基于EBSD技术构建弹性各向异性粗晶材料超声仿真模型的研究

针对弹性各向异性粗晶材料晶粒结构和取向定量描述困难,导致超声检测仿真结果与试验符合程度较差的问题,提出基于电子背散射衍射(Electron back-scatter diffraction,EBSD)技术确定晶粒形态及晶体取向的建模思路。利用EBSD技术实测得到了尺寸为96 mm×12 mm的离心铸造奥氏体不锈钢(Centrifugally cast austenitic stainless steel,CCASS)轴-径向截面的晶体取向图谱,选择15°取向相(差)角定义EBSD图谱的晶粒结构,并对晶体取向进行归一化处理。在此基础上借助Bond变换法赋以晶粒在对应晶体取向下的刚度矩阵,对模型中晶粒的弹性特征进行量化表征,建立CCASS超声检测模型。采用时域有限差分法进行数值计算,结果表明:利用该方法能够较好地重现CCASS超声检测特有的结构噪声和主频降低等现象,为揭示超声波在弹性各向异性粗晶结构中的散射机理提供了解决思路。     

X70管线钢残余塑性应变的背散射电子衍射表征方法研究

为了研究高钢级油气管线环焊缝脆性开裂失效与微小残余塑性应变之间的关系问题，采用背散射电子衍射对不同应变下的X70管线钢进行了表征研究。通过四点弯曲试验和拉伸试验制备带有残余塑性应变的样品，表征了衍射带对比度、核平均取向差与应变的关系。结果表明：X70钢，对于10%以内的塑性变形，金相和硬度等工程手段无法识别；在X70钢管四点弯曲的梯度塑性应变预制样品和系列拉伸样品中，材料EBSD衍射带对比度与微小塑性变形相关性较差，而核平均取向差与±2%以上的塑性变形有较好正相关性，有望用于实际管线残余塑性变形的定性或半定量评估。     

纯铝单向压缩过程的晶体塑性有限元模拟

在率相关晶体塑性理论框架下,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入有限元程序ABAQUS中,实现了纯铝单向压缩过程的晶体塑性有限元模拟。直接将电子背散射衍射（EBSD）获取的晶粒初始取向输入UMAT子程序,预测了单向压缩1050纯铝过程的力学响应与变形织构演化。结果表明：模拟力学响应结果与试验结果有较好的一致性,同时也存在一定偏差。随着真应变的增加,压缩丝织构（〈110〉织构）趋于锋锐,模拟结果与EBSD试验测得的织构演化结果能较好地吻合。     

磁场导致的EBSD花样畸变与解决方法

场发射枪扫描电镜很多采用了半浸没式物镜,由于这种结构产生的外露磁场常使EBSD的菊池花样发生畸变,从而导致取向信息失真。本文介绍了3种可行的解决方法(低倍率模式、加大工作距离和磁场畸变校正)及3种方法的适用范围,该研究也解决了半浸没式物镜电镜做EBSD测试的限制。     

50W600无取向硅钢在轧制与退火工序间的织构演变

运用电子背散射衍射(EBSD)技术,研究了50W600无取向硅钢在热轧→冷轧→退火工序间织构的演变。结果表明:由于热轧板沿板厚方向的应力场和温度场存在差异,导致热轧板不同层织构类型和强度存在差异;热轧板表层主要存在铜型、黄铜和高斯织构,1/4层织构主要为α纤维织构和较弱的高斯织构,中心层织构较单一,主要为α纤维织构;和热轧板相比,冷轧板各层织构差异较小,为典型的轧制织构(α纤维织构和γ纤维织构);退火板各层都表现为γ纤维织构增强、α纤维织构减弱,旋转立方织构基本消失。     

晶体取向显微成像的应用

扼要介绍LINK OPAL电子背散射衍射技术中的一种全新的图像--晶体取向显微成像图,并讨论晶体取向显微成像技术在钢铁材料研究中的应用。     

赛默飞世尔科技发布全新电子显微分析产品

2010年6月28日,美国威斯康星州麦迪逊——全球科学服务领域的领导者赛默飞世尔科技今天发布了全新电子显微分析产品QuasOr EBSD（电子背散射衍射）,其与NORAN System 7微区分析系统提供了完整的一体化微区分析解决方案。     

镁合金板材温热变形机理及温热成形技术

镁合金温热成形工艺具有较好的应用前景,是实现轻量化的重要途径,但镁合金温热成形机理需要进一步深入研究。通过电子背散射衍射(Electron back scatter diffraction,EBSD)原位跟踪观测方法,针对100～230℃范围,对轧制镁合金板材在单向压缩和单向拉伸变形时的变形机理进行系统研究和定量分析。分析镁合金板材在不同条件下的力学性能、织构转变特点、孪晶与滑移系启动规律,揭示不同变形条件下镁合金板材的塑性变形机理。研究结果表明,镁合金板材在变形过程的力学性能变化、织构演化和晶粒取向变化在很大程度上取决于孪晶参与变形的比例。镁合金板材在170℃具有较高的塑性成形能力,该温度下的大量锥面滑移系启动有利于协调轧板在厚度方向的变形。根据已获得镁合金板材变形机理,为镁合金板件冲压成形工艺提出建议。提出镁合金板件温热成形工艺,开发若干典型镁合金板件产品。     

振动时效对结构件材料表面完整性的影响

为揭示平台式振动时效对结构件材料表面完整性性能——表面残余应力、硬度及微观组织的影响,以7075铝合金薄壁件为研究对象,运用ANSYS构建平台式振动时效(vibration stress relief, 简称VSR)有限元模型,通过模态分析获得最佳激振频率和试样装夹位置。在此基础上,将3个薄壁框架件置于平台不同位置进行VSR处理,得到其试样表面应力的松弛效果。结果表明：亚共振频率为112 Hz时,在激振源的中间位置和最大振幅位置处试样应力释放效果最好,其应力释放率最大为27%;电子背散射衍射（electron backscattered diffraction,简称EBSD）电镜观察发现,时效后表面组织晶粒存在明显取向区变化,晶粒成长带来能量的变迁以及位错的增殖,再结晶晶粒的增多提升了表面性能,使得材料表面硬度得到10%~17%的强化。研究表明,平台式振动时效能够改变和优化材料表面完整性。     

运行条件对不锈钢点焊疲劳性能影响及开裂分析

以不锈钢车体底架电阻点焊接头为对象,研究了温度（-40℃、室温和70 ℃）、应力比（0.1、0.5）以及3.5%NaCl腐蚀介质对接头疲劳寿命的影响;借助电子背散射衍射（EBSD）技术、扫描电镜（SEM）、仪表球压痕系统(IBIS)和拉伸剪切试验,对晶粒取向、残余应力分布、疲劳断口形貌和力学性能进行分析。结果表明：低温条件下材料强度的提高可获得更好的疲劳性能,70 ℃条件下塑性性能的改善可使高周疲劳性能更优;应力比为0.1时的疲劳性能优于应力比为0.5时的疲劳性能;腐蚀介质和拉应力促使应力腐蚀开裂和裂纹尖端的阳极区快速溶解,加速裂纹的萌生和扩展,显著缩短了点焊接头的疲劳寿命;疲劳裂纹在界面应力集中尖角处形核,沿熔核软化区长大,逐渐向表面扩张,直至断裂失效。