電子背散射衍射（EBSD）技術(shù)作為一種先進(jìn)的材料表征手段，其在孿晶分析中的應(yīng)用日益廣泛。EBSD技術(shù)通過分析掃描電鏡中電子束與樣品表面相互作用產(chǎn)生的衍射菊池帶，能夠精確地確定材料的晶體結(jié)構(gòu)、取向以及晶界等信息。

TWIP鋼(Fe–22wt.% Mn–0.6wt.% C, FCC)的孿生變形行為取向依賴性

(a)拉伸真應(yīng)變?yōu)?.3時(shí)試樣縱截面取向成像圖;(b)產(chǎn)生和未產(chǎn)生孿晶的晶粒取向分布;

(c)易于發(fā)生孿生變形的晶粒取向分布(通過比較滑移、孿生Schmid因子大小確定)

形變孿晶的確定

EBSD技術(shù)設(shè)備和專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的EBSD測試服務(wù)，為您的研究或產(chǎn)品質(zhì)量控制提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。EBSD技術(shù)在確定形變孿晶方面具有顯著優(yōu)勢。由于孿晶與基體之間存在特定的對(duì)稱關(guān)系和取向關(guān)系，例如在立方晶系金屬中，孿晶與基體之間存在60°<111>轉(zhuǎn)軸關(guān)系。

通過EBSD技術(shù)測試樣品的組織取向特征，結(jié)合晶界類型和極圖分析，可以有效識(shí)別試樣內(nèi)部的孿晶組織。例如，在Fe-6.5wt.%Si合金中溫拉伸變形后的顯微組織分析中，通過EBSD技術(shù)發(fā)現(xiàn)兩組取向差異明顯的條帶狀組織，這些條帶與基體之間存在60°<111>轉(zhuǎn)軸關(guān)系，從而確定為形變孿晶。

孿晶形成的取向依賴性

晶粒取向?qū)\生變形機(jī)制有顯著影響，不同取向的晶粒在拉伸或壓縮時(shí)會(huì)形成不同數(shù)量和類型的孿晶。金鑒實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用 EBSD 技術(shù)對(duì)不同材料在不同變形條件下的孿晶形成進(jìn)行了系統(tǒng)分析。

EBSD技術(shù)能夠分析孿晶形成的取向依賴性，為材料的微觀組織控制提供了理論依據(jù)。例如，在Fe-6.5 wt%Si合金的中溫拉伸和壓縮變形中，發(fā)現(xiàn)<001>晶向與拉伸軸平行的晶粒易于形成孿晶，而<111>晶向與壓縮軸平行的晶粒也易于形成孿晶。此外，對(duì)于FCC金屬，如TWIP鋼，當(dāng)晶粒的<111>方向與拉伸軸平行時(shí)，晶粒易于形成孿晶。

高錳鋼壓縮變形試樣中的形變孿晶(a)SEM照片;(b)選區(qū)B的取向成像圖;(c)相應(yīng)的{111}極圖

原位EBSD觀察變形過程中孿晶的變化

原位EBSD技術(shù)能夠觀察樣品在不同變形量下的微觀組織變化，為理解孿晶的形成和演化提供了直接證據(jù)。通過對(duì)AZ31鎂合金壓縮變形過程中的形變孿晶進(jìn)行原位EBSD分析，發(fā)現(xiàn)隨著變形量的增加，孿晶逐漸擴(kuò)展至等軸晶晶界處，并且孿晶的寬度和長度都隨之增大。這一過程表明孿晶的形成會(huì)對(duì)晶界造成影響，并可能引起相鄰晶粒內(nèi)發(fā)生孿晶形核以協(xié)調(diào)變形。

Fe-6.5 wt%Si合金(BCC)不同取向晶粒的孿生變形行為及取向依賴性

(a)拉伸變形10%;(b)壓縮變形10%;(c)拉伸試樣中形變孿晶的取向依賴性;(d)壓縮試樣中形變孿晶的取向依賴性

結(jié)論

EBSD 技術(shù)在孿晶分析中的應(yīng)用展現(xiàn)了其在材料科學(xué)領(lǐng)域中的重要價(jià)值

AZ31鎂合金壓縮變形過程中形變孿晶的變化規(guī)律