一种确定多晶金属变形激活滑移系的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种确定多晶金属变形激活滑移系的方法，其属于材料力学性能分析 领域。
【背景技术】
[0002] 多晶金属在外界载荷作用下一旦滑移面沿滑移方向发生滑移，就会与样品自由表 面发生交互作用形成滑移带，此时认为对应的滑移系被激活了，相应的滑移面和滑移方向 分别用晶面指数和晶向指数来表示。确定滑移系对阐明材料力学变形机理、评价材料使役 性能具有重要意义。
[0003] 如何准确确定激活滑移系是材料力学分析中的一大难题。相关研究者先后报道了 累算法、图解法、拉伸轴指数观察法、X射线衍射法、透射电镜法五种方法。其中，前S种都 是根据Schmid因子的大小对理论滑移系进行推测，无法确定实际发生的滑移系；X射线衍 射法获取的取向信息不便与晶粒位置及损伤形貌相对应，多用于单晶材料取向分析；透射 电镜方法在样品制备过程中需破坏样品，且只能获得有限微区的取向信息，几乎无法实现 面域范围内晶体取向和损伤形貌的分析。在该种情况下，想要准确确定多晶金属材料变形 激活滑移系就变得十分困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种多晶金属变形激活滑移系的方法。它采用邸SD分析仪 对平板试样进行晶体取向分析，然而利用激光共聚焦显微镜对力学加载后的试样表面滑移 带形貌进行分析，进而通过计算、比对确定激活滑移系。
[0005] 本发明采用的技术方案是；一种确定多晶金属变形激活滑移系的方法，采用邸SD 分析仪对试样进行晶体取向分析，然后利用激光共聚焦显微镜分析试样加载后表面滑移带 形貌，通过计算、比对确定激活的滑移系，分析步骤如下：
[0006] (1)利用线切割方法获得薄片状金属试样，将试样打磨抛光后进行振动抛光，W去 除表面残余应力，为后续邸SD分析做准备；
[0007] (2)利用邸SD分析仪分析样品表面晶体取向；
[0008] (3)将试样在疲劳试验机上循环加载一定周次后卸载，利用激光共聚焦显微镜对 步骤（2)中测试区域进行观察，W确定出现滑移带；
[0009] (4)对步骤做中滑移带分别确定滑移面和滑移方向：
[0010] 在样品分析表面咕，ep内，滑移带对应的方向矢量Tsp用公式一来确定，其中nsp 为滑移面法向单位矢量，6k为样品表面法向矢量；利用公式二确定滑移带与加载应力轴之 间的夹角4或其补角，其中为加载应力轴方向矢量；将实际测量滑移带与加载应力轴之 间的夹角4 '与计算的4值对比，两者一致的面为滑移面；
[0011] 公式一为 Tsp= nspXe/，
[0012]
【主权项】
1. 一种确定多晶金属变形激活滑移系的方法，其特征是：采用EBSD分析仪对试样进行 晶体取向分析，然后利用激光共聚焦显微镜分析试样加载后表面滑移带形貌，通过计算、比 对确定激活的滑移系，分析步骤如下： (1) 利用线切割方法获得薄片状金属试样，将试样打磨抛光后进行振动抛光，以去除表 面残余应力，为后续EBSD分析做准备； (2) 利用EBSD分析仪分析样品表面晶体取向； (3) 将试样在疲劳试验机上循环加载一定周次后卸载，利用激光共聚焦显微镜对步骤 (2)中测试区域进行观察，以确定出现滑移带； (4) 对步骤（3)中滑移带分别确定滑移面和滑移方向： 在样品分析表面（ei，ep内，滑移带对应的方向矢量TSP用公式一来确定，其中nSP为滑 移面法向单位矢量，ek为样品表面法向矢量；利用公式二确定滑移带与加载应力轴之间的 夹角巾或其补角，其中ej为加载应力轴方向矢量；将实际测量滑移带与加载应力轴之间的 夹角巾'与计算的巾值对比，两者一致的面为滑移面； 公式一为TSP=nSPXe3s， 公式二为
利用公式三分别计算滑移面对应的可能滑移方向的Schmid因子m，具有最大Schmid因 子的方向认为是滑移方向， 公式三为
【专利摘要】一种确定多晶金属变形激活滑移系的方法，其属于材料力学性能分析领域。该方法采用EBSD分析仪对试样表面进行晶体取向分析，采用激光共聚焦显微镜分析加载后滑移带形貌，通过计算滑移带与加载应力轴之间的夹角并与实际测量值比对确定滑移面，通过计算滑移面对应的可能滑移系的Schmid因子，根据Schmid定律确定滑移方向。现有分析方法主要有累算法、图解法、拉伸轴指数观察法、X射线衍射法、透射电镜法五种。前三种都是对理论滑移系进行推测，无法确定实际激活滑移系；后两种无法实现晶体取向和损伤形貌同时分析。本方法可以分析晶粒晶体取向及其对应的滑移带形貌，更适用于多晶金属力学变形后的激活滑移系分析。
【IPC分类】G01N23-203, G01N21-00
【公开号】CN104569012
【申请号】CN201510025541
【发明人】罗忠兵, 齐赫杨, 林莉, 周全, 邹龙江
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月19日