EBSD技术及其在金属材料中的研究应用

电子背散射衍射技术(EBSD)作为分析材料晶体结构、物相分布、织构以及取向差的新型研究方法,通过介绍EBSD的系统构成以及基本原理,对比其与传统分析技术之间的优缺点,结合具体实例说明EBSD在金属材料中织构、取向和晶粒尺寸等方面的应用。     

低温取向硅钢初次再结晶织构及晶界特征分析

应用EBSD技术对低温取向硅钢初次再结晶样品表层、次表层及中心层微观组织进行了研究并基于HE与CSL晶界理论对各层的晶界特征分布进行了分析。结果表明:各层初次再结晶织构以γ织构及{114}〈418〉织构为主,Goss晶粒主要分布在表层与次表层,平均晶粒尺寸由表层至中心层逐渐减小。基体与Goss晶粒取向差分布主要集中在能构成高能晶界关系的20°~45°间,并且次表层所占比例最高。基体中CSL晶界类型以∑3为主,在Goss晶粒周围分布着极少量的∑5、∑7、∑9晶界。     

不锈钢构件的EBSD失效分析

不锈钢构件的失效分析与防护一直是材料应用领域广泛关注的热点.应用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电子显微镜(SEM)等显微分析技术研究了冷加工过程中烤箱用不锈钢件的局部腐蚀与织构演变,通过分析应变、晶粒取向差和织构的关系,剖析了构件使用过程中的失效机理.分析结果表明:冷变形过程中发生的局部织构演变是影响奥氏体不锈钢产生点腐蚀的主要因素.     

退火温度对Nb+Ti双稳铁素体不锈钢织构的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了不同退火温度对Nb+Ti双稳铁素体不锈钢织构的影响。结果表明,随着退火温度的升高,α织构逐渐减弱,γ织构逐渐增强,当退火温度为920℃时,α织构基本消失,材料以γ织构为主。对再结晶织构的形成机制的探讨认为,铁素体不锈钢具有较强的γ织构归因于定向形核和选择生长共同作用的结果。     

电子背散射衍射在材料科学上的应用：2009年状况

在过去20年里扫描电子显微镜的电子背散射衍射技术（EBSD）已经成为研究晶体材料的强有力工具。该文通过2008年出版的EBSD著作与2003年的著作进行了深入对比，综述出EBSD在材料科学上的贡献。从分析的结果可以看出EBSD应用的某些方面在最近几年有着迅速的增长，特别是材料分析、微观织构、微观组织特征领域，同时还有界面研究的应用以及EBSD其它方面的应用，如模型或材料实验。另一方面EBSD在其它方面的应用也是迫切的，如微观织构的测定，真实相的鉴别和三维EBSD。     

一种FCC金属晶粒平均取向的计算方法

前言Foreword与晶粒尺寸相类似,晶体取向也是材料研究中所要考虑的一种重要的微结构信息。晶体取向偏离随机分布状态的时候,就会呈现出织构状态,表现出各向异性行为[1]。上个世纪60年代以来,主要采用X-Ray衍射计算得到取向分布函数来表征宏观织构[2,3],这样所得到的结果是一个统计结果。直到20世纪80年代以来基于背散射电子衍射的EBSD技术的出现,人们对晶体取向的分析和应用才有了进一步认识。在EBSD分析中有时可能只对晶粒取向感兴趣,而实际材料中由于各种晶内显微组织的存在(位错胞、变形带等),各晶粒内部的取向并不完全一致,这时就…     

00Cr12Ti铁素体不锈钢再结晶织构与成形性的研究

实验室研究了冷轧00Cr12Ti铁素体不锈钢在820℃不同保温时间下的退火工艺,运用电子背散射衍射（EBSD）技术研究了试验钢板再结晶晶粒的显微织构、尺寸和晶界角度分布及其成形性能的关系。试验结果表明：不同保温时间下退火钢板再结晶晶粒的显微织构、晶粒尺寸和晶界角度分布上存在着差异,这种差异反映出不同退火工艺对钢板成形性能的影响。此外,还利用EBSD对不同退火工艺的再结晶程度作了分析。     

EBSD分析技术及其在钢铁材料研究中的应用

 电子背散射衍射(EBSD)是一种较新的,用来分析多晶材料显微结构和组织的扫描电子显微镜技术。简述了EBSD技术的发展历程、基本原理、硬件装置和试验分析方法。并结合实例说明EBSD技术在钢铁材料中取向、晶界研究等方面的应用。     

Nimonic 80A合金螺栓的组织织构及高温应力松弛行为

利用SEM与EBSD技术研究Nimonic 80A高温合金螺栓的组织织构特点,并对不同温度下的高温应力松弛行为及组织织构演变进行分析。结果表明,合金中γ相组织未形成显著织构,晶粒取向择尤情况与晶粒尺寸无对应性。合金中第二相主要为γ′相与Cr的碳化物,γ′相在基体中弥散分布,而Cr的碳化物分别在晶界析出和沿螺栓轴向“链状”分布,其分布特征与γ晶粒组织及取向无显著关联性。应力松弛前后,晶粒组织、碳化物分布及织构均无明显变化,但γ′相发生了一定的粗化。载荷一定时,温度对应力松弛行为存在显著影响,即较高温度下样品的应力松弛率较高。较高温度下位错滑移更易开动,与样品中更多晶粒表现出较高晶粒取向散布(GOS)值相对应,但各晶粒GOS值的高低未表现出晶粒取向与晶粒尺寸依赖性。     

Nimonic 80A合金螺栓的组织织构及高温应力松弛行为

利用SEM与EBSD技术研究Nimonic 80A高温合金螺栓的组织织构特点,并对不同温度下的高温应力松弛行为及组织织构演变进行分析。结果表明,合金中γ相组织未形成显著织构,晶粒取向择尤情况与晶粒尺寸无对应性。合金中第二相主要为γ′相与Cr的碳化物,γ′相在基体中弥散分布,而Cr的碳化物分别在晶界析出和沿螺栓轴向“链状”分布,其分布特征与γ晶粒组织及取向无显著关联性。应力松弛前后,晶粒组织、碳化物分布及织构均无明显变化,但γ′相发生了一定的粗化。载荷一定时,温度对应力松弛行为存在显著影响,即较高温度下样品的应力松弛率较高。较高温度下位错滑移更易开动,与样品中更多晶粒表现出较高晶粒取向散布(GOS)值相对应,但各晶粒GOS值的高低未表现出晶粒取向与晶粒尺寸依赖性。     

一种高Nb-IF冷轧薄板钢的组织性能及织构

 采用拉伸试验、金相、ODF织构分析及电子背散射衍射(EBSD)技术研究了一种冷轧高Nb-IF钢和传统Nb+Ti-IF钢在不同退火温度下的组织性能、织构及晶界特征。结果表明：与传统Nb+Ti-IF钢相比,该新型高Nb-IF钢由于添加了质量分数为60×10-6的碳和010%的铌,其再结晶温度和再结晶完成温度均大幅度提高;新型高Nb-IF钢具有晶粒细小、组织均匀性良好的组织和γ取向织构发展充分且强点密度高的织构,能够获得强度高、伸长率高和r值高的优异的综合性能。EBSD分析结果表明,该新型高Nb-IF钢中小角度晶界和低指数重位点阵(ΣCSL)晶界含量较多,这也是试验钢获得优良成形性能的原因之一。     

冷轧工艺对00Cr21MoNbTi铁素体不锈钢组织、织构与成形性能的影响

利用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了冷轧轧程和冷轧压下率对00Cr21MoNbTi铁素体不锈钢的组织、织构与成形性能的影响.结果表明:随轧程数的增加,再结晶晶粒尺寸变化不大,但材料的平均r值相应提高;相同两轧程条件下,随累计压下率增大,材料的再结晶晶粒尺寸细化,平均r值以及{111}织构组分含量提高.再结晶织构峰值...     

高温渗氮Hi-B钢二次再结晶中组织及织构演变

模拟CSP工艺试制Hi-B钢在二次再结晶过程中不同退火温度下的组织和织构。使用Zeiss Axioplan金相显微镜(OM)观察试样组织,借助于NOVA400Nano SEM型场发射扫描电子显微镜进行微观织构EBSD检测分析。结果表明:Goss晶粒在1 040℃发生异常长大,异常长大之前晶粒细小均匀,有利的{111}〈112〉和{411}〈148〉织构为主要织构,异常长大后部分晶粒发生快速长大,组织则以Goss织构为主。Goss织构及{111}〈112〉和{411}〈148〉织构的取向差分布主要集中在20°~45°之间,高能晶界理论(HE)能够解释Goss晶粒的异常长大。基体的CSL晶界比例较低,且移动性差的∑3晶界比例较高,移动性好的∑5、∑7、∑9晶界比例较低,CSL晶界理论对于Goss晶粒的异常长大则不具有说服力。     

冷轧退火温度对301L织构和晶界特征的影响

 利用电子背散射衍射技术,研究了冷轧后亚稳态奥氏体不锈钢301L的退火织构和晶界特征,分析了不同冷轧退火温度对织构和晶界特征的影响。结果表明,冷轧退火后奥氏体不锈钢301L的织构主要由Copper{112}<111>,Brass{110}<112>,Goss{110}<001>和S{123}<634>组成,并且随着退火温度的升高,织构强度逐渐减弱,重位点阵晶界Σ3晶界含量明显增加,其他重位点阵晶界含量没有明显变化。     

X100管线钢断口分层机理分析

根据X100管线钢断口分层现象,对该钢圆棒形及板形拉伸试样断口及不同温度下冲击试样断口进行宏观观察、显微分析、金相观察和EBSD织构分析。结果表明,随拉伸试样形状及尺寸的变化,裂纹分层现象趋势不同,随冲击试验温度降低,裂纹趋势加剧,裂纹的萌生以及扩展受晶界的限制。EBSD织构分析表明,沿{113}〈110〉方向,在一定微区存在较强的织构,促进了断口分层的产生。     

X100管线钢的热轧显微组织分析

通过热轧试验,利用扫描电镜,TEM观察和EBSD技术等分析显微组织与力学性能之间的关系。研究结果表明:显微组织以GB+AF组织为主,AF组织呈典型的长条针状;以块状形式转变的准多边形铁素体为主,内部含有大量位错,高位错密度形成位错胞,位错线上分布着细小的析出相,具有高强度和良好冲击韧性;大角度晶界占整个分析区域内晶界的88%,大角度晶界主要分布在30°~60°,对冲击韧性非常有利。     

终轧温度对600 MPa级高钛高成型性铁素体-珠光体酸洗带钢组织与织构的影响

利用扫描电子显微镜(SEM)与电子背散射衍射技术(EBSD)研究了高Ti高成型性铁素体-珠光体型热轧酸洗带钢不同终轧温度下的组织与织构特征.研究结果表明, 终轧温度对显微组织的演变影响较小, 但却引起了大角晶界密度的升高.不同终轧温度时形成的组织均以铁素体为主, 少量的珠光体弥散分布在铁素体基体之间.终轧温度的提高引起了织构类型的显著改变, 随着终轧温度的升高, 织构强度整体增强, 并形成了明显的对冲压成型性有利的近γ织构.当终轧温度为850℃时, 近α织构与γ织构强度均较弱, 此时的织构类型主要为{001}[110]、{113}[471]、{114}[110]和{223}[110]成型不利织构, 成型不利织构强度更高; 当终轧温度升高至875℃时, 织构类型主要为近γ织构和{001}[110]旋转立方织构, 近γ织构体积分数由19.9%升高至41%, 成型有利织构强度显著增强.      

热变形双相不锈钢的微区取向及组织分析

 在变形温度为1000和1100℃,应变速率为01s-1的条件下,利用MMS-200热模拟试验机,对S32750超级双相不锈钢进行了高温压缩试验。利用电子背散射衍射(EBSD)分析了其晶体取向和微观组织。研究结果表明,铁素体在两种试验条件下均可形成<001>和<111>∥压缩轴织构,在变形温度为1100℃时,<001>织构要强一些;奥氏体在两种变形温度下均形成了<001>织构,强度很弱。在变形温度为1100℃条件下,奥氏体中存在的以Σ3为主的CSL特殊晶界数量更多。两种试验条件下,S32750超级双相不锈钢中铁素体和奥氏体均发生了动态再结晶,降低变形温度有利于细化晶粒。在铁素体向奥氏体转变过程中,奥氏体可以在铁素体晶界处生成,也可以在铁素体晶粒内部形成。     

EBSD在铜织构研究中的应用

介绍了EBSD(电子背散射衍射)的工作原理,并以热轧黄铜为例研究了EBSD法在材料织构分析中的应用.通过极图与反极图对黄铜轧制中形成的择优取向(织构)进行定性和定量的分析,研究了黄铜晶粒尺寸以及晶粒位向差的变化.同时指出,EBSD法可从微观的角度研究材料的织构形成,对提高材料研究水平及为板材生产和加工工艺提供必要的科学数据,均具有重要的实际意义.     

β锻TC17钛合金力学性能各向异性研究

利用力学性能测试,电子背散射衍射(EBSD)技术、光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)等,对β锻造TC17钛合金力学性能的各向异性及其影响因素进行了研究。结果表明β锻造TC17钛合金具有明显的力学性能各向异性:不同方向的屈服强度相差115 MPa,其中沿轴向加载屈服强度最低,塑性也最差;径向加载屈服强度最高,塑性介于弦向和轴向之间。微观分析后认为原因有以下几个方面:β锻造后合金组织为网篮组织,原始β晶粒沿金属流动方向拉长,不同方向的组织相貌差异较大;室温拉伸断口为韧性断裂,裂纹沿着晶界α相快速扩展;合金中β相形成了强度较强的{001}〈100〉丝织构,α相形成了强度较弱的{0001}〈1120〉面织构,其中α相的织构类型与β相符合Burgers取向关系。