一種確定多晶金屬變形激活滑移系的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種確定多晶金屬變形激活滑移系的方法，其屬于材料力學(xué)性能分析 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 多晶金屬在外界載荷作用下一旦滑移面沿滑移方向發(fā)生滑移，就會與樣品自由表 面發(fā)生交互作用形成滑移帶，此時(shí)認(rèn)為對應(yīng)的滑移系被激活了，相應(yīng)的滑移面和滑移方向 分別用晶面指數(shù)和晶向指數(shù)來表示。確定滑移系對闡明材料力學(xué)變形機(jī)理、評價(jià)材料使役 性能具有重要意義。
[0003] 如何準(zhǔn)確確定激活滑移系是材料力學(xué)分析中的一大難題。相關(guān)研究者先后報(bào)道了 累算法、圖解法、拉伸軸指數(shù)觀察法、X射線衍射法、透射電鏡法五種方法。其中，前S種都 是根據(jù)Schmid因子的大小對理論滑移系進(jìn)行推測，無法確定實(shí)際發(fā)生的滑移系；X射線衍 射法獲取的取向信息不便與晶粒位置及損傷形貌相對應(yīng)，多用于單晶材料取向分析；透射 電鏡方法在樣品制備過程中需破壞樣品，且只能獲得有限微區(qū)的取向信息，幾乎無法實(shí)現(xiàn) 面域范圍內(nèi)晶體取向和損傷形貌的分析。在該種情況下，想要準(zhǔn)確確定多晶金屬材料變形 激活滑移系就變得十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種多晶金屬變形激活滑移系的方法。它采用邸SD分析儀 對平板試樣進(jìn)行晶體取向分析，然而利用激光共聚焦顯微鏡對力學(xué)加載后的試樣表面滑移 帶形貌進(jìn)行分析，進(jìn)而通過計(jì)算、比對確定激活滑移系。
[0005] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種確定多晶金屬變形激活滑移系的方法，采用邸SD 分析儀對試樣進(jìn)行晶體取向分析，然后利用激光共聚焦顯微鏡分析試樣加載后表面滑移帶 形貌，通過計(jì)算、比對確定激活的滑移系，分析步驟如下：
[0006] (1)利用線切割方法獲得薄片狀金屬試樣，將試樣打磨拋光后進(jìn)行振動拋光，W去 除表面殘余應(yīng)力，為后續(xù)邸SD分析做準(zhǔn)備；
[0007] (2)利用邸SD分析儀分析樣品表面晶體取向；
[0008] (3)將試樣在疲勞試驗(yàn)機(jī)上循環(huán)加載一定周次后卸載，利用激光共聚焦顯微鏡對 步驟（2)中測試區(qū)域進(jìn)行觀察，W確定出現(xiàn)滑移帶；
[0009] (4)對步驟做中滑移帶分別確定滑移面和滑移方向：
[0010] 在樣品分析表面咕，ep內(nèi)，滑移帶對應(yīng)的方向矢量Tsp用公式一來確定，其中nsp 為滑移面法向單位矢量，6k為樣品表面法向矢量；利用公式二確定滑移帶與加載應(yīng)力軸之 間的夾角4或其補(bǔ)角，其中為加載應(yīng)力軸方向矢量；將實(shí)際測量滑移帶與加載應(yīng)力軸之 間的夾角4 '與計(jì)算的4值對比，兩者一致的面為滑移面；
[0011] 公式一為 Tsp= nspXe/，
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定多晶金屬變形激活滑移系的方法，其特征是：采用EBSD分析儀對試樣進(jìn)行 晶體取向分析，然后利用激光共聚焦顯微鏡分析試樣加載后表面滑移帶形貌，通過計(jì)算、比 對確定激活的滑移系，分析步驟如下： (1) 利用線切割方法獲得薄片狀金屬試樣，將試樣打磨拋光后進(jìn)行振動拋光，以去除表 面殘余應(yīng)力，為后續(xù)EBSD分析做準(zhǔn)備； (2) 利用EBSD分析儀分析樣品表面晶體取向； (3) 將試樣在疲勞試驗(yàn)機(jī)上循環(huán)加載一定周次后卸載，利用激光共聚焦顯微鏡對步驟 (2)中測試區(qū)域進(jìn)行觀察，以確定出現(xiàn)滑移帶； (4) 對步驟（3)中滑移帶分別確定滑移面和滑移方向： 在樣品分析表面（ei，ep內(nèi)，滑移帶對應(yīng)的方向矢量TSP用公式一來確定，其中nSP為滑 移面法向單位矢量，ek為樣品表面法向矢量；利用公式二確定滑移帶與加載應(yīng)力軸之間的 夾角巾或其補(bǔ)角，其中ej為加載應(yīng)力軸方向矢量；將實(shí)際測量滑移帶與加載應(yīng)力軸之間的 夾角巾'與計(jì)算的巾值對比，兩者一致的面為滑移面； 公式一為TSP=nSPXe3s， 公式二為
利用公式三分別計(jì)算滑移面對應(yīng)的可能滑移方向的Schmid因子m，具有最大Schmid因 子的方向認(rèn)為是滑移方向， 公式三為
【專利摘要】一種確定多晶金屬變形激活滑移系的方法，其屬于材料力學(xué)性能分析領(lǐng)域。該方法采用EBSD分析儀對試樣表面進(jìn)行晶體取向分析，采用激光共聚焦顯微鏡分析加載后滑移帶形貌，通過計(jì)算滑移帶與加載應(yīng)力軸之間的夾角并與實(shí)際測量值比對確定滑移面，通過計(jì)算滑移面對應(yīng)的可能滑移系的Schmid因子，根據(jù)Schmid定律確定滑移方向?，F(xiàn)有分析方法主要有累算法、圖解法、拉伸軸指數(shù)觀察法、X射線衍射法、透射電鏡法五種。前三種都是對理論滑移系進(jìn)行推測，無法確定實(shí)際激活滑移系；后兩種無法實(shí)現(xiàn)晶體取向和損傷形貌同時(shí)分析。本方法可以分析晶粒晶體取向及其對應(yīng)的滑移帶形貌，更適用于多晶金屬力學(xué)變形后的激活滑移系分析。
【IPC分類】G01N23-203, G01N21-00
【公開號】CN104569012
【申請?zhí)枴緾N201510025541
【發(fā)明人】羅忠兵, 齊赫楊, 林莉, 周全, 鄒龍江
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月19日