[发明专利]一种利用EBSD测量钢中位错密度的方法

说明书

一种利用EBSD测量钢中位错密度的方法。该方法包括制备标准试样和若干个待测试样，将上述试样依次放入带有EBSD的扫描电镜中，扫描并记录扫描数据，处理所述扫描数据，确定标准试样的小角度界面的界面密度ρ_标和待测试样的小角度界面的界面密度ρ，测定标准试样的位错密度d_标，根据公式d_标＝k·ρ_标计算常数k，再根据公式d＝k·ρ计算待测试样的位错密度。相较于其他传统测量钢中位错密度的方法，此方法更为便捷、准确，还能直观的观测对比不同钢材间的位错密度。

技术领域

本发明涉及钢中线缺陷测试技术领域，特别涉及一种采用EBSD(ElectronBackscatterd Diffraction)测定钢中位错密度的方法。

背景技术

位错是钢中常见的一种线缺陷，通常用位错密度来定量的表征钢中位错的多少，位错密度对钢的力学性能、磁学性能、电学性能等都有显著的影响，因此准确定量的获得钢中位错密度，能够更深入地分析钢的强度、矫顽力、电导率等性能。目前测量钢中位错密度的方法有X射线衍射(XRD)法、正电子湮灭法、透射电镜法和磁性能法等。虽然上述方法均能定量或半定量的给出钢中的位错密度，然而均存在一定的缺点。

XRD法是一种最常用且能定量测定钢中位错密度的方法，该方法先通过XRD测量出钢中的微观应变量和平均晶粒尺寸，再通过微观应变量、平均晶粒尺寸引起的衍射峰宽化的Williamson-Hall模型来计算出位错密度。该方法的优点是对试样的制样要求较低，能较为准确的测定一块样品中的位错密度，并且能定量，是目前大家公认的较为可靠的一种方法，然而其缺点是测定过程较为繁琐，费用较高，不能直观的观测或对比不同试样间的位错密度。

正电子湮灭法是利用正电子对材料中位错等呈负电性的缺陷具有极端灵敏性，能进行“捕捉”的特点，通过正电子对负电子的捕捉速率与材料中的位错密度成正比的原理，测定材料中位错密度的一种方法。此方法也是被公认的较为可靠的测定金属材料位错密度的一种方法，但由于材料中位错密度大到一定程度后就能全部捕获正电子，湮灭参数出现饱和，所以该方法适合测定位错密度较低的材料，一般要求材料的位错密度的数量级在10¹²cm^-2以下，因此也有一定的局限性。

透射电镜法是利用透射电镜来观测金属薄膜中的位错，一般将金属薄膜机械打磨至40μm以下，并利用网格法统计位错数量，给出位错密度的一种方法。其优点是较为直观，可以直接观测到错位形态和数量，其缺点是，观测的部位太局限，不能反应宏观的结果，且因试样太薄，所以磨抛过程中很容易产生一定的应力，从而形成新的位错，导致观测结果不准确。

磁性能法是专利号为CN102565184A中所述的一种测量大尺寸块体钢铁材料位错密度的测定方法。该方法所采用的试样尺寸较大，测量结果基本能反映试样内部位错密度的宏观分布，但是该方法还需测定试样的磁化率、矫顽力等的磁性能，通过间接的方法得出位错密度，过程较为繁琐，且不直观。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种利用EBSD测量钢中位错密度的方法，该方法简便快速，且不同试样间可直观的进行对比。通过对试样进行EBSD扫描一定区域后，与选定的标准试样进行对比，再进行数据处理，即可获得待测试样的位错密度。

本发明的具体方法如下：

(1)试样制备：制备标准试样和若干个待测试样；

(2)试样EBSD扫描：将上述试样依次放入带有EBSD的扫描电镜中，扫描并记录扫描数据；

(3)数据处理：处理所述扫描数据，确定标准试样的小角度界面的界面密度ρ_标和待测试样的小角度界面的界面密度ρ，测定标准试样的位错密度d_标，根据公式d_标＝k·ρ_标计算常数k；