EDS和EBSD在汽车行业中必威体育精装版应用-牛津仪器.PDFVIP

EDS 和EBSD 在汽车行业中必威体育精装版应用 随着汽车行业的发展，对汽车用材料的性能包括强度、韧性的要求越来越高。 而要提高材料的性能，必须要对组织做充分的结构表征如纯净度、不同相的分布、 含量，晶粒、织构等。 利用基于AZtec软件平台的牛津仪器能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪 (EBSD)可以实现对组织和结构表征，帮助了解材料的工艺、组织与性能之间的 关系。 本文将介绍EDS和EBSD在汽车行业中的应用，包括轻量化钢组织结构的表 征、汽车清洁度分析及夹杂物分析。 1. 组织与结构表征 具有高强度及高延展性的“超级钢”在汽车行业中需求越来越大，这对于 汽车安全及轻量化极为重要。而对于组织的全面了解，工艺的控制及优化才 成为可能。 如下使用了宝钢测试中心提供的高强轻量化钢样品，利用AZtec EDS与 EBSD对纵截面进行分析，解决如下问题： (1) 相分布 (2) 织构类型 (3) 晶粒尺寸统计 (4) 亚结构 (5) 析出相鉴定 (1) 相分布 残余奥氏体对于钢铁的强度、韧性等性能起了重要作用，它可以在受到 变形或者冲击过程中转变为铁素体，从而提高强度。通常使用X射线衍射仪 五线法测量钢中残余奥氏体，但当样品中存在织构时，铁素体/奥氏体衍射线 强度比值会有明显偏差，所得残奥值误差增加。而EBSD测量奥氏体的含量不 受织构影响，同时可以得到奥氏体及铁素体分布，从而帮助对组织的了解。 图 1. 大面积区铁素体- 奥氏体分 布。铁素图约占84.6% ，奥氏体约 占14.9%。 (2) 织构 织构的种类、强度与分布影响的材料的各向异形与成型性等性能。如图2为该样品 铁素体取向分布图(IPF Mapping)，在中心区域以绿色为主(101//轧制方向, RD) ，在边 缘区域红色绿色组织相间(101//轧制方向以及001//轧制方向,RD) 。 ND RD RD 2mm 图2. 铁素体取向分布图(IPF mapping). 心部组织以101//RD 为主，边缘部分组织 101//RD 及001//RD 可进一步通过极图对同区域的织构进行表征，如图3 。纵截面样品中心区域具有较 强的{110}1-10及较弱的{111}1-10板织构(也叫轧制织构，晶面平行于轧面，晶向平 行于轧向的织构) ，MAD值达8.19。而在靠近上表面及下表面区域，{110}1-10及 {111}1-10织构较弱，另外还存在{110}1-12织构。织构的类型与强度与板材的轧制 及退火工艺息息相关，可以用于表征轧制过程，并将影响材料最终的成型性能。 上表面 心部 下表面 图3. 截面样品上表面，心部及下表面区域极图。心部具有较强{110}1-10及较弱{111}1-10织构， 而上下表面{110}1-10及{111}1-10织构相对较弱，同时存在{110}1-12织构。 残奥及织构的分析也可用于新材料的开发。对于汽车用钢来讲强度和延展性是最关 键的两个力学性能。然而，这两个性能常常是相悖的，即强度和延展性之间的对立。金 属材料的强度会随着位错密度单调增长，同时延展性随位错数目的增多而减弱的现象依 然存在。但是通过改进合金组分和加工策略可以避免两种性质对立的局面。香港大学的 黄明欣博士与北京科技大学的罗海文教授（共同通讯作者）发展了一种变形分区（DP ） 策略来解决上述问题。研究人员利