α铁晶粒取向和腐蚀速度的关系研究.pdfVIP

2007年全国腐蚀研究与表面工程技术研讨会 铁品粒取向与腐蚀速度的关系研究 张彦文L2，王继辉’，冀运东‘ (1．武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉4300702．武钢研究院，武汉430080) 摘要：电子背散射衍射(EBS0)系统可以有效地在块状样品上观察显微组织形貌的同时进行晶体学数据的分析。笔 者运用电子背散射衍射(EBSo)技术分析了具有d铁素体组织的无取向硅钢在3茗硝酸酒精中晶粒取向与腐蚀速度的关系。 关键词：电子背散射衍射(EBsD)d铁晶粒取向腐蚀速度 0前言 钢铁属多晶体，物理化学特性通常情况下表现为各向同性。但组成多晶体的单个晶粒，却是有 着一定取向的单晶体，其物理化学特性为各向异性。由于常见的钢铁是由取向各异的许多晶粒组成， 所以宏观上一般体现为各向同性。钢铁构件在腐蚀性环境中运行容易遭环境介质浸蚀而失效，但在 相同的环境下，组成钢铁的各个晶粒是并非以同样的速度被腐蚀介质消耗。本文通过电子背散射衍 射(即SD)技术揭示a铁晶粒取向与腐蚀速度的关系。 1实验方法 试样选用无取向硅钢，常温组织为Ⅱ铁素体，成分见表1。试样经切割、镶嵌、磨制、抛光后， 400扫描电镜下用电镜所带附件EBSD装置分析。实验参 用3％硝酸酒精浸蚀约10秒钟，在Quanta 数为：加速电压(Acc size)为7．0。 voltage)30KV；电子束流光斑(Spot 表1无取向硅钢元素成分 C Si Mn P Cr S A1s N O．005 0．55 O．20 ≤O．040 O．3 ≤O．080 O．20 ≤O．0020 2电子背散射衍射(EBSD)原理 backscatter EBSD技术即电子背散射衍射(electron 问世，并在90年代初开始实现商用化的微观分析新技术。EBSD系统目前可作为扫描电子显微镜 (S删)的一个标准分析附件，使得在块状样品上同时进行显微组织形貌观察、微区化学成分分析以 及晶体学数据分析成为现实，大大拓宽了应用扫描电子显微镜进行微观分析的功能。由于该技术实 现了在块状样品上观察显微组织形貌的同时进行晶体学数据的分析，改变了传统的显微组织和晶体 学分析是两个分支的研究方法，并且具有快速简便、精度高和廉价等优点，近年来得到迅猛发展， 在材料科学、冶金学、地质学等领域中得到大量应用。 电子背散射衍射花样“髓SP”实质上就是菊池花样。在SEM中，非弹性电子的弹性散射，形成 的顶角接近180。，因此如果将荧光屏直接置于样品之前使其与衍射圆锥相截，则成一对平行线， 析，包括晶粒尺寸及形态、晶粒取向及取向差、晶界特征等的统计分析，以及物相鉴定。 电子背散射衍射花样的形成可以如下描述：当入射电子束沿着一定方向入射到晶体内部时，与 ．晶体的库仑场作用，发生弹性散射，同时激发声子和内外层电子发生非弹性散射。这些被散射的电 子沿空间所有方向形成球面波，球面某方向电子束入射到一定晶面，当满足布拉格衍射条件 (n入=2dsin e)时，将发生相干散射即衍射，出现一些线状花样。 一67— 2007年全国腐蚀研究与表面工程技术研讨会 图1皿sP形成原理图 如图1所示，假定入射电子束在P点发生非弹性散射：电子就向所有方向发生散射。其中电子 k k 束PQ在(hkl)面向QR’方向发生布拉格反射，电子束PR就在(h1)面(即(h1)面的内侧)向RQ’ 方向发生布拉格反射。非弹性散射的情况因散射角小则散射波强度大，电子束PQ的强度比电子束 PR的大，电子束RQ’的强度比电子束PQ的强度低(暗圆锥