D…扩散系数。 从上式可以看出界面前沿溶质富集的量和溶质富集层的厚度主要随K0,R和D值变 化。图14说明界面前沿溶质浓度曲线分别随R、D及Ko变化的情况2)。图14一a说 明长大速度小则界面富集的溶质量大，长大速度大则界面富集的溶量小。图14一C说明 界面附近溶质的富集程度Ko小比Ko大时严重。 碳对合金元素的偏析的影响很显著。在Fe一C一Cr合金中当碳含量低于1.5%，Cr 为1.5%时铬的偏析比随碳量的增加成直线上升3~6)。当碳含量由0.12%增加到1.21% 时偏析比就由1.5增加到3.97)。这是由于碳扩大了结晶温度间隔和降低了铬的平衡分 配系数Ko的缘故。 在Fc一C一X三元合金系中碳的影响可用C和X两组元在铁中的热力学相互作用参 数来表示： e=(alogfc/ox fc-一碳的活度系数。 x一第三组元浓度。 当x为碳化物形成元素时相互作用系数ε为负值，其绝对值愈大，其偏析能力愈高。 当x为非碳化物形成元素时ε为正值，元素的偏析倾向也随ε值增加而增加。根据文献 〔8)铜镍铬锰钢中主要元素与C的相互作用参数如下： 组元X Mn Cr Cu Ni 相互作用系数e-2.7-5.1+4.1+2.9+7.0+6.45 由此可以说明在铜镍铬锰低碳钢中P、S的偏析高，以及Cr和Cu的偏析比大于Mn 和Ni。 相互作用系数影响偏析比是因为相互作用愈强，凝固间隔愈宽，溶质富集层的浓度 峰愈高。另外山于相互作用改变活度系数，改变了富集层的合金元素的活度梯度和扩散 通量，从而也改变了富集层的厚度。 在FC一C一X一Y四元合金系中，因为和第四组元Y的相互作用，X的偏析比会发 生变化，在Fe-一C一C一S合金中，由于S的存在形成硫任面使铬的偏析比增加。从 以上分析可以认为降低钢中的碳和硫含量，提高钢的纯洁舟增加铸件的凝固速度是减 少偏析，防止晶间共品析出和消除裂纹的有效措施。 3.结 论 (1)铜镍铬锰铸钢拉捍壳体头的裂纹是沿晶品的脆性断裂。 (2)铸件凝固时由于显微偏析生成沿奥氏体晶界分布的YFe+(Fe、Cr、Mn):C 共晶是产生裂纹的原因。 (3)增加钢中的碳和硫含量会增加合金元素的偏析比。 (4)降低钢中的碳、硫含量，提高钢的纯洁度和加速铸件凝固速度，是减少偏 析、防止晶间共晶析出和消除裂纹的有效措施。 15一扩散 系数 。 从上式可 以看 出界而前 沿溶质富集 的量 和 溶质富集层 的厚度主要 随 ， 和 值变 化 。 图 说 明 界 面 前 沿溶质浓 度 曲线分别 随 、 及 。 变化 的 情 况 〔 〕 。 图 一 说 明长大速度小 则界面富集的溶质量大 ， 长大速度大 则界面富集的溶量小 。 图 一 说 明 界面 附近 溶质的富集程度 。 小比 。 大时严重 。 碳 对合金元素的偏析的影响 很显著 。 在 一 一 合金 中当碳含量低于 ， 为 时铬 的偏析比 随碳量 的增加 成直线 上升〔 “ 〕 。 当碳 含量 由 增加 到 时偏析 比就 由 增加 到 〔 〕 。 这 是 由于碳 扩大 了结 晶温度 间隔 和降低 了铬 的平 衡 分 配 系数 。 的缘故 。 在 。 一 一 三元 合金 系 中碳 的影响可 用 和 两组元在铁 中的热力学相互作 用 参 数 来表示 。 杏 ， 夕 。 一 碳 的活 度 系数 。 －第三组元 浓度 。 当 为碳化物形 成元素时相互作用 系数 。 恋为 负值 ， 其绝对值愈大 ， 其偏析 能力愈高 。 当 为非碳化 物形 成元素时。 杏为正值 ， 元素的偏析倾 向也随 。 杏值增加而增加 。 根据 文 献 〔 〕 铜镍铬 锰钢 中主要元素与 的相互作 用 参数如下 组元 相互作用 系数。 杏 一 一 十 由此可 以说 明在铜镍铬 锰低碳 钢 中 、 的偏析高 ， 以 及 和 的偏析 比 大 于 和 。 相 互作 用 系数影 响偏析比 是 因为相 互作 用愈强 ， 凝 固间隔愈宽 ， 溶质富集层 的浓度 峰愈高 。 另外 由于相 互作用改 变活 度 系数 ， 改 变 了富集层 的合 金元素的活 度梯度和扩散 通量 ， 从而也改变 了富集层的厚度 。 在 。 一 一 一 四元合金 系中 ， 因为和第 四组元 的相 互作 用 ， 的偏 析 比 会 发 生 变化 ， 在 一 一 一 合金 中 ， 由于 的存在形 成硫子 钩而使铬 的偏析 比增 加 。 从 以 卜分析可 以认 为降低 钢 中的碳和 硫 含量 ， 提 高钢 的纯 洁度 和 增 加铸件 的凝 固速 度是减 少偏析 ， 防止 晶间共晶析 出和 消除裂纹的 有效措施 。 结 论 铜 镍铬锰铸钢拉捍壳体头的裂纹 是 沿 晶的 脆性断 裂 。 铸件凝 固时 由于 显微偏析生 成沿奥 氏体 晶界 分 布的丫 、 、 共 晶是 产生裂纹 的原 因 。 增加钢 中的碳和硫 含量 会增加合 金元素的偏析 比 。 降低钢 中的碳 、 硫 含量 ， 提 高钢 的纯洁 度和 加速铸件凝 固速 度 ， 是 减 少 偏 析 、 防止 晶间共晶析 出和 消除裂纹 的有效措施