[發明專利]一種金屬材料晶界應力的測量方法

在審

• 申請號: 202211233201.7
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115586202A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 高一鵬;韋永思;李羿震;杜春風;生云鶴;梁桁楠
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N23/203
• 分類號: G01N23/203
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

本發明提供了一種金屬材料晶界應力的測量方法，屬于金屬材料微觀結構分析改良材料性能的技術領域。此方法包括建立原始數據集、對原始數據進行預處理、計算任意一點處晶界應力場和計算任意一點處晶界應力四個步驟。相比于傳統的從宏觀角度計算材料整體平均晶界應力的方法，本發明提供的方法是基于向錯缺陷計算任意區域的晶界應力，并以此得到更為精確的材料整體晶界應力分布。應用本發明提供的方法可以得到更為精確合理的晶界應力定量計算結果，為從晶界應力角度調控材料性能以及合金檢測領域提供了重要參考。

技術領域

本發明涉及金屬材料微觀結構分析改良材料性能的技術領域，具體涉及一種金屬材料晶界應力的測量方法。

背景技術

晶界作為多晶體固有的微觀結構，廣泛存在于金屬材料中，對材料的力學、腐蝕和冶金等性能都具有重要影響，基于晶界在塑性形變中起到的阻礙作用，金屬及合金的力學性能可以通過熱處理等手段得以改善。例如，工程中常見的細晶強化是提高金屬材料強度的最有效的方法之一，其原理為通過退火等處理細化晶粒，提高材料內單位體積晶界面密度，從而提高材料強度。晶界在塑性變形中對晶粒內部位錯滑移的阻礙作用主要源于晶界上大量缺陷產生的應力，可見晶界應力的信息對通過熱處理等手段調控晶界密度進而改善材料力學性能至關重要。然而對于微觀晶界應力，目前還仍未有精確的定量計算方法，原因在于晶界處缺陷密度難以測量。因此，如何定量分析晶界應力，進而定量分析晶界對材料性能的影響是目前亟待解決的技術難題。

發明內容

為了解決上述技術難題，本發明提供了一種金屬材料晶界應力的測量方法：

一種金屬材料晶界應力的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：建立目標金屬材料待測區域的原始數據集1；

對目標金屬材料待測區域進行EBSD實驗采集所需數據，定義待測區域EBSD圖中數據點個數為N，其中任意數據點信息采用取向參數和位置參數表示；

所述的數據點個數N滿足：10≤N≤10000000且N為整數，

所述的任意數據點信息定義為：取向參數，采用三個歐拉角，為(α_i,β_i,γ_i)，位置參數為(x_i,y_i)，其中i滿足：1≤i≤N且i為整數，

再將待測區域EBSD圖中的數據點信息定義為數據集1，數據集1為：{(x₁,y₁,α₁,β₁,γ₁)，(x₂,y₂,α₂,β₂,γ₂)…(x_N,y_N,α_N,β_N,γ_N)}。

步驟2：對數據集1進行預處理

選取步驟1數據集1任意一點(x_i,y_i)的取向參數(α_i,β_i,γ_i)，由如下公式(1)～(9)計算獲得數據點(x_i,y_i)的向錯密度θⁱ；