液體金屬在結晶過程中的化學成分不均勻稱為偏析
焊縫中的偏析
液體金屬在結晶過程中所發生的化學成分不均勻的現象稱為
偏析。凡在合金中溶解度小的元素，其偏析傾向大，一般是S、P、C
的偏析傾向較大，而Mo、Ni、Cr、W等偏析傾向依次減弱。合金成
分的偏析對焊縫金屬的性能影響很大，如果偏析雜質能形成易熔
共晶或脆性相，則對焊接接頭機械性能、抗熱裂紋、抗氣孔、抗腐蝕
等性能的影響就更大。焊縫金屬的偏析主要有樹枝狀偏析和層狀
偏析兩種。
樹枝狀偏析
前面講過，熔池金屬的結晶是在熔池周邊半熔化晶粒表面上
聯生出方向一致的一束樹枝晶。由金屬學可知，樹枝晶的形成是
先有晶軸、后有晶枝，晶枝問的間隙是較后結晶填滿的。先結晶的
晶軸部分較純，后結晶部分富含雜質。由二F這種選擇結晶所引起
化學成分的不均勻性，稱為樹枝狀偏析。這種偏析是在一個晶粒
內發生的，所以樹枝偏析又稱顯微偏析。由于晶軸、晶枝與晶枝問
的化!學成分不同，因此有可能用金相腐蝕的方法把焊縫金屬樹枝
晶顯現出來。
試驗表明，偏析程度與結晶時的冷卻速度有關。當冷卻速度
很小時(如焊接時的預熱加保溫緩冷)，則各元素有充分時間擴散，
以達到化學成分均勻化，樹枝狀偏析程度就小。當冷卻速度較大
時，則有的元素擴散了，有的還未來得及擴散，樹枝狀偏析程度就
較大。當冷卻速度很大時(一般焊接情況下)，則合金元素來不及
擴散就彌散結晶了，到低溫時擴散也較困難，所以樹枝狀偏析又減
弱。合金狀態圖中液相線與固相線的溫度區間越大的合金，越易
造成樹枝狀偏析。碳能增加硫在鋼中的偏析，錳卻能減少硫的偏
析
產生層狀偏析的原因是剛結晶的金屬較純(并因溶解度降低，
雜質還要由已結晶的金屬向液體金屬擴散)，雜質被排擠到結晶前
沿，在快速冷卻中，這些雜質來不及向熔池液態金屬深處擴散就已
凝固，所以形成周期性的含雜質多少不一的結晶層。
隨焊縫截面形狀的不同，偏析出現的類型也不同。小截面的
焊縫易出現層狀偏析，大截面的焊縫根部出現層狀偏析，而中部和
上部則出現樹枝狀偏析。
