本發明公開了一種基于EBSD技術的鎂合金拉伸孿晶體積分數的計算方法，根據晶界取向變化標示出拉伸孿晶晶界而獲得所有發生拉伸孿晶的完整晶粒，再進行符合規定方向要求的晶粒的選取以及去除雜質處理來獲得完全符合規定方向要求的晶粒，完全符合規定方向要求的晶粒中包括孿生部分和未發生孿生部分，將未發生孿生部分分離出，再對孿生部分進行拉伸孿晶體積分數的計算，排除了人為誤差對計算精度產生的影響；該計算方法通過晶粒EBSD背散射衍射圖和反極圖能夠更為準確地標定出樣品中的拉伸孿晶，從而能夠獲得準確度更高的拉伸孿晶體積分數。

技術領域

本發明屬于有色金屬材料塑性變形及應用技術領域，尤其涉及一種基于EBSD技術的鎂合金拉伸孿晶體積分數的計算方法。

背景技術

鎂合金室溫下強度低、塑性差，是限制其結構件廣泛應用的關鍵問題。對鎂合金擠壓板材沿垂直于擠壓方向進行拉伸來預置拉伸孿晶，可借助拉伸孿晶在細化晶粒、弱化織構和協調變形方面的作用提高鎂合金板材的強度和塑性。

獲得拉伸孿晶對宏觀應變貢獻的最直接方法就是計算拉伸孿晶的體積分數，根據REED-HILL?RE提出的“Role?of?deformation?twinning?in?determining?the?mechanicalproperties?of?metals”,The?Inhomogeneity?of?Plastic?Deformation,ASM?Seminar.1,285-311,1973.得知，拉伸孿晶的體積分數的計算公式為ε_t＝m_sf_sγ_t，其中，ε_t為拉伸孿晶導致的軸應變，m_s為拉伸孿晶的施密特(Schmid)因子(一般而言，其平均值在0.4-0.45范圍內)，f_s為拉伸孿晶體積分數，γ_t為鎂合金中拉伸孿晶的切變(γ_t＝0.13)。

金相結果顯示，AZ31鎂合金擠壓態管材在壓縮應變為2％時，拉伸孿晶體積分數幾乎可以忽略不計；在壓縮應變為4％時，拉伸孿晶體積分數大約為35％(可參考JIANG?LAN,JONAS?JOHN?J.,LUO?ALAN?A.,SACHDEV?ANIL?K.,GODET?ST?PHANE.Influence?of{10-12}extension?twinning?on?the?flow?behavior?of?AZ31Mg?alloy[J],Materials?Scienceand?Engineering:A,2007,445–446:302-309.)；在壓縮工程應變為1.5％時，AZ31鎂合金中的拉伸孿晶體積分數大約為25％，而且晶粒尺寸對孿晶體積分數影響不大，軸向的應變全部歸功于拉伸孿晶(可參考GHADERI?ALIREZA,BARNETT?MATTHEW?R.Sensitivity?ofdeformation?twinning?to?grain?size?in?titanium?and?magnesium[J],ActaMaterialia,2011,59:7824-7839.)。由于拉伸孿晶造成的取向變化，可用中子衍射來檢測孿晶體積分數，在工程應變為1.5％時，AZ31鎂合金中的拉伸孿晶體積分數大約為13％(可參考CLAUSEN?B.,TOM?C.N.,BROWN?D.W.,AGNEW?S.R.Reorientation?and?stressrelaxation?due?to?twinning:Modeling?and?experimental?characterization?for?Mg[J],Acta?Materialia,2008,56:2456-2468.)。然而，采用金相照片來計算鎂合金中拉伸孿晶體積分數時，其結果的精度性較差；采用中子衍射測試來獲得拉伸孿晶體積分數時，其對于母體的取向要求過于完美；采用晶體塑性模型來預測拉伸孿晶體積分數時，基于嚴格的孿晶Schmid因子法則，即某一特定晶粒內，Schmid因子較大的拉伸孿晶優先產生(可參考WANG?H.,RAEISINIAB.,WU?P.D.,AGNEW?S.R.,TOM?C.N.Evaluation?of?self-consistentpolycrystal?plasticity?models?for?magnesium?alloy?AZ31B?sheet[J],International?Journal?of?Solids?and?Structures,2010,47:2905-2917.)。事實上，EBSD(Electron?Backscattered?Diffraction，電子背散射衍射)測試發現，拉伸孿晶的產生并不完全符合Schmid因子法則，即便某晶粒中拉伸孿晶Schmid因子較小，晶粒內也會產生拉伸孿晶，而且具有小Schmid因子的拉伸孿晶變體會替代具有大Schmid因子的拉伸孿晶變體生成(可參考BEYERLEIN?I.J.,CAPOLUNGO?L.,MARSHALL?P.E.,MCCABE?R.J.,TOMC.N.Statistical?analyses?of?deformation?twinning?in?magnesium[J],Philosophical?Magazine,2010,90:2161-2190.；HOU?DEWEN,ZHU?YUZHI,LI?QIZHEN,LIUTIANMO,WEN?HAIMING.Effect?of{10-12}twinning?on?the?deformation?behavior?ofAZ31magnesium?alloy[J],Materials?Science?and?Engineering:A,2019,746:314-321.；以及陳淵等提出的AZ31鎂合金微結構關聯的孿生形核與長大統計分析[J],材料導報,2018,32.)。