[發(fā)明專利]一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具及該試驗(yàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811617915.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN109781516A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申勇峰;周金華;王國(guó)富;薛文穎;張大征;劉燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué);無(wú)錫天辰冷拉型鋼有限公司
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/18;G01N3/06;G01N23/20033;G01N23/203
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

1.一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具，其特征在于，用于夾持薄片/膜狀金屬試樣或金屬絲試樣，包括夾頭，夾持夾具和定位螺栓，其中：

所述夾頭為U型夾頭，所述的U型夾頭夾持端表面設(shè)有圓孔，用于與夾持夾具固定；

所述的夾持夾具包括上夾具和下夾具，所述的上夾具包括上夾具夾持端，所述的上夾具夾持端表面設(shè)有圓孔，所述的上夾具中心設(shè)有方形觀察口，用于進(jìn)行試樣觀察；

所述的下夾具用于放置試樣，具體包括下夾具夾持端和下夾具平行段，所述的下夾具夾持端表面設(shè)有圓孔；

所述的U型夾頭夾持端表面圓孔，上夾具夾持端表面圓孔和下夾具夾持端表面圓孔孔徑一致，所述的上夾具和下夾具夾持試樣后，采用定位螺栓，通過圓孔與夾頭固定，其中：

當(dāng)所述的材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具夾持金屬絲試樣時(shí)，所述的下夾具平行段兩端設(shè)有金屬絲試樣固定端頭，用于金屬絲試樣纏繞固定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具，其特征在于，所述的薄片/膜狀金屬試樣厚度為0.01～5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具，其特征在于，所述的夾頭尾端為圓柱狀，所述的圓柱狀尾端為螺紋設(shè)置，用于與試驗(yàn)裝置進(jìn)行擰緊固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具，其特征在于，所述的下夾具平行段中點(diǎn)位置設(shè)有熱電偶插槽，用于放置熱電偶，所述的插槽深度≤熱電偶厚度，以保證試樣固定后，熱電偶與試樣充分接觸，進(jìn)行溫度測(cè)量，且使試樣保持水平放置，便于進(jìn)行試樣觀察。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)用夾具，其特征在于，所述的上夾具觀察口兩側(cè)均設(shè)有刻度，形成刻度尺，包括刻度起始點(diǎn)和刻度終點(diǎn)，試樣拉伸過程中，所述的刻度尺隨著試樣拉伸而左右滑動(dòng)，用于試樣拉伸時(shí)的尺寸觀察、測(cè)量與定位，其中，所述的兩側(cè)刻度尺刻度為反向設(shè)置，即一側(cè)刻度尺刻度起始點(diǎn)與對(duì)向刻度尺刻度終點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。

6.一種材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)方法，采用權(quán)利要求1所述的夾具，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1，試樣安裝：

(1)開啟共聚焦顯微觀察設(shè)備，并確認(rèn)拉伸爐非真空狀態(tài)后，開啟爐蓋，安裝試樣，其中：

當(dāng)為薄片/膜試樣時(shí)：將試樣夾具左右兩側(cè)的定位螺栓松開，將薄片試樣夾具放入到拉伸爐試樣倉(cāng)，調(diào)整到最佳位置后，擰緊左右兩側(cè)的定位螺栓，試樣安裝完畢；

當(dāng)為金屬絲試樣時(shí)：將試樣夾具左右兩側(cè)的定位螺栓松開，將金屬絲試樣左右兩側(cè)分別纏繞在試樣夾具的金屬絲試樣固定端頭，完成金屬絲試樣固定；

(2)將熱電偶片貼合設(shè)置于試樣表面；

(3)將試樣夾具與拉伸爐的拉伸模塊連接：

(4)將試樣夾具左側(cè)夾頭尾端與拉伸爐左側(cè)傳動(dòng)桿螺栓擰緊固定，將夾持夾具左側(cè)伸入試樣夾具左側(cè)U型夾頭內(nèi)，插入定位螺栓，完成試樣左側(cè)固定；

(5)將左側(cè)夾具移動(dòng)至拉伸爐內(nèi)，并將試樣夾具右側(cè)夾頭尾端與拉伸爐右側(cè)傳動(dòng)桿螺栓擰緊固定，將夾持夾具右側(cè)伸入試樣夾具右側(cè)U型夾頭內(nèi)，插入定位螺栓，調(diào)節(jié)試樣水平后，擰緊定位螺栓，完成試樣右側(cè)固定，調(diào)整試樣在爐內(nèi)位置，使試樣處于觀察窗中間位置，試樣安裝完成；

步驟2，試樣拉伸與EBSD觀察：

(1)通過拉伸壓縮控制器將加載力和位移歸零，并且輸入實(shí)驗(yàn)需要的加載力量程及加載速率等實(shí)驗(yàn)參數(shù)；

(2)蓋上爐蓋，保證密封性，打開氣體控制單元，打開惰性氣體通路控制閥，抽真空，通入惰性氣體，反復(fù)三次抽真空與惰性氣體通入操作，保證實(shí)驗(yàn)爐體內(nèi)的純凈度；

(3)編制實(shí)驗(yàn)程序，開始實(shí)驗(yàn)；觀察拉伸過程中試樣的局部變化，對(duì)待觀察區(qū)域進(jìn)行定位與拉伸成像；

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將帶有拉伸試樣的夾具取出；

(5)將帶有拉伸試樣的夾具放入掃描電鏡樣品臺(tái)上，傾轉(zhuǎn)70度后，將EBSD探頭伸入樣品倉(cāng)中；

(6)找到試樣待觀察區(qū)域，將電子束對(duì)待觀察實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行掃描，生成EBSD觀察圖像；

(7)掃描電鏡實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)束后，將帶有拉伸試樣的夾具取出，再次放入激光共聚焦顯微鏡拉伸爐中，調(diào)節(jié)左右連壁桿使試樣位于光鏡觀察窗的中心位置；

(8)確定實(shí)驗(yàn)區(qū)域，再次拉伸一定的比率，重復(fù)4-8實(shí)驗(yàn)步驟，分別測(cè)量不同延伸率下材料相同位置的應(yīng)變情況；

(9)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理和分析，完成材料應(yīng)變?cè)籈BSD觀察試驗(yàn)。