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  在鋼錠或鋼材中，各部分的化學成分遠不是均勻一致的，這種化學成分不均勻的現象成為偏析。產生偏析的原因是鋼的選擇結晶和在鑄錠的生產條件下固相中元素擴散不充分。偏析可以在初生晶粒的范圍內發生，叫做顯微偏析或枝晶偏析。經過固態轉變后，初生晶粒本身已不復存在，但初生晶粒的枝晶偏析在一定程度上仍然保持著。偏析也可以在整個鋼錠（或鑄件）范圍內進行，稱為區域偏析。帶狀偏析是區域偏析的一種特殊形式，它出現在一般的區域偏析的背景上。偏析屬于不能完全避免的缺陷，鋼材中允許存在，但必須加以控制。

  1.樹枝狀偏析（顯微偏析）：研究整個鋼錠剖面上不同部位樹枝狀組織的形態和各種冶金工藝因素對它的影響，這對于建立鋼錠結晶的理論和闡明一些冶金缺陷產生的原因有重要意義。同時，樹枝狀偏析造成熱變形鋼中的宏觀纖維組織（亦稱流線）和顯微帶狀組織（如結構鋼中的鐵素體-珠光體帶，滾珠鋼、工具鋼中的碳化物帶，奧氏體不銹鋼中的鐵素體帶等）使鋼材機械性能出現方向性，并使結構鋼試樣的橫向塑性和韌性顯著降低。

樹枝狀偏析既包括碳和合金元素的偏析，也包括雜質和氣體元素的偏析。合金元素的擴散系數比碳原子的擴散系數要小很多，所以消除合金元素的枝晶偏析比碳的均勻化要困難得多。合金元素的偏析影響固態相變，因而會影響擴散型固態相變后碳的分布。初生晶粒范圍內夾雜物的分布與雜質元素氧、硫的偏析有關。一般來說，氧化物的析出較早，并多處于枝干，硫化物析出較晚，多處于枝間。由于氣體元素的枝晶偏析，引起在晶軸之間析出氣泡。此外，顯微縮孔也分布在枝晶之間。在熱變形過程中，樹枝狀偏析被拉長，塑性夾雜物得到延伸，脆性夾雜物變成點鏈狀。帶狀組織和機械性能的方向性由此引起。

  2.區域偏析：因為選擇結晶，雜質和合金元素被濃集在枝晶的近旁。但是，由于在鋼液中元素的擴散較快，液相又是可以流動的，于是，在凝固速度不是很高的情況下，原枝晶近旁的雜質元素在液相中有可能被轉移到很遠的地方。隨著凝固的進展，雜質元素在最后剩余的鋼液中富集，結果，各種元素在鋼錠范圍內發生了長距離的重新分布，即產生了區域偏析或宏觀偏析。鋼液的循環流動和游離晶體的沉降在區域偏析的形成中起了很大的作用。除氧以外，其他元素包括碳、硫、磷和合金元素等均偏析富集于鋼錠的中上部。在用于制造大型鍛件的大鋼錠中，區域偏析最為顯著。值得注意的是，粉末鋼不存在偏析缺陷，這是由于其制作工藝--- 采用鋼水霧化成高純凈微細鋼粉，再經過HIP（熱等均壓）成材，所以不存在偏析。

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