[发明专利]一种金属材料晶界应力的测量方法

说明书

本发明提供了一种金属材料晶界应力的测量方法，属于金属材料微观结构分析改良材料性能的技术领域。此方法包括建立原始数据集、对原始数据进行预处理、计算任意一点处晶界应力场和计算任意一点处晶界应力四个步骤。相比于传统的从宏观角度计算材料整体平均晶界应力的方法，本发明提供的方法是基于向错缺陷计算任意区域的晶界应力，并以此得到更为精确的材料整体晶界应力分布。应用本发明提供的方法可以得到更为精确合理的晶界应力定量计算结果，为从晶界应力角度调控材料性能以及合金检测领域提供了重要参考。

技术领域

本发明涉及金属材料微观结构分析改良材料性能的技术领域，具体涉及一种金属材料晶界应力的测量方法。

背景技术

晶界作为多晶体固有的微观结构，广泛存在于金属材料中，对材料的力学、腐蚀和冶金等性能都具有重要影响，基于晶界在塑性形变中起到的阻碍作用，金属及合金的力学性能可以通过热处理等手段得以改善。例如，工程中常见的细晶强化是提高金属材料强度的最有效的方法之一，其原理为通过退火等处理细化晶粒，提高材料内单位体积晶界面密度，从而提高材料强度。晶界在塑性变形中对晶粒内部位错滑移的阻碍作用主要源于晶界上大量缺陷产生的应力，可见晶界应力的信息对通过热处理等手段调控晶界密度进而改善材料力学性能至关重要。然而对于微观晶界应力，目前还仍未有精确的定量计算方法，原因在于晶界处缺陷密度难以测量。因此，如何定量分析晶界应力，进而定量分析晶界对材料性能的影响是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述技术难题，本发明提供了一种金属材料晶界应力的测量方法：

一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；

对目标金属材料待测区域进行EBSD实验采集所需数据，定义待测区域EBSD图中数据点个数为N，其中任意数据点信息采用取向参数和位置参数表示；

所述的数据点个数N满足：10≤N≤10000000且N为整数，

所述的任意数据点信息定义为：取向参数，采用三个欧拉角，为(α_i,β_i,γ_i)，位置参数为(x_i,y_i)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，

再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x₁,y₁,α₁,β₁,γ₁)，(x₂,y₂,α₂,β₂,γ₂)…(x_N,y_N,α_N,β_N,γ_N)}。

步骤2：对数据集1进行预处理

选取步骤1数据集1任意一点(x_i,y_i)的取向参数(α_i,β_i,γ_i)，由如下公式(1)～(9)计算获得数据点(x_i,y_i)的向错密度θⁱ；