[發明專利]一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法

在審

• 申請號: 202110971404.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113884522A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 趙子博;王清江;劉遠宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203;G01N21/84
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫奇

本發明涉及一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法，該方法結合板條α相的空間幾何取向和晶體取向確定原始β晶粒晶體取向，具體步驟包括：1)利用利用EBSD測得次生α相集束的晶體取向，計算得出該次生α相對應的6種β母相變體的晶體取向；2)計算6種β母相變體可產生的6組次生α相的晶體取向，對比實測次生α相的晶體取向，找出每組中取向差最小的次生α相變體；3)計算這6種次生α相變體的空間幾何取向，并求出其跡線方向，與顯微組織對比，確定原始β晶粒晶體取向。該方法可以利用原始β晶粒內單束α板條的晶體取向和空間幾何取向實現原始β晶粒晶體取向的確定。

技術領域

本發明屬于鈦合金材料技術領域，具體涉及到一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法。

背景技術

室溫下，α+β兩相鈦合金和近α鈦合金的β相含量較少，利用現有的檢測技術很難直接確定合金中β相的晶體取向，也不能直接觀察材料在高溫變形過程中β相的取向演變過程。Glavicic等人利用EBSD技術測得次生α相的晶體取向，通過計算得到原始β晶粒的晶體取向，較好地解決了這一問題。該方法首先是根據同一原始β晶粒內次生α相之間的取向關系確定原始β相的晶界；然后根據同一原始β晶粒內次生α相的晶體取向計算原始β晶粒可能的晶體取向；最后利用“取向差最小”原理確定原始β晶粒的晶體取向。近年來，Germain和Cayron等人對該方法進行了改進，實現了計算機自動化計算，并將該方法推廣至其它合金。然而，當原始β晶粒內次生α集束數目較少(小于等于兩束)或僅利用晶體取向不能確定原始β晶界時，采用上述方法還是無法確定原始β晶粒的晶體取向。前期的研究工作中，人們往往分別對板條α相的空間幾何取向和晶體取向進行研究，并沒有將二者有機地結合到一起。

發明內容

為解決上述技術問題，提出了一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法，具體技術方案如下：

一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法，包括以下步驟：

步驟一：利用利用EBSD測得次生α相集束的晶體取向，計算得出該次生α相對應的6種β母相變體的晶體取向；

步驟二：計算6種β母相變體可產生的6組次生α相的晶體取向，對比實測次生α相的晶體取向，找出每組中取向差最小的次生α相變體；

步驟三：計算這6種次生α相變體的空間幾何取向，并求出其跡線方向，與顯微組織對比，確定原始β晶粒晶體取向。

所述的一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法，其優選方案為所述步驟一的具體方法為：

為了描述多晶材料中晶體取向和板條組織在樣品坐標系中的空間幾何取向，需要定義樣品坐標系為參考坐標系；為研究方便，坐標系的定義一般遵循右手法則；鈦合金中，可將具有密排六方晶體結構的α相的[11-20]、[10-10]和[0001]方向和體心立方結構的β相的001、010和100方向，分別對應樣品坐標系的X軸、Y軸和Z軸；對于任意取向的晶體，可以利用歐拉角表示晶體取向，歐拉角與晶體坐標變換矩陣G之間的關系可用式(1)表示；當晶體坐標系與樣品坐標系的對應坐標軸平行時定義為初始取向，即歐拉角

利用EBSD測得次生α相集束的晶體取向，通過式(2)計算得出該次生α相在α相→β相轉變過程中可產生的6種β母相變體的晶體取向，

式中六方晶系的對稱操作矩陣；A^α為次生α相的晶體取向矩陣，B為β晶粒的晶體取向矩陣，D為次生α相的(0001)_α面與11-20_α方向和β相的(011)_β面與1-11β方向的轉變矩陣。

所述的一種鈦合金原始β晶粒晶體取向的確定方法，其優選方案為，所述步驟二的具體方法為：