على الرغم من أن الصب شبه المستمر قد تم تطبيقه في الصناعة لما يقرب من مائة عام، إلا أن مناطق الفصل السطحي (المتمثلة في عقيدات الفصل، والعيوب الباردة، وطبقات السطح الغنية بالمواد المذابة) لا تزال واحدة من أكثر العيوب عنادًا التي تعاني منها صناعة الألمنيوم المتطورة.
جوهر ورم الفصل السطحي هو نتيجة إثراء اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة الذي يتم "دفعه" إلى سطح السبيكة. تكوينه عملية معقدة لتزاوج عوامل متعددة:
ويتم تبريد المادة المنصهرة بسرعة في المبلور، مما يؤدي إلى تصلب الطبقة السطحية بسرعة وتكوين قشرة متصلبة. بسبب انكماش التصلب، تتكون فجوة بين سطح السبيكة وسطح العمل للمبلور. الموصلية الحرارية للفجوة الهوائية أقل بكثير من موصلية الألمنيوم، مما يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في تبادل الحرارة في هذا الموقع.
يتم منع تبديد الحرارة الخارجي للقشرة المتصلبة، بينما تستمر المرحلة السائلة للتجويف السائل الداخلي في توصيل الحرارة إلى الداخل عبر الطبقة المتصلبة بالفعل. هذه العملية من "اكتساب الحرارة أكبر من فقدان الحرارة" تسبب تسخينًا ثانويًا للقشرة المتصلبة. عندما تتجاوز درجة حرارة التسخين الثانوي نقطة انصهار التركيبة ذات نقطة الانصهار المنخفضة، تخضع القشرة المتصلبة لإعادة صهر محلية.
يحتوي السطح المبثوق لليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة على كمية كبيرة من اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة (غني بـ Mg₂Si و Al₆Mn ومراحل ثانية أخرى) المنصهرة. على طول الفجوات بين البلورات والأشجار المتفرعة، يتم كسر الفيلم الأكسيدي المتكون أثناء التبلور الأصلي، ويتم دفعه إلى الفجوات بين السبيكة والمبلور، ويتكثف في عقيدات الفصل. يظهر الفحص المعدني أن منطقة ورم الفصل هي عادة منطقة إثراء لليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة، حيث يكون حجم المرحلة الثانية أكبر بعدة مرات من حجم الركيزة، والتوزيع كثيف أيضًا، وحجم المرحلة الثانية أكبر عدة مرات. في بعض الأحيان، يمكن العثور على بلورات أولية (مثل Mg₂Si على شكل ريشة أو كتلة، أو Al₆Mn مع مسام بين المراحل) في موقع ورم الفصل.
ورم الفصل في منطقة الفصل السطحي هو نسيج غير طبيعي يجب إزالته قبل معالجة التشوه. إذا لم تتم إزالته بالكامل، فسيتم حمل أورام الفصل المتبقية إلى سطح أو داخل المنتج المشوه، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية للسبيكة ويسهل التسبب في التشققات والفشل أثناء الاستخدام؛ هناك فجوة كبيرة بين مصفوفة سبيكة الألمنيوم وورم الفصل، والتي تصبح مصدرًا لشقوق التعب؛ تحتوي على كمية كبيرة من اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة، تكون السبيكة عرضة للإفراط في الحرق وفقاعات السطح أثناء المعالجة الحرارية. هذا يعني أن سبيكة ذات عقيدات فصل، إذا لم تتم إزالة طبقة الفصل بالكامل أثناء عملية الدرفلة، ستظهر بشكل دوري "خطوط سوداء" و "تقشير" على سطح المقاطع المبثوقة اللاحقة؛ أثناء درفلة الصفائح المعدنية، ستتكون فقاعات درفلة؛ في الأجزاء المطروقة المستخدمة في صناعة الطيران، تصبح عيبًا قاتلاً يفشل في الاختبارات غير المدمرة.
بناءً على دراسات متعددة، تشمل عوامل العملية الخارجية التي تؤثر على تكوين عقيدات الفصل السطحي بشكل أساسي:
على الرغم من أن الصب شبه المستمر قد تم تطبيقه في الصناعة لما يقرب من مائة عام، إلا أن مناطق الفصل السطحي (المتمثلة في عقيدات الفصل، والعيوب الباردة، وطبقات السطح الغنية بالمواد المذابة) لا تزال واحدة من أكثر العيوب عنادًا التي تعاني منها صناعة الألمنيوم المتطورة.
جوهر ورم الفصل السطحي هو نتيجة إثراء اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة الذي يتم "دفعه" إلى سطح السبيكة. تكوينه عملية معقدة لتزاوج عوامل متعددة:
ويتم تبريد المادة المنصهرة بسرعة في المبلور، مما يؤدي إلى تصلب الطبقة السطحية بسرعة وتكوين قشرة متصلبة. بسبب انكماش التصلب، تتكون فجوة بين سطح السبيكة وسطح العمل للمبلور. الموصلية الحرارية للفجوة الهوائية أقل بكثير من موصلية الألمنيوم، مما يؤدي إلى انخفاض مفاجئ في تبادل الحرارة في هذا الموقع.
يتم منع تبديد الحرارة الخارجي للقشرة المتصلبة، بينما تستمر المرحلة السائلة للتجويف السائل الداخلي في توصيل الحرارة إلى الداخل عبر الطبقة المتصلبة بالفعل. هذه العملية من "اكتساب الحرارة أكبر من فقدان الحرارة" تسبب تسخينًا ثانويًا للقشرة المتصلبة. عندما تتجاوز درجة حرارة التسخين الثانوي نقطة انصهار التركيبة ذات نقطة الانصهار المنخفضة، تخضع القشرة المتصلبة لإعادة صهر محلية.
يحتوي السطح المبثوق لليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة على كمية كبيرة من اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة (غني بـ Mg₂Si و Al₆Mn ومراحل ثانية أخرى) المنصهرة. على طول الفجوات بين البلورات والأشجار المتفرعة، يتم كسر الفيلم الأكسيدي المتكون أثناء التبلور الأصلي، ويتم دفعه إلى الفجوات بين السبيكة والمبلور، ويتكثف في عقيدات الفصل. يظهر الفحص المعدني أن منطقة ورم الفصل هي عادة منطقة إثراء لليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة، حيث يكون حجم المرحلة الثانية أكبر بعدة مرات من حجم الركيزة، والتوزيع كثيف أيضًا، وحجم المرحلة الثانية أكبر عدة مرات. في بعض الأحيان، يمكن العثور على بلورات أولية (مثل Mg₂Si على شكل ريشة أو كتلة، أو Al₆Mn مع مسام بين المراحل) في موقع ورم الفصل.
ورم الفصل في منطقة الفصل السطحي هو نسيج غير طبيعي يجب إزالته قبل معالجة التشوه. إذا لم تتم إزالته بالكامل، فسيتم حمل أورام الفصل المتبقية إلى سطح أو داخل المنتج المشوه، مما يقلل بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية للسبيكة ويسهل التسبب في التشققات والفشل أثناء الاستخدام؛ هناك فجوة كبيرة بين مصفوفة سبيكة الألمنيوم وورم الفصل، والتي تصبح مصدرًا لشقوق التعب؛ تحتوي على كمية كبيرة من اليوتكتيك ذي نقطة الانصهار المنخفضة، تكون السبيكة عرضة للإفراط في الحرق وفقاعات السطح أثناء المعالجة الحرارية. هذا يعني أن سبيكة ذات عقيدات فصل، إذا لم تتم إزالة طبقة الفصل بالكامل أثناء عملية الدرفلة، ستظهر بشكل دوري "خطوط سوداء" و "تقشير" على سطح المقاطع المبثوقة اللاحقة؛ أثناء درفلة الصفائح المعدنية، ستتكون فقاعات درفلة؛ في الأجزاء المطروقة المستخدمة في صناعة الطيران، تصبح عيبًا قاتلاً يفشل في الاختبارات غير المدمرة.
بناءً على دراسات متعددة، تشمل عوامل العملية الخارجية التي تؤثر على تكوين عقيدات الفصل السطحي بشكل أساسي: