晶体取向

摘要： 晶界和{100}柱状晶在硅钢生产过程中对织构的遗传和演变有关键作用,因此本文利用晶体塑性有限元方法进行立方和旋转立方取向双晶在晶界不同位向时晶体取向演变的全场模拟。模拟显示,三种晶界位向下,晶界都具有诱发晶内产生S形状形变不均匀和缓解局部形变不均匀区取向转动的特点,立方和旋转立方取向双晶在带有剪切作用的轧制条件下都显示明显的取向稳定性。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FRD(表示晶界垂直于轧向)晶界位向时,旋转立方取向晶粒优先在晶界中心位置发生取向转动,而立方取向则优先在远离晶界的端部发生取向转动。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FTD(表示晶界垂直于横向)的晶界位向下,其晶界阻碍作用最小,双晶内产生的取向漫散度大,织构强度较低;除绕TD转动外,也具有复杂的绕RD、ND的取向转动。GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FND(表示晶界垂直于法向)的晶界位向下,取向转动与GB0x0E䥺Symbol^A@0x0FRD时相近,但有少量取向绕ND转动。

摘要： 高强度低合金钢板产品的质量稳定一直是汽车用户和钢铁企业追求的目标,特别是屈服强度为700 MPa级的高强汽车大梁钢板。本文利用光镜、电镜和EBSD观察分析了不同成分的700 MPa级大梁钢W撑的显微组织、晶粒尺寸、晶界取向和钢中析出相。结果表明,铌钛微合金化强化的700 MPa级大梁钢较单钛强化的大梁钢晶粒细小均匀,折弯过程中的止裂能力强;加工变形过程中大尺寸的氮化钛周围产生的应力集中,形成孔洞并成为裂纹源;单钛强化的W撑开裂的直接原因是晶界处大量的析出相和板条贝氏体组织降低了局部塑性,导致折弯过程中局部产生变形裂纹。上述结果说明了挂车W撑加工过程开裂的原因,为后续大梁钢的成分设计和使用环境的选择提供了重要依据。

摘要： 电子背散衍射(EBSD)花样揭示了材料的物相成分、晶体结构、晶粒取向、晶粒大小和晶界的信息。EBSD花样非常复杂,通常需要借助专门的计算软件才能解析。本文系统地研究了EBSD花样的数学特征,建立了任意晶体取向与EBSD花样之间的数理关系,推导了面心立方、体心立方和六方晶体的基本晶带轴的理论EBSD花样的数学特征,以及面心立方晶体的(001)取向和(001)取向的理论菊池(Kikuchi)花样特征。在实测EBSD花样的分析中与各晶系各点阵的基本晶带轴的理论EBSD花样特征比较,即通过图像特征对比,就可以直接确定实测EBSD花样所属的晶系、点阵和Kikuchi线交点对应的晶带轴[uvw],再由基本晶带轴的坐标计算出晶体取向,还能提供基本晶面信息,如原子密排晶面在样品中的空间分布,这有利于晶体的变形或生长机理研究。EBSD为单晶芯片质量检验提供了新方法。

摘要： 为探讨AZ31B挤压态镁合金棒材沿径向取样的循环变形特征,开展了0.75%,1.0%,2.0%和4.0%应变幅下应变控制的非对称压-压循环变形实验。结果表明:在小应变幅(0.75%,1.0%)下,循环变形的滞回曲线表现出较好的对称性;在大应变幅(2.0%,4.0%)下,滞回曲线对称性差,且在滞回曲线上出现拐点;随着循环周次增加,塑性应变幅呈现下降趋势,材料均表现出循环硬化行为,在小应变幅下循环拉伸阶段对材料硬化率远大于压缩阶段的硬化率,而在大应变幅下这种区别并不明显。分析表明,沿径向取向的〈1120〉丝织构镁合金,小应变幅下位错滑移在整个寿命周期内作用更大;大应变幅下,随着塑性变形的增加,循环过程中变形机制发生演化,较低临界剪切应力(critical resolved shear stress,CRSS)的基面位错和拉伸孪生不能完全满足变形要求,较高CRSS滑移系启动及残余孪晶使得滞回曲线出现拐点;循环变形过程中不完全的孪生-去孪生过程使基体中存在大量残余孪晶,影响了循环变形过程的硬化率,同时降低了疲劳寿命。

摘要： 为满足反应堆压力容器监测试样小型化的需求,需要建立小尺寸样品与标准试样之间的力学性能关系模型,本文对A508-Ⅲ钢小尺寸样品和标准试样的拉伸力学行为进行了分析,采用电子背散射衍射(EBSD)对样品拉伸前后的晶体取向演变规律进行了定量表征,并建立了耦合晶体取向及样品尺寸效应的A508-Ⅲ钢力学本构模型。结果表明,随着样品几何尺寸的减小,拉伸试样的力学性能呈现出尺寸效应和晶体取向效应;由于小尺寸样品厚度方向上包含的晶粒数降低,表层晶粒占比不断上升,导致表层晶粒对材料力学性能的贡献占比发生变化,呈现出尺寸效应;在拉伸过程中,小尺寸样品〈110〉取向的晶粒数量增加了28%,而〈100〉和〈111〉取向的晶粒数量分别下降了9%和19%,导致晶体取向对其拉伸塑性变形和延伸率的贡献占比发生变化,产生了晶体取向效应;构建的耦合晶体取向效应及样品尺寸效应的A508-Ⅲ钢力学本构模型能准确描述小尺寸样品的拉伸力学行为,模型具有较好的准确性和可靠性,相对误差小于5%,能为后续预测小尺寸样品的拉伸力学性能及构建归一化模型提供借鉴。

摘要： 为了研究温度对Co-8.8Al-9.8W-1.5Ta合金中强化相 γ′相形貌结构的影响,利用SEM、XRD、TEM等表征手段,对不同固溶温度下制备的合金Co-8.8Al-9.8W-1.5Ta中强化相 γ′-Co3(Al,W)相的形貌以及结构进行研究.结果表明:不同温度下制备的合金析出物相相同,主要包括 γ-Co、γ′-Co3(Al,W)、Co3Ta和CoCx相;合金的制备温度不影响其物相组成,但对合金强化相的形貌有很大的影响.制备温度为1300°C 时,合金中 γ′相的组织形貌保持高度立方状,温度过高或过低时都使 γ′相形貌偏向于圆形;固溶温度会影响合金中晶体取向和Ta元素的分布.固溶温度为1300°C 时,γ′-Co3(Al,W)相中Al和W的原子比趋向于1,而温度过高或过低时,都会加大W在 γ′-Co3(Al,W)相中的原子占比,并且Ta元素主要分布在强化相 γ′上.

摘要： 在定向炉中分别采用籽晶法制备了[001]、[011]和[111]3种不同取向的第四代单晶高温合金DD15,在800°C研究了不同取向的高周疲劳性能,分析了合金不同取向的显微组织、疲劳断口形貌和疲劳断裂组织.结果表明:在凝固方向横截面上不同取向合金的铸态枝晶和热处理γ′相组织明显不同.合金800°C的高周疲劳性能存在各向异性,疲劳极限按[111]、[001]、[011]取向的顺序降低.不同取向合金的高周疲劳都是沿平面断裂,断裂平面与试样中心应力轴线的角度不同,角度按[011]、[001]、[111]取向的顺序逐渐减小.不同取向高周疲劳断口特征基本相同,可见疲劳源区、疲劳扩展区和瞬断区.疲劳裂纹起源于试样表面或亚表面并沿{111}平面扩展.扩展区上可见河流状花样和疲劳条带.瞬断区可见撕裂棱和解理台阶特征,其断裂机制都为类解理断裂.由于试验温度较低,不同取向疲劳断裂后的γ′相仍保持立方形状.

摘要： 利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了大截面锻材27SiMn内部裂纹的显微形貌和组织特征,利用电子背散射衍射(electron backseatter diffraction,EBSD)技术分析了裂纹两侧晶粒取向关系,采用拉伸断口法观察了裂纹分离面微观断口特征,对裂纹区域宏观异常组织进行了化学成分湿法分析,在Gleeble-1500热模拟试验机上测定了27SiMn材料在连续冷却过程中的相变温度,判定了裂纹形成时段和原因,在国内某生产线上进行了缓冷技术改进。结果表明:裂纹主要在点状偏析区或带状珠光体内萌生和扩展,裂纹两侧晶粒取向相同,裂纹面具有钿窝和解理两种断口特征,判定裂纹形成于奥氏体向铁素体-珠光体转变(A→F+P)完成后,化学成分的宏观和微观偏析是裂纹形成的成分基础,成分偏析导致相变不同步从而产生较大组织应力是裂纹形成的基本原因,采用新型缓冷技术可基本消除内部裂纹,使其四级探伤合格率由15%提高至75%以上。

摘要： 为了研究温度对Co-8.8Al-9.8W-1.5Ta合金中强化相γ′相形貌结构的影响,利用SEM、XRD、TEM等表征手段,对不同固溶温度下制备的合金Co-8.8Al-9.8W-1.5Ta中强化相γ′-Co3(Al,W)相的形貌以及结构进行研究。结果表明:不同温度下制备的合金析出物相相同,主要包括γ-Co、γ′-Co3(Al,W)、Co3Ta和CoCx相;合金的制备温度不影响其物相组成,但对合金强化相的形貌有很大的影响。制备温度为1300°C时,合金中γ′相的组织形貌保持高度立方状,温度过高或过低时都使γ′相形貌偏向于圆形;固溶温度会影响合金中晶体取向和Ta元素的分布。固溶温度为1300°C时,γ′-Co3(Al,W)相中Al和W的原子比趋向于1,而温度过高或过低时,都会加大W在γ′-Co3(Al,W)相中的原子占比,并且Ta元素主要分布在强化相γ′上。

摘要： 作为一种高通量的表征手段,扫描式同步辐射劳厄微衍射成像技术在研究晶体材料的结构、晶体取向、应力/应变以及显微缺陷等领域具有广阔的应用前景.伴随着高亮度同步辐射装置的建设与高速二维探测器的应用,相应自动化定制化分析软件的开发也将成为推动该技术发展的重要力量.本文介绍一款基于同步辐射微衍射实验数据定制开发的综合分析软件XtalCAMP,并以增材制造镍基高温合金DZ125L为研究材料,阐明利用该软件进行材料多尺度微观结构可视化表征、微观缺陷密度分析、晶体取向追踪以及残余应力/应变分析的科学原理,旨在通过数据处理功能的介绍与推广展现扫描式同步辐射劳厄微衍射成像技术在材料微观研究领域的技术优势,为推动该技术软硬件开发及应用进程提供借鉴与参考.

摘要： 经过蠕变曲线的测定及微观组织观察，研究了760°C/810MPa条件下晶体取向的微小差异对单晶镍基合金的微观组织结构与蠕变力学行为的影响。结果表明，在760°C/810MPa条件下晶体取向的微小差异对单晶合金的蠕变性能有明显影响，取向差为12°和6°时合金具有较低的应变速率和较长的蠕变寿命，寿命最长达243小时;合金在蠕变期间γ'相形成不完整筏状结构，其变形机制是超位错切入γ'相内;在蠕变后期，由于主次滑移系交替开动，在相互交割处产生裂纹并导致试样最后失效。

摘要： 本文主要研究了Sn-xAg-Cu焊料中的Ag含量对其界面反应行为的影响.研究结果表明生长于SnAgCu/Cu界面处的Cu6Sn5晶粒呈现出圆滑的扇贝状并表现出明显的织构性生长行为.Ag的添加会改变钎料与界面IMCs之间的界面能,进而影响界面Cu6Sns晶粒的晶体取向和粗化行为,使得在相同的反应条件下在界面产生更多的Cu6Sns晶界进而造成更大的Cu焊盘的消耗以及界面IMCs的形成.

摘要： Ti-6Al-4V合金属于典型的α+β钛合金,具有优良的综合性能,因此被广泛应用于航空、航天等领域.国内外对钛合金加工的研究主要集中于宏观表面质量、工艺参数优化以及晶粒细化等方面,对于细观层次晶体取向研究较少.当前,对金属塑性变形的研究更加注重材料的宏观性能与细观结构之间的联系,所以本文研究了Ti-6Al-4V合金加工表面宏观摩擦性能与细观层次晶体取向的关系。

摘要： 利用EBSD研究了β单相区锻造Ti-6246饼坯的显微组织和晶体取向.结果表明,β锻造的Ti-6246合金为网篮组织,原始β晶粒沿金属流动方向拉长.β相呈现β与饼坯压缩方向平行的强丝织构.次生α相的织构类型与β相符合Burgers取向关系.当相邻原始β晶粒具有相近方向时,该β/β晶界两侧析出的次生α相的晶体c轴将沿着这一共同的方向,即发生变体选择,导致α相在{0001}极图上的最大织构密度明显高于β相在(110)极图上的最大织构密度.

摘要： 采ZnO为一种良好的半导体材料,结合MOFs(金属有机框架材料)的优异光敏性质,MOFs-ZnO成为一种极具潜力的复合光感材料,本论文从该复合膜层的引入方法入手,选取了不同的载体基质,以均布在基质上的纳米ZnO为诱导与ZIF-8的配体在不同溶剂条件下制备出了具有一定晶体取向的复合膜层,为其在光敏、气敏领域的应用打下了良好的基础.

摘要： 镍基定向凝固高温合金被广泛的应用于航空发动机涡轮及导向叶片材料。HRS和LMC定向凝固方法为两种重要的定向凝固方法，但目前尚无关于不同定向方法对铸件晶粒晶体取向影响的研究，且对于对铸件凝固组织的研究也不系统。本文利用自制HRS/LMC双功能定向凝固设备分别对应用LMC方法和HRS方法制备的DZ125高温合金叶片状铸件（图1）组织的影响进行研究，以望通过该研究，探索工业制备涡轮叶片类铸件的新途径。

摘要： 本文考察了SnAgCu／Cu焊点界面金属间化合物(IMC)的厚度和形态，然后利用纳米压痕技术测量了IMCS的力学性能，最后利用电子背散射衍射技术考察了焊点界面IMCS的晶体取向规律。

摘要： 电子背散射衍射(EBSD)作为扫描电子显微镜(SEM)的附属配件,已被广泛用于对材料表面的微区分析中.由于受到扫描电镜配置以及EBSD探头位置的限制,通常情况下,每帧EBSD测定区域最多只有μm2数量级.对于mm2数量级大面积样品的测定,仅仅通过控制电子束是无法实现单帧面扫的.目前,对于大面积样品测定普遍采用电子束控制与样品台控制相结合的技术,由此得到几十帧或几百帧小区域面扫图像后,再通过蒙太奇方法将这些小区域拼接起来从而获得大面积的图像.然而,通过拼接得到的图像往往存在很多缺陷,这些缺陷主要是由样品的测定位置误差、样品台移动误差以及大面积样品在70度倾斜时造成的样品台漂移等原因所造成的.本文展示了对镍基高温合金单晶的高温拉伸断口实验的研究结果，主要是对单晶的断裂行为与晶体的取向之间的关系以及断裂后的微观结构的变化做了分析。提出，大面积EBSD单帧面扫方法为大面积样品的微观结构分析开辟了一个新的方法，它克服了传统的分析方法中的一些缺陷。它可以保证所有扫描区域都在视野范围内，排除样品在高倾斜角度下移动时存在的与扫描电镜内部的其他部件或探头发生碰撞的隐患，同时可以快速找到真正的样品感兴趣区;它避免了传统方法中由于原图失真导致最终拼接后大图失真的现象;而且由于测定时间大大缩短，工作效率显著提高。

摘要： 电子背散射衍射(EBSD)作为扫描电子显微镜(SEM)的附属配件,已被广泛用于对材料表面的微区分析中.由于受到扫描电镜配置以及EBSD探头位置的限制,通常情况下,每帧EBSD测定区域最多只有μm2数量级.对于mm2数量级大面积样品的测定,仅仅通过控制电子束是无法实现单帧面扫的.目前,对于大面积样品测定普遍采用电子束控制与样品台控制相结合的技术,由此得到几十帧或几百帧小区域面扫图像后,再通过蒙太奇方法将这些小区域拼接起来从而获得大面积的图像.然而,通过拼接得到的图像往往存在很多缺陷,这些缺陷主要是由样品的测定位置误差、样品台移动误差以及大面积样品在70度倾斜时造成的样品台漂移等原因所造成的.本文展示了对镍基高温合金单晶的高温拉伸断口实验的研究结果，主要是对单晶的断裂行为与晶体的取向之间的关系以及断裂后的微观结构的变化做了分析。提出，大面积EBSD单帧面扫方法为大面积样品的微观结构分析开辟了一个新的方法，它克服了传统的分析方法中的一些缺陷。它可以保证所有扫描区域都在视野范围内，排除样品在高倾斜角度下移动时存在的与扫描电镜内部的其他部件或探头发生碰撞的隐患，同时可以快速找到真正的样品感兴趣区;它避免了传统方法中由于原图失真导致最终拼接后大图失真的现象;而且由于测定时间大大缩短，工作效率显著提高。

摘要： 电子背散射衍射(EBSD)作为扫描电子显微镜(SEM)的附属配件,已被广泛用于对材料表面的微区分析中.由于受到扫描电镜配置以及EBSD探头位置的限制,通常情况下,每帧EBSD测定区域最多只有μm2数量级.对于mm2数量级大面积样品的测定,仅仅通过控制电子束是无法实现单帧面扫的.目前,对于大面积样品测定普遍采用电子束控制与样品台控制相结合的技术,由此得到几十帧或几百帧小区域面扫图像后,再通过蒙太奇方法将这些小区域拼接起来从而获得大面积的图像.然而,通过拼接得到的图像往往存在很多缺陷,这些缺陷主要是由样品的测定位置误差、样品台移动误差以及大面积样品在70度倾斜时造成的样品台漂移等原因所造成的.本文展示了对镍基高温合金单晶的高温拉伸断口实验的研究结果，主要是对单晶的断裂行为与晶体的取向之间的关系以及断裂后的微观结构的变化做了分析。提出，大面积EBSD单帧面扫方法为大面积样品的微观结构分析开辟了一个新的方法，它克服了传统的分析方法中的一些缺陷。它可以保证所有扫描区域都在视野范围内，排除样品在高倾斜角度下移动时存在的与扫描电镜内部的其他部件或探头发生碰撞的隐患，同时可以快速找到真正的样品感兴趣区;它避免了传统方法中由于原图失真导致最终拼接后大图失真的现象;而且由于测定时间大大缩短，工作效率显著提高。

摘要： 本发明提供一种精确表征晶体三维取向和晶体学取向的方法。本发明方法，包括如下步骤：获取所述晶体材料待测区域内的二维组织形貌和EBSD花样；将其通过三维图像分析软件进行三维图像合成，获取三维形貌；提取特征形貌在三维形貌所在坐标系中的三维取向；通过三维取向转换到EBSD获得的晶体学坐标系中，获得所述特征形貌的晶体学取向。本发明可以精确地同时解析各种材料特征组织结构的取向和晶体学取向，对材料晶体生长取向和生长行为研究具有重要意义。

摘要： 本发明提供一种精确表征晶体三维取向和晶体学取向的方法。本发明方法，包括如下步骤：获取所述晶体材料待测区域内的二维组织形貌和EBSD花样；将其通过三维图像分析软件进行三维图像合成，获取三维形貌；提取特征形貌在三维形貌所在坐标系中的三维取向；通过三维取向转换到EBSD获得的晶体学坐标系中，获得所述特征形貌的晶体学取向。本发明可以精确地同时解析各种材料特征组织结构的取向和晶体学取向，对材料晶体生长取向和生长行为研究具有重要意义。

摘要： 本实用新型公开了一种兼顾取向性和非取向性晶体试样分析的XRD样品台装置。它保留了X衍射仪常规测试的样品台主体，又在同底座的一侧增加了适合取向性样品测试的旋转定向装置，其装置由可控调速直流步进电机、镶有永磁体的轴套、可取下来装样品的钢件吸盘和有孔的刻度盘组成。在安装电机支撑架时保证了吸盘端面处于XRD聚焦圆的切线上，因而不需要重新调节仪器零点，仅改变试样装填方式，通过键盘操作就可随时选择常规测试或旋转定向测试，实现涵盖粉末多晶的常规分析和取向性样品的评价以及单晶定向功能。本实用新型克服了现有仪器对取向性晶体快速评价的不足，也解决了现有单晶定向仪对未知晶轴、大晶向偏离角单晶定向测试的难题。

摘要： 本发明公开了一种基于晶体结构的原子尺度晶体取向分析方法，属于金属材料技术领域。所述分析方法包括获取原子周边环境、根据原子对称性判定晶体结构、获取取向矩阵、转换取向矩阵为颜色，以及对所有最临近原子求取RGB颜色平均值的步骤。本发明实现了纳米晶金属拉伸或冲击模拟过程中的晶体取向分析，并实现了无需外部参数自动分析。本发明方法能够在微观尺度上了解晶体织构形成机理，对新材料设计提供有利的帮助。

摘要： 在此披露了改变一个单晶体的晶体取向的一种方法，该方法包括以下步骤：表征该单晶体的一个晶体取向并且计算一C个取向偏离角，该取向偏离角是在该单晶体的一个选定的晶体方向与沿着该单晶体的一个第一外部主表面的平面的晶体方向的一个投影之间。该方法进一步包括从该第一外部主表面的至少一部分上除去材料以改变该取向偏离角。

摘要： 在此披露了改变一个单晶体的晶体取向的一种方法，该方法包括以下步骤：表征该单晶体的一个晶体取向并且计算一个取向偏离角，该取向偏离角是在该单晶体的一个选定的晶体方向与沿着该单晶体的一个第一外部主表面的平面的晶体方向的一个投影之间。该方法进一步包括从该第一外部主表面的至少一部分上除去材料以改变该取向偏离角。

摘要： 一种晶体取向图生成装置(10)，被用于向样品的表面入射带电粒子射线的带电粒子射线装置(100)，装置(10)是用于生成晶体取向图的装置，该晶体取向图是表示相对于带电粒子射线的入射方向的、在样品表面的选择出的位置处的晶体的晶体坐标系的图，该装置(10)具备：取向信息获取部(1)，其获取选择出的位置处的晶体相对于入射方向的取向信息；入射方向信息获取部(2)，其获取与带电粒子射线相对于样品的入射方向有关的信息；以及晶体取向图生成部(3)，其基于由取向信息获取部(1)获取到的晶体的取向信息、由入射方向信息获取部(2)获取到的与获取到晶体的取向信息时的入射方向有关的信息以及与变更后的入射方向有关的信息，来生成选择出的位置处的变更后的入射方向下的晶体取向图。

摘要： 本发明公开一种确定铸态立方晶系单晶体三维晶体取向的方法。本发明包括切割单晶体、在截面1上做与一次枝晶平行的标记线1、垂直截面1切割标定试样1、在截面2上做与一次枝晶平行的标记线2、垂直截面2切割标定试样2和在截面3上标定晶体取向等步骤。本发明可以确定任意形状镍基单晶高温合金的三维晶体取向，突破了现有技术只能确定具有中心轴特征的铸态块状材料的局限，同时流程简单、对设备要求低。

摘要： 本发明公开了一种基于晶体结构的原子尺度晶体取向分析方法，属于金属材料技术领域。所述分析方法包括获取原子周边环境、根据原子对称性判定晶体结构、获取取向矩阵、转换取向矩阵为颜色，以及对所有最临近原子求取RGB颜色平均值的步骤。本发明实现了纳米晶金属拉伸或冲击模拟过程中的晶体取向分析，并实现了无需外部参数自动分析。本发明方法能够在微观尺度上了解晶体织构形成机理，对新材料设计提供有利的帮助。

摘要： 在此披露了改变一个单晶体的晶体取向的一种方法，该方法包括以下步骤：表征该单晶体的一个晶体取向并且计算一C个取向偏离角，该取向偏离角是在该单晶体的一个选定的晶体方向与沿着该单晶体的一个第一外部主表面的平面的晶体方向的一个投影之间。该方法进一步包括从该第一外部主表面的至少一部分上除去材料以改变该取向偏离角。