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中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会

作者：李巍马宝军孙小勇刘宏伟史文宝鸡钛业股份有限公司

电子背散射衍射(ebsd)技术是材料显微分析领域的强有力的工具,通过安装ebsd附件的扫描电镜,可以对试样的晶体结构进行分析,使显微组织形貌观察、微区化学成分分析及晶体学数据分析相互联系起来,拓展了扫描电镜的功能及应用。本文介绍了... 详细信息

电子背散射衍射(ebsd)技术是材料显微分析领域的强有力的工具,通过安装ebsd附件的扫描电镜,可以对试样的晶体结构进行分析,使显微组织形貌观察、微区化学成分分析及晶体学数据分析相互联系起来,拓展了扫描电镜的功能及应用。本文介绍了电子背散射衍射技术成像的原理,采用电解抛光技术制备了纯钛薄板的电子背散射衍射测试试样。并应用电子背散射衍射技术对纯钛试样的晶体取向、织构、微区取向差进行了测量。结果表明:电解抛光技术是制备纯钛电子背散射衍射测试试样的理想方法,采用电解抛光技术可以去除纯钛试样的残留应变层,获得高质量的电子背散射花样。取向分布图不仅可以反映纯钛试样的组织形貌,同时也反应着其晶体学信息。轧制后的纯钛薄板具有较强的织构组分,并且纯钛晶粒内部存在着微小的取向差,这主要是由于纯钛在塑性变形过程中,晶粒发生分裂,所有晶粒分裂为胞块与位错胞,这种晶内亚结构造成了晶粒内部存在取向差。

关键词：电子背散射衍射（ebsd）电解抛光取向分布函数（ODF）位错胞

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多晶镍锰镓合金晶粒长大与机械训练过程研究

多晶镍锰镓合金晶粒长大与机械训练过程研究

作者：李永华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文通过对多晶Ni-Mn-Ga合金进行不同温度和时间的热处理，研究温度和时间对多晶Ni-Mn-Ga合金的晶粒长大规律的影响，并利用金相显微镜(OM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析不同晶粒长大热处理条件下的金相组织、成分及物相。获到... 详细信息

本文通过对多晶Ni-Mn-Ga合金进行不同温度和时间的热处理，研究温度和时间对多晶Ni-Mn-Ga合金的晶粒长大规律的影响，并利用金相显微镜(OM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析不同晶粒长大热处理条件下的金相组织、成分及物相。获到晶粒长大的规律，发现在1100℃下合金的晶粒相对容易长大，但对于Ni元素含量超过50%的多晶Ni-Mn-Ga合金的晶粒却不容易长大。按照相应的晶粒长大热处理工艺参数处理得到不同晶粒尺寸的多晶Ni-Mn-Ga合金，分析其金相组织、成分、物相，并用差示扫描量热法(DSC)和电子背散射电子衍射(ebsd)分析其相变温度、晶粒取向和孪晶变体结构。从ebsd的取向成像图中可以发现，在多晶Ni-Mn-Ga合金中有许多不同取向的孪晶变体，且在大孪晶变体内有更加细小的孪晶结构，即存在多级孪晶结构。对不同晶粒尺寸的多晶Ni-Mn-Ga合金进行单向压缩或者双向交替压缩训练处理，然后通过金相显微镜的偏光模式观察组织的变化。对晶粒尺寸较小的多晶Ni-Mn-Ga合金进行应力增加的单向压缩训练，发现多晶Ni-Mn-Ga合金中尺寸较小晶粒内部孪晶界的可动性较差，很难观察到孪晶界的运动，而位于样品边缘尺寸相对较大的晶粒内孪晶界的可动性相对较好。对具有晶粒尺寸较大的多晶Ni-Mn-Ga进行两向交替压缩训练，分析训练后得到的两个方向的应力-应变曲线，发现在大尺寸晶粒的Ni-Mn-Ga合金中，孪晶界的可动性具有各向异性。在2MPa作用力下，Y轴方向可产生0.4%的应变，而在Z轴方向却只有0.25%应变。同时利用金相显微镜的偏光模式和ebsd技术分析组织的变化。发现随着训练次数的增加，孪晶浮凸更加明显;通过ebsd分析孪晶的变化，发现两向交替压缩训练后有利取向的孪晶变体所占的比例不断增加，大孪晶变体内的细小孪晶变体不断减少。最后，利用多晶Ni-Mn-Ga合金的ebsd取向成像图分析，发现多晶Ni-Mn-Ga合金中马氏体孪晶变体交替分布，且两变体之间符合复合孪晶关系，其孪晶要素为：Κ=(112)，η=[11-1]，Κ=(11-2)，η=[111]，P=(1-10)，切变量s=0.121。相邻马氏体变体片层间的最小取向差角为86.48o，对应的旋转轴为。

关键词：晶粒长大机械训练孪晶取向关系电子背散射衍射（ebsd）

外场训练对Ni-Mn-Ga合金微观组织及输出应变的影响

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外场训练对Ni-Mn-Ga合金微观组织及输出应变的影响

作者：董书亚东北大学

学位级别：硕士

Ni-Mn-Ga磁控形状记忆合金具有响应频率高、输出应变大等突出优势,有望在执行器以及传感器中得到广泛的应用,通过调控微观组织的方法获得性能优良的强取向Ni-Mn-Ga多晶合金势在必行。因此,本论文采用定向凝固技术制备了织构化的Ni50Mn28... 详细信息

Ni-Mn-Ga磁控形状记忆合金具有响应频率高、输出应变大等突出优势,有望在执行器以及传感器中得到广泛的应用,通过调控微观组织的方法获得性能优良的强取向Ni-Mn-Ga多晶合金势在必行。因此,本论文采用定向凝固技术制备了织构化的Ni50Mn28.5Ga21.5以及Ni50Mn30Ga20多晶合金,利用外场训练的方法优化合金的微观组织,探讨了外场训练对织构化Ni-Mn-Ga多晶合金微观组织及输出应变的影响。主要结论如下:室温下,定向凝固Ni50Mn28.5Ga21.5合金由五层调制结构（5M）马氏体单相组成,其板条沿定向凝固方向排列,板条内部存在宽度为纳米级的细小板条;定向凝固Ni50Mn30Ga20合金由七层调制结构（7M）马氏体单相组成,其板条宽度小于5M马氏体。7M马氏体组织中存在四种马氏体变体,变体间具有三种典型的孪晶关系,变体相互交替且形成了[010]7M垂直于定向凝固方向的强织构组分。两合金原奥氏体均形成了沿定向凝固方向排列的粗大柱状晶组织,且具有＜001＞A平行于定向凝固方向的强择优取向。在定向凝固Ni50Mn28.5Ga21.5合金马氏体相变过程中沿定向凝固方向施加压载荷,会形成应力协调马氏体,随热-机械训练循环次数的增加,应力协调马氏体组织逐渐增多,自协调马氏体组织逐渐减少,最终仅残留极少量自协调马氏体。热-机械训练能促使5M马氏体去孪生过程的进行,减少马氏体变体数量,简化变体间的取向关系。定向凝固Ni50Mn30Ga20合金经热-机械训练后形成了应力协调马氏体组织,马氏体变体数量减少,获得了[010]7M平行于施加载荷方向的强织构组分。随热-机械训练循环次数的增加,应力协调马氏体组织逐渐增多,直至完全取代自协调马氏体组织,[010]7M平行于施加载荷方向的织构组分进一步加强,变体数量逐步减少,最终消除了复合孪晶,形成了简单双变体的马氏体组织且两变体之间为Ⅰ型孪晶关系。定向凝固Ni50Mn28.5Ga21.5合金经十次循环热-机械训练后,沿垂直载荷方向施加测量磁场时,磁致应变提高到0.58%;当测量磁场沿平行载荷方向施加时,磁致应变减小,并首次获得了 0.05%的可逆磁致应变。磁训练后的磁致应变也有所提高。定向凝固Ni50Mn30Ga20合金中相变应变仅有0.1%,当沿定向凝固方向施加1T磁场时,随循环次数的增多,相变应变逐步提高,经三次循环后,相变应变达0.16%。随着热-机械训练循环次数的增加,相变应变逐渐增大到0.21%（五次循环）、0.32%（十次循环）。

关键词： Ni-Mn-Ga合金外场训练变体再取向电子背散射衍射（ebsd）输出应变

高温钛合金中β相晶体取向对次生α相变体选择影响的研究

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高温钛合金中β相晶体取向对次生α相变体选择影响的研究

作者：刘远宏中国科学技术大学

学位级别：硕士

在固态相变过程中,钛合金α相的组织形貌与其β母相晶粒晶体取向之间存在关联性。本文以（α+β）型TC25G钛合金为研究对象,利用金相、SEM和ebsd表征技术结合取向-迹线法研究了两种β相焊接织构对转变组织形貌的影响规律。通过对无织构... 详细信息

在固态相变过程中,钛合金α相的组织形貌与其β母相晶粒晶体取向之间存在关联性。本文以（α+β）型TC25G钛合金为研究对象,利用金相、SEM和ebsd表征技术结合取向-迹线法研究了两种β相焊接织构对转变组织形貌的影响规律。通过对无织构的锻态合金进行变体选择研究,提出了一种新的晶粒取向关系（相变取向差）,建立了在受变体选择影响下β相晶体取向与α相形貌之间的联系,为通过控制β晶粒晶体取向调控转变组织形貌以改善力学性能提供理论依据。首先研究了两种焊接接头焊缝区域内转变组织受母相织构的影响。在TC25G同材电子束焊接接头中,焊缝熔池区β柱状晶晶内两种α板条迹线方向近似垂直,微区织构表征显示该区域内β相具有立方织构,且α相发生显著变体选择。在TC25G/Ti65异材惯性摩擦焊接接头中,焊缝动态再结晶区β等轴晶内存在由三种α板条组成的三角构型,微区织构表征显示该区域内β相存在强＜111＞丝织构,且α相发生变体选择。通过取向-迹线法计算了当β相具有＜100＞丝织构或＜111＞丝织构时,α板条迹线方向与X轴方向夹角频率分布。结果表明在＜100＞丝织构分布曲线中夹角集中分布于40°～60°和120°～140°范围内,而在＜111＞丝织构分布曲线中夹角主要分布在60°～75°,-60°～-75°和-10°～10°范围内,这意味着两种β丝织构的转变组织具有显著形貌特征。通过对锻态条件下无织构的TC25G钛合金晶界处变体选择的统计性研究,发现晶界处析出的α变体与两侧β晶粒存在晶体学取向关系。建立了相邻晶粒影响相变能量变化的取向关系（相变取向差）,定义为晶粒绕特定晶体学取向转动到与相邻晶粒可产生具有相同子相取向的最小角度,或者可产生具有相同子相晶体取向的所有母相与相邻晶粒的最小取向差。相变取向差的角度大小一定程度上反映了晶界处子相界面能量的高低,表现在小角度相变取向差两相界面匹配程度高,那么子相界面能量低,相变驱动力大;大角度相变取向差一侧相界面匹配程度相对较低,界面能量高,相变驱动力较小。通过相变取向差可以人为控制、设计、提高所希望的晶界（晶体取向）以控制晶界处变体选择。

关键词： TC25G钛合金组织演变晶体取向变体选择电子背散射衍射（ebsd）

AA7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性分析

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AA7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性分析

作者：肖尧沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

本文研究了室温环境下6mm厚AA7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性。通过对AA7050-T7451铝合金以及搅拌摩擦焊接头的疲劳试验，给出了材料的S-N曲线，用扫描电镜对疲劳断口进行了分析。研究结果表明：当搅拌头转速为800r/min，焊... 详细信息

本文研究了室温环境下6mm厚AA7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的疲劳特性。通过对AA7050-T7451铝合金以及搅拌摩擦焊接头的疲劳试验，给出了材料的S-N曲线，用扫描电镜对疲劳断口进行了分析。研究结果表明：当搅拌头转速为800r/min，焊速为100mm/min时，焊缝成型良好，表现出较好的焊接性能。AA7050-T7451铝合金的疲劳极限为144MPa，而搅拌摩擦焊接头的疲劳极限为95MPa，搅拌摩擦焊接头的疲劳极限约为AA7050-T7451铝合金的66%。搅拌摩擦焊接头的疲劳断裂发生在前进侧热机影响区（TMAZ）与焊核区（NZ）的过渡段，疲劳裂纹多数发生于试件表面。载荷较低时，裂纹扩展区中能明显看到疲劳辉纹和第二相颗粒脱落后形成的凹坑。使用电子背散射衍射（ebsd）技术对7050-T7451铝合金搅拌摩擦焊接头的焊核区和热机影响区的晶粒、晶粒取向和取向差分布进行了分析。结果表明：焊核区为细小等轴的再结晶晶粒，有大量的大角度晶界，其中大角度晶界含量为91.5%，且晶粒取向分布无规则。热机影响区有大量的小角度晶界。

关键词：搅拌摩擦焊（FSW）铝合金疲劳性能电子背散射衍射（ebsd）疲劳断口

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“晶界工程”若干关键问题

“晶界工程”若干关键问题

第十一届中国体视学与图像分析学术会议

作者：王卫国周邦新山东理工大学机械工程学院金属材料系上海大学材料研究所

自上世纪九十年代以来,随着电子背散射衍射 (ebsd)技术的成熟,“晶界工程”(GBE)这一新兴研究领域得到快速发展并受到人们的普遍关注。本文在重申并进一步阐明“晶界工程”基本概念的前提下,根据晶界特征分布优化的基本原理,将“晶界工... 详细信息

自上世纪九十年代以来,随着电子背散射衍射 (ebsd)技术的成熟,“晶界工程”(GBE)这一新兴研究领域得到快速发展并受到人们的普遍关注。本文在重申并进一步阐明“晶界工程”基本概念的前提下,根据晶界特征分布优化的基本原理,将“晶界工程”分为“基于退火孪晶”、“基于织构”、“基于原位自协调”和“基于合金化改善晶界特性”四大类型。在此基础上,重点探讨了“基于退火孪晶”的“晶界工程”所涉及的晶界特征分布优化微观机制、晶界面工程 (grain boundary plane engineering)、晶界叉工程(grain bound- ary junction engineering)、晶界面测定和外场作用下的晶界行为等关键问题。指出:非共格∑3晶界的迁移反应应是基于退火孪晶的晶界特征分布优化微观机制。因此,进一步结合晶界面工程和晶界叉工程基本原理,并利用基于ebsd的单一截面迹线分析法和五参数法等最新界面测定技术以及场处理工艺等研究各种非共格∑3晶界的成因及其迁移行为将有可能在“基于退火孪晶”的“晶界工程”研究方面取得重要进展。

关键词：晶界工程晶界特征分布退火孪晶电子背散射衍射（ebsd）

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ebsd分析中伪对称性的影响及其克服

EBSD分析中伪对称性的影响及其克服

第二届全国背散射电子衍射（ebsd）技术及其应用学术会...

作者：孟利杨平李志超崔凤娥北京科技大学材料科学与工程学院材料学系

应用电子背散射衍射(ebsd)技术测试分析时经常需要修正或去除测量中的误标,误标来源于晶体本身的对称性引起菊池花样的多重性、不合理的标定参数设置以及 ebsd 探头的装置校正不精确,都会导致系统对菊池花样做出错误的标定。本文基于在... 详细信息

应用电子背散射衍射(ebsd)技术测试分析时经常需要修正或去除测量中的误标,误标来源于晶体本身的对称性引起菊池花样的多重性、不合理的标定参数设置以及 ebsd 探头的装置校正不精确,都会导致系统对菊池花样做出错误的标定。本文基于在实验过程中遇到的误标数据, 考察 ebsd 测量过程中发生误标的原因,涉及的材料包括密排六方结构(镁合金)、体心立方结构(电工钢)。统计结果表明,密排六方结构中的误标点(块)主要以30°＜0001＞和30°＜(?)＞的取向关系出现;体心立方结构中的误标点(块)多是30°＜111＞的取向关系,而且误标点具有重合位置点阵(CSL)关系。产生误标具有明显的晶粒取向选择性。最后提出一些的减少误标的办法。

关键词：电子背散射衍射（ebsd）伪对称性误标取向

定向凝固Fe-6.5%Si合金的显微组织和力学性能

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定向凝固Fe-6.5%Si合金的显微组织和力学性能

2002年中国材料研讨会

作者：宋洪伟林栋梁陈家光王聪宝山钢铁股份有限公司技术中心上海交通大学材料科学与工程学院宝山钢铁股份有限公司技术中心宝山钢铁股份有限公司技术中心

制备了定向凝固Fe-6.5%Si合金并在1000℃进行了轧制。ebsd分析以及力学性能测定表明,铸态合金具有强的立方织构,热轧形成了Goss织构并产生了明显的晶粒细化从而改善了室温塑性。晶界并非定向凝固合金中最薄弱的部分,所有试样在弯曲或拉... 详细信息

制备了定向凝固Fe-6.5%Si合金并在1000℃进行了轧制。ebsd分析以及力学性能测定表明,铸态合金具有强的立方织构,热轧形成了Goss织构并产生了明显的晶粒细化从而改善了室温塑性。晶界并非定向凝固合金中最薄弱的部分,所有试样在弯曲或拉伸过程中都是以解理方式断裂的。热轧态合金由于晶粒细化,裂纹扩展途径更加曲折。晶粒取向对Fe-6.5%Si合金的性能具有决定性的影响,＜100＞是其中的弱取向之一。热轧态合金的延伸率在室温约200℃和600～800℃两个温度区间出现较大幅度的增加。

关键词：定向凝固 Fe-6.5%Si合金热轧电子背散射衍射（ebsd）织构塑性