第九章 铸锭缺陷及质量(品质)检测
铸锭品质的好坏，对加工材的品质影响很大。在铜及铜合金加工制品中，由于起皮、起泡、分层、裂纹及夹杂等导致的废品，大部分是由于锭坯的气孔、夹杂、疏松、裂纹、偏析、冷隔等缺陷引起的。因此，如何识别铸锭中的缺陷，分析其形成原因，找出防止或消除这些缺陷的措施，对提高铸锭及加工制品的品质都是至关重要的。
第四节 偏析
铸锭各个部分及晶粒内部成分不均的现象称为偏析。偏析对铸锭品质的影响表现在以下几个方面：由于各部分化学成分不一致，其力学性能、物理性能以及抗腐性能等也不同;使加工困难。如锡青铜产生反偏析，铸锭表面含锡高，增加切削量及压力加工的困难;由于偏析使易熔共晶富集在晶粒边界且成网状组织，增加铸锭在冷却过程中产生的热裂倾向。
一、晶内偏析
晶内偏析现象，多发生在某些结晶温度范围比较宽的合金铸锭中。为防止晶内偏析，可以采取以下措施：细化晶粒，以减小晶内成分的偏差;加大冷却速度以减少晶内偏析;进行均匀式处理。
二、密度(比重)偏析
密度偏析有两种情况：一种是在未开始凝固前，熔体中就分为两层，密度大者在下，小者在上，凝固后仍然保持着这种不均匀性;另一种，是虽然熔体的化学成分比较均匀，但由于初生晶体和剩余熔体的密度不同，会发生初生晶体的上浮或下沉现象，因此也会造成铸锭内部化学成分不均匀的现象。
防止密度偏析的办法是：铸造前加强搅拌;降低铸造温度和铸造速度，加大冷却强度，使熔体迅速冷凝。
三、区域偏析
区域偏析是在铸锭的某些区域内，如铸锭的中心和外层，产生了化学成分偏高或偏低的现象。
正偏析主要是在定向凝固和冷却速度较小的条件下进行选分结晶的结果，亦即铸锭凝固过程中，由于熔点高的组成物先结晶，易熔组分便富集在结晶前沿，这些易熔组分的一部分随着柱状晶的向内生长而被推向中心部分，直到该处的温度降低到结晶温度范围进行同时凝固时，这些分布于枝晶及晶界的易熔组分才固定下来且最后凝固，从而造成中部区域富有较多易熔组分的正偏析。
反偏析与正偏析相反。它是在铸锭表层部分某些低熔点组分的含量反而高于其平均含量。反偏析的成因一般认为是：凝壳内柱状晶凝固和收缩的结果，造成真空孔道，而此时结晶前沿的易熔组元在大气压及金属液柱静压力的作用下，流充到这些孔道并被压到铸锭边部。如果结晶器或锭模与铸锭之间的气隙较大，锭面温升较高时，致使易熔组元渗出铸锭表皮，形成所谓的反偏析瘤。
影响区域偏析的主要因素是：合金成分及结晶温度范围、体收缩系数、导热性、冷却速度、铸锭尺寸和形状、铸锭工艺等。连续铸锭时，温度高、速度快、液穴深，易形成反偏析。铁模铸锭的反偏析倾向小于水冷模，在直接水冷连续铸锭中，由于冷却剧烈，反偏析倾向反而减弱。QSn6.5-0.1的反偏析情况如表7-9-5所示。QSn6.5-0.1 圆锭断面上锡的分布如图7-9-1。
减小反偏析的途径是：采用连续式或半连续铸的方法;半连续铸锭时，应尽量减低结晶器的高度。同时应选择合适的铸造工艺条件，如使结晶器自然振动和机械振动结晶器;半连续铸造时，应避免铸锭表面拉破现象发生，在结晶器内镶石墨内套。
