比重偏析锡基轴承合金

材料和成分：锡基轴承合金（Sb10～12%;Cu5.5～6.5%; Sn余量）

缺陷名称：比重偏析

工艺过程：离心铸造(浇铸温度为390℃；浇铸前底板在320℃的锡浴中挂锡；继以500转/分的转速浇铸，然后喷雾冷却)

说明：基体为α固溶体，方块为β（SnSb）相，针状或星状者为δ（Cu6Sn5）相。图中两侧组织的分布极不均匀。右侧为轴承外层（靠底板）部分，其中ε相极为密集；而轴承内层（图左侧）中硬质的ε相则极少。由此说明，轴承内有严重的分层现象。此种分层却是由典型的比重偏析的造成。按：在锡基轴承合金中，由于α、β、ε三种相间存在比重差别，当离心铸造时，在在离心力的作用下，比重大的ε相于外层析出较多，而比重小的β相则在内层出现，因此构成比重偏析。

为防止此项缺陷的产生，可采取如下的措施：在浇铸前尽力搅拌溶液，使其均匀分布而ε相不致下沉。或在采用离心铸造时，根据轴承的大小，选择适当的转速来改善比重偏析。

比重偏析是由于金属液中各组成物间的比重差较大，在保温包以及冷却较慢时溶质产生上浮或下沉而引起的。与之相关因素有钎料性质，冷却速度，初晶的比重、形状和大小，铸造工艺等。如果合金液在抽拉前长时间静置，将引起严重的比重偏析。

枝晶偏析在固液相线差较大的固溶体合金中尤为突出。其成因在于合金在凝固温度范围内进行选分结晶的结果，使先后形成的结晶成分浓度不一样。部分钎料的枝晶偏析很严重。

晶界偏析使低熔点物质聚集于晶界形成的，由于晶界偏析不能通过均匀化退火予以消除，其危害可延续至钎料钎焊后的钎焊接头的热裂、晶界腐蚀等。

区域偏析有正偏析和反偏析之分。

​比重偏析的产生，有以下几种情况：

（1）合金中的两组元在液态下互不相溶，如铜-铝合金，当此类合金在液态放置过久时，将发生分层现象，比重大的组元沉在下面，比重小的组元浮在上面。

（2）液态合金在搅拌不均的情况下，由于选择凝固所生成的晶体，其比重与母液不同，或上浮或下沉，形成比重偏析。如巴氏合金中的铅基合金或锡基合金的偏析。

（3）铸件的凝固方向也会影响比重偏析。若铸件的凝固顺序是自下而上，对于初生晶的比重较大的合金而言，其比重较小的低熔点相很容易上浮，会加剧比重偏析；反之，当初生晶体的比重较小时，会减轻比重偏析。

总之，对易产生比重偏析的合金而言，必须采取防止措施，如控制熔炼工艺使合金成分均匀；尽量缩短液态合金的放置时间；加快冷却速度及合理控制铸件的凝固方向等。