[发明专利]通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶临界分切应力的方法

说明书

通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶的临界分切应力的方法。该方法主要通过对不同载荷的维氏硬度压痕几何分析计算，结合EBSD标定晶体取向和孪晶的功能，最终获得孪晶的临界分切应力。该方法计算过程如下步骤：先制备EBSD块状样品，通过化学擦拭腐蚀或者机械振动抛光保证样品表面的平整度；在金相显微镜和EBSD测定样品某一区域，并且用维氏硬度标记位置；然后通过不同载荷的维氏硬度对该区域进行硬度测试，直至某一载荷下，硬度压痕旁边出现孪晶，并且记录硬度压痕的对角线大小以及硬度数值；接着用EBSD标定这种孪晶的类型，最后通过该载荷下的硬度压痕几何分析计算结合Schmid因子计算，进而获得孪晶的临界分切应力。

技术领域

本发明属于材料分析领域，特别提供一种通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶的临界分切应力的方法。

背景技术

维氏硬度就是在一个规定的载荷下，用一个夹角为136°的金刚石正棱锥压头压入样品的外表面，保持一定时间后卸除载荷，通过测量对角线长度，获得压痕的几何关系，计算出压痕的表面积，进而求出压痕表面积的平均压力，该压力即为材料的维氏硬度值(HV)。

在一定载荷下，维氏硬度压头压入材料表面，那么等于材料受到压应力的作用，材料会发生变形，而变形最主要的两种方式是位错滑移和孪生。位错的滑动主要分为两种：位错绕割和切割。而孪生就是指晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿着某一个晶面和晶向相对于另一部分的晶体作相对的切变，即两部分的晶体以孪生面为对称面形成镜像对称。

孪生作为一种重要的变形方式，研究孪生的形成机制至关重要。而为了研究孪晶的形成机理，那么就必须获知孪晶的临界分切应力大小。目前对不同孪晶的临界分切应力测定主要通过VPSC等模型模拟获得，以及通过微悬臂梁压缩等实验测定。VPSC模型模拟的孪晶的临界分切应力数值不能反映实际临界分切应力的大小。微悬臂梁压缩等实验虽然可以较准确测定孪晶的临界分切应力，但是需要高端、昂贵的仪器去实现，成本很高，普及性不高。所以目前很难找到一种即实惠又简单方便的方法去测定孪晶的实际临界分切应力的大小。因此，寻求一种能够简单方便测定孪晶的临界分切应力的方法至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶的临界分切应力的方法。该方法简单有效，能够准确地获取孪晶的临界分切应力的方法。

本发明技术方案如下：

通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶的临界分切应力的方法，其特征在于：利用维氏硬度计结合EBSD技术，通过计算压痕的几何关系进而获得孪晶的临界分切应力的大小：先制备EBSD样品，在金相显微镜和EBSD测定样品某一区域，并且用维氏硬度标记位置；然后通过不同载荷的维氏硬度对该区域进行硬度测试，直至某一载荷下，硬度压痕旁边出现孪晶，记录硬度压痕的对角线大小以及硬度数值；接着用EBSD标定这种孪晶的类型，最后通过该载荷下的硬度压痕几何分析计算结合Schmid因子计算，进而获得孪晶的临界分切应力。

本发明所述通过EBSD技术和维氏硬度计来计算孪晶的临界分切应力的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)、制备EBSD块状样品，通过化学擦拭腐蚀或者机械振动抛光保证样品表面的平整度；

2)、用维氏硬度标记样品表面某一位置，通过金相显微镜、扫描电子显微镜和EBSD记录该区域的原始形貌和晶体取向；

3)、通过维氏硬度计对该区域进行硬度测定，更换不同大小的载荷(从10g到1000g)，直至某一载荷下压痕旁边出现孪晶，记录压痕的对角线大小以及硬度值；

4)、通过EBSD测定该压痕所在晶体的取向，并根据压痕的几何关系获得导致孪晶形成的分力方向，结合EBSD标定的晶体结构，计算出该分力下孪晶的Schmid因子数值；结合EBSD标定晶体取向功能，可以准原位观察孪晶的形成过程，并且把测定孪晶的形成力带入EBSD标定出的晶体结构中，计算出Schmid因子