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合金中各組成元素在結晶時分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。焊接熔池一次結晶過程中，由于冷卻速度快，已凝固的焊縫金屬中化學成分來不及擴散，造成分布不均，產生偏析。焊縫中的偏析現(xiàn)象有以下三種:
熔池一次結晶時，最先結晶的結晶中心金屬最純，后結晶部分含其它合金元素和雜質略高，最后結晶的部分，即結晶的外端和前緣所含其它合金元素和雜質最高。在一個柱狀晶粒內部和晶粒之間的化學成分分布不均現(xiàn)象稱為顯微偏析。
熔池一次結晶時，由于柱狀晶體的不斷長大和推移，會把雜質“趕”向熔池中心，使熔池中心的雜質含量比其它部位多，這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析
焊縫的斷面形狀對區(qū)域偏析的分布影響很大。窄而深的焊縫，各柱狀晶的交界在其焊縫的中心，因此焊縫中心聚集有較多的雜質，這種焊縫在其中心部位極易產生熱裂紋。寬而淺的焊縫，雜質則聚集在焊縫的上部，這種焊縫具有較高的抗熱裂能力。
熔池在一次結晶的過程中，要不斷地放出結晶潛熱，當結晶潛熱達到一定數(shù)值時，熔池的結晶就出現(xiàn)暫時的停頓。以后隨著熔池的散熱，結晶又重新開始形成周期性的結晶，伴隨著出現(xiàn)結晶前沿液體金屬中雜質濃度的周期變動，產生周期性的偏析稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素、因此缺陷往往出現(xiàn)在層狀偏析中。
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