Page 100 - 国外钢铁技术信息参考-2023年1月
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正偏析，另外，在从高温侧向低温侧流动对凝固的促进作用下也不会出现通道状ᇏݓࣁඋ࿐߶
度增多时，由于液相密度降低从而出现上浮流。碳钢钢水的线膨胀系数为 40×
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10 左右，每 10K 温度差仅对应 0.1%的密度差。因此，后者由液相浓度变化主导。
这种情况下，铸钢的固液共存区会出现由下而上的自然对流*。此外，不同钢水
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氧浓度条件下的铸造试验表明，密度比钢水低一半以上的 Al 2O 3/MnS 夹杂物的上
浮容易导致通道状偏析。
如图 17 所示，之所以称为 A 偏析是因为宏观偏析区呈∧形。固液共存区的
自然对流流向为从下而上，从高温侧向低温侧的流动或沿等温面的流动不会导致
偏析。虽然这种解释归纳性略多，但从向上对流中只有从低温侧向高温侧的流动 ᇏݓࣁඋ࿐߶
才能发展成优先流动路径这一角度便能理解∧形产生的原因。通道状偏析的形成
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取决于流动方向对温度分布的影响，这一观点在 Ni 基超合金实验和 H 2O-NH 4C1
模型实验中也得到了证实。
（c）V 偏析
铸锭中心等轴晶区所形成的 V 形正偏析称为 V 偏析。由于等轴晶之间缺乏力
学连接，相较于柱状晶区更容易发生移动和变形。另外，中心区凝固时对凝固收
缩体积的补偿会导致从上到下的压差，进而发生液相流动、固相流动以及固液共
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存体变形。V 偏析产生机理的研究由来已久，目前凝固收缩导致负压方面的观点
已经达成一致，但 V 偏析既可能是由于固液共存区液相流动所形成的通道状正偏
析所引起也可能是由于固液共存区变形所引起，科学上尚无定论。固液共存区液
相流动方面，凝固收缩所引起的流动垂直于等固相率面/等温面（从高温侧向低
温侧流动），而 V 形正偏析则几乎平行于等固相率面/等温面。因此，必须明确
导致正偏析流动（从低温侧向高温侧）的原因。另外，如第 2.6 节所述如果正偏
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析是由于固液共存体变形时形成的剪切区凝固后所产生，则能够对 V 偏析予以充
分解释，但要证实大型铸锭内的物理现象却非常困难。
3.2 铸锭铸造建模/仿真
如上一节所述，相较于微观偏析可以在局部溶质再分配模型的基础上从整体
区域内的凝固、温度和流动条件的角度对宏观偏析予以分析。因此，建模/仿真
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仍需以局部溶质再分配模型为基础，并应在平衡计算资源的基础上将整体条件纳
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