[发明专利]一种金属材料可动非螺形位错密度的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料位错密度的测量方法，特别是一种金属材料可动非螺形位错密度的测量方法。

背景技术

超低碳烘烤硬化钢板实际上是以IF钢板作为基体，向其中加入微量的合金元素，如Nb、Ti和V，通过这些合金成分的添加使得生产出的新型汽车薄板具有优质的深冲性能和良好的烘烤硬化性能，是一种优质的汽车材料。超低碳烘烤硬化钢板在冲压成型前由于含碳量极低，因此相对来说材质较软，很容易进行加工成型，而在经过冲压成型之后对其施行烘烤涂漆的工艺，它的屈服强度会有所增加。超低碳烘烤硬化钢所具有的这些特性使其适用于汽车外板等覆盖件，并且使用超低碳BH钢板时可以保证已成型钢板形状和尺寸的稳定性不受影响，通过这种方式提高了抗凹陷性，使汽车外板可以向薄壁化的趋势发展以实现真正的汽车减重。烘烤硬化性能与可动位错密度有着密切的联系，通过计算可动非螺形位错密度以定性探究可动位错密度对于理解BH值变化现象具有重大意义。目前人们普遍采用X射线衍射或金相法计算位错密度。以下就各种方法做简单介绍和优缺点分析。

一.X射线衍射法测定位错密度

1.将变形式样放入X射线衍射仪进行测量，将测出的峰的半高宽分别表示为δ₁、δ₂、δ₃(一般是三个)，峰的横坐标的一般分别记为θ₁、θ₂、θ₃。

2.将充分退火式样放入X射线衍射仪进行测量，将测出的峰的半高宽分别表示为δ₄、δ₅、δ₆(一般是三个)，峰的横坐标的一般记为θ₄、θ₅、θ₆。

3.计算δe₁＝(δ₁²-δ₄²)^0.5、δe₂＝(δ₂²-δ₅²)^0.5、δe₃＝(δ₃²-δ₆²)^0.5。

4.计算X₁(4*sinθ₁/λ，δe₁*cosθ₁/λ)和X₂(4*sinθ₂/，δe₂*cosθ₂/λ)和X₃(4*sinθ₃/λ，δe₃*cosθ₃/λ)。

5.分别在x-y坐标图中做出X₁、X₂、X₃三个点，将三点用直线拟合，找到斜率e，位错密度＝14.4*e*e/b/b(b为柏氏矢量＝0.248nm)就可以求出位错密度。

优点：能够反应样品内总体的位错状态，得出比较准确的定量信息。

缺点：在进行X射线衍射试验时，为了测定精确地每个峰的形状，必须采用非常慢的扫描速度，因此时间非常长，每测试一个样品的花费要在200￥左右。同时，这种方法只是计算出了总位错密度，并没能区分不同的位错组态的情况。

二.金相法

1.将样品进行化学腐蚀

2.用金相显微镜(或高倍电镜)测定样品表面上出现的腐蚀坑数目。因为每一腐蚀坑代表与被测表面相交的一条位错线的露头处，所以位错密度是指单位被测表面积上相交的位错线(坑)的个数。

位错密度＝坑的个数/视野面积。

优点：可操作性强，测量一个样品的费用非常低廉。

缺点：好的高分辨电镜晶格花样不宜获得，就算是可以获得，也通常只在一个很小的区域，因此得到的值缺乏统计性。同时获得高质量高分辨花样后，位错通常是很难辨别的，因为晶格通常不是很清楚，通常要通过傅立叶变化的方法去处理花样，但是傅立叶变换会引入很多误差，有些本来不是位错的地方看起来也像是位错，因为像的面积非常小，所以如果多出几根位错也会使结果产生数量级的误差。其次，位错缠结区内不容易查出具体数目，且计算可动位错时采用肉眼观察法很容易产生误差。

发明内容