在钢锭或钢材中，各部分的化学成分远不是均匀一致的，这种化学成分不均匀的现象成为偏析。产生偏析的原因是钢的选择结晶和在铸锭的生产条件下固相中元素扩散不充分。偏析可以在初生晶粒的范围内发生，叫做显微偏析或枝晶偏析。经过固态转变后，初生晶粒本身已不复存在，但初生晶粒的枝晶偏析在一定程度上仍然保持着。偏析也可以在整个钢锭（或铸件）范围内进行，称为区域偏析。带状偏析是区域偏析的一种特殊形式，它出现在一般的区域偏析的背景上。偏析属于不能完全避免的缺陷，钢材中允许存在，但必须加以控制。

  1.树枝状偏析（显微偏析）：研究整个钢锭剖面上不同部位树枝状组织的形态和各种冶金工艺因素对它的影响，这对于建立钢锭结晶的理论和阐明一些冶金缺陷产生的原因有重要意义。同时，树枝状偏析造成热变形钢中的宏观纤维组织（亦称流线）和显微带状组织（如结构钢中的铁素体-珠光体带，滚珠钢、工具钢中的碳化物带，奥氏体不锈钢中的铁素体带等）使钢材机械性能出现方向性，并使结构钢试样的横向塑性和韧性显著降低。

树枝状偏析既包括碳和合金元素的偏析，也包括杂质和气体元素的偏析。合金元素的扩散系数比碳原子的扩散系数要小很多，所以消除合金元素的枝晶偏析比碳的均匀化要困难得多。合金元素的偏析影响固态相变，因而会影响扩散型固态相变后碳的分布。初生晶粒范围内夹杂物的分布与杂质元素氧、硫的偏析有关。一般来说，氧化物的析出较早，并多处于枝干，硫化物析出较晚，多处于枝间。由于气体元素的枝晶偏析，引起在晶轴之间析出气泡。此外，显微缩孔也分布在枝晶之间。在热变形过程中，树枝状偏析被拉长，塑性夹杂物得到延伸，脆性夹杂物变成点链状。带状组织和机械性能的方向性由此引起。

  2.区域偏析：因为选择结晶，杂质和合金元素被浓集在枝晶的近旁。但是，由于在钢液中元素的扩散较快，液相又是可以流动的，于是，在凝固速度不是很高的情况下，原枝晶近旁的杂质元素在液相中有可能被转移到很远的地方。随着凝固的进展，杂质元素在最后剩余的钢液中富集，结果，各种元素在钢锭范围内发生了长距离的重新分布，即产生了区域偏析或宏观偏析。钢液的循环流动和游离晶体的沉降在区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钢锭的中上部。在用于制造大型锻件的大钢锭中，区域偏析最为显著。值得注意的是，粉末钢不存在偏析缺陷，这是由于其制作工艺--- 采用钢水雾化成高纯净微细钢粉，再经过HIP（热等均压）成材，所以不存在偏析。

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