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测量真实的晶粒尺寸 位向测定 织构测定 应变测定 晶界研究 物相分析 1 形变镁合金轧制过程微观组织演变的EBSD 研究 　上图显示了采用EBSD 分析技术,对形变镁合金AZ31 热轧过程的微观组织及晶粒取向分析。微织构分析提供了取向与组织形貌的对应关系,通过每个取向计算相邻晶粒间的取向差,确定是小角度晶界还是大角度晶界,是在晶内还是晶界,可以用不同的线型不同的颜色来表征这些晶界和晶粒。图(a～c) 是根据晶粒菊池线衬度BC(Band Contrast) 信息重构出的取向成像图,图中粗黑线代表大于15° 的晶界,细黑线代表2°到15°之间的小角度晶界。 BC图可反映出样品在EBSD 表征中的花样质量,它对应于样品中的点阵缺陷及内应力的大小。花样越清晰,则缺陷或内应力越小。图 (d～f) 是根据取向信息得到的取向差密度分布图和{0001}极图。从图中可看出,随着热轧的进行,板材厚度的减小,小角度晶界逐渐增多,小角度取向差分布密度增大,{0001}基面织构逐渐增强,说明在热轧过程中,滑移变形机制对基面织构的形成有着重要影响,是镁合金高温塑性变形的重要机制。 2 形变镁合金拉伸孪晶界面的EBSD研究 通过EBSD 得到的取向定量表征数据,根据孪晶与晶体的取向差关系,可以对孪晶界进行分析,由材料的初始织构,再根据晶粒中孪晶界两侧的取向变化可以区分出基体和孪生部分。 下图为150 ℃下单轴压缩变形10 %的AZ31 镁合金的EBSD 分析。材料的初始织构是基面织构,现在沿着与晶粒C 轴垂直的方向单轴压缩,晶粒基面法向垂直于压缩方向,所以在{0001}极图中初始织构应远离压缩中心。 图中粗黑线代表大于15°的晶界,细黑线代表2°到15°之间的小角度晶界。红线代表{1012}孪晶界,蓝线代表了两种不同的{1012}孪生变体相遇的孪晶界,A 点代表孪晶中的未孪生部分(即基体) ,B 点代表孪晶中孪生部分,可以从晶粒取向和在{0001}极图中的位置对比来判定,C 和D 代表两种不同的{1012}孪生变体, E 代表完全孪生部分。 由HKLChannel 5 软件包可计算出特殊孪晶界面占总界面数量的百分比从图可见,变形10 %后,很多晶粒中都产生了{1012}拉伸孪晶,同时有的晶粒中也出现了两种{1012}孪生变体相遇的情况,并能进一步确定各种孪晶界面的类型和相对的比例。应用EBSD 技术可以精确地勾画出孪晶界,可以获得在塑性变形中孪晶的数量、种类和形成的具体位置等信息。 3 形变镁合金动态再结晶的EBSD研究 EBSD 技术可以用来分析动态再结晶过程中的织构变化,可以分析变形组织与动态再结晶组织的取向关系。 下图为AZ31 镁合金热轧板在不同应变量下的EBSD 图。 图中黑色区域代表再结晶组织,白色区域代表变形组织,粗黑线代表大于15°的晶界,细黑线代表2°到15°之间的小角度晶界。样品的初始织构是基面织构,沿着与晶粒C 轴平行的方向进行单轴压缩变形。从图a 中可看出,变形组织与再结晶组织取向相似,基本是基面取向。再结晶的小晶粒主要是在变形晶粒的晶界处形成的,并且在变形组织内部有很多小角度晶界。随着变形的进行,细小的再结晶晶粒越来越多,但两类组织的取向仍然保持相近,表现出连续动态再结晶的特点,从EBSD 的取向信息中可看出,新的再结晶小晶粒是通过亚晶的逐渐转动而形成。 刘庆.电子背散射衍射技术及其在材料科学中的应用[J].中国体视学与图像分析，2005，10 F. J. HUMPHREYS.Review Grain and subgrain characterisation by electron back-scatter diffraction[J].Journal of Materials Science 36 (2001) 3833 – 3854 杨平, 电子背散射衍射技术及其应用[M] . 北京:冶金工业出版社, 2007. 7. 杨平.晶体材料表征的新技术——电子背散射衍射技术[J].第十二届中国体视学与图像分析学术年会论文集 李莉.典型材料晶体学特性的电子背散射技术的研究,天津大学硕士学位论文，2008-6 陈绍楷，李晴宇等.电子背散射衍射(EBSD)及其在材料研究中的应用[J].稀有金属材料与工程. March 2006, Vol.35,NO.3 黄文长，冯继军.EBSD分析技术及其在材料科学研究中的应用[J].汽车工艺与材料,2004,1 张寿禄、电子背散射衍射技术及其应用[J]、电子显微学报，2002，(5)：703—704． 辛仁龙,汪炳叔等.形变镁合金微观组织与织构的EBSD研究[J].电子显微学报, 2008-12,第27卷第6期 材料工程 于佳敏