝固末期，在铸坯厚度中心的枝晶间产生微小空隙。导致中心偏析和中心疏松产生的原因很多，且这两种缺陷往往相伴而生。

1.铸坯凝固组织中柱状晶过于发达

中心偏析和中心疏松形成机理之一是“凝固晶桥”理论，即铸坯凝固过程中，铸坯传热的不稳定性导致柱状晶生长速度快慢不一，优先生长的柱状晶在铸坯中心相遇形成“搭桥”，液相穴内钢液被“凝固晶桥”分开，晶桥下部的钢液在凝固收缩时得不到上部的钢液补充而形成疏松或缩孔，并伴随中心偏析。当凝固组织中柱状晶过于发达时，容易形成“凝固晶桥”，铸坯中也越容易产生中心偏析和中心疏松。

2.钢液中易偏析溶质元素含量过高(www.xing528.com)

中心偏析和中心疏松形成机理之二是钢液中易偏析溶质元素析出与富集理论，即铸坯从表壳往中心结晶过程中，钢液中的溶质元素在固液相界上溶解平衡，C、S、P等易偏析元素以柱状晶粒析出，移到尚未凝固的金属液中，随结晶的继续进行，这些易偏析元素被富集到铸坯中心或凝固末端区域，由此产生中心偏析和中心疏松。

3.坯壳发生鼓肚

中心偏析形成机理之三是空穴抽吸理论，即铸坯在凝固过程中若发生坯壳鼓胀，在铸坯中心就会产生空穴，这些空穴具有负压抽吸作用，使富集了溶质元素的钢液被吸入铸坯中心而导致中心偏析。在凝固末期，由于液体向固体转变发生体积收缩而产生空穴，也使凝固末端富集溶质元素的钢液被吸入铸坯中心，导致产生中心偏析。因此，铸坯鼓肚量越大，中心偏析就会越严重。