织构对6061-T6铝合金X射线应力测试精度的影响机理
发布时间：2021-12-10 00:53
为探究织构对6061-T6铝合金X射线应力测试的影响,本工作对等强梁表面的预置应力采用X射线进行应力测试,利用电子背散射衍射（EBSD）技术和晶体取向成像分析技术,根据晶粒取向和X射线衍射的角度关系,分析了织构对X射线衍射晶粒群内晶粒数目的影响,进而分析衍射晶粒数目对晶粒群微观应变均匀性和微观应力均匀性的影响。结果表明,由于晶粒的择优取向,当X射线衍射晶粒群的晶体取向在ψ=0～15°范围内时,X射线衍射晶粒群内晶粒数目较少,晶粒群之间微观应变和微观应力不均匀,使得X射线测试得到的衍射角变化不能反映由宏观应力所引起的衍射角变化,进而导致应力的测试精度降低。
【文章来源】：材料导报. 2020,34(20)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
应力测试装置示意图
图3 不同ψ角下参与衍射的晶粒成像图(电子版为彩图)对于每个ψ角下发生衍射的晶粒群,其晶粒之间存在大小不等的取向差,分15个区间统计各晶粒群0～1.5°范围内的小角度取向差,将每个区间内0.1°范围内小角度取向差的数量进行求和,计算每个区间内的求和结果占0～1.5°范围内取向差值之和的百分数,结果如图5所示。此外,统计每个ψ角下0～1.5°范围内取向差的平均值,结果如图6所示。
图5和图6表明:当ψ=0°、5°、10°、15°时,发生衍射的晶粒群的小角度取向差的峰值和平均值各不相同,且都与其他8个晶粒群的小角度取向差峰值和平均值有较大差异。而其他8个ψ角对应的晶粒群的小角度取向差的峰值和平均值趋于一致。因为小角度取向差是相邻亚晶间小角度晶界的反映,小角度晶界的大小可以在一定程度上反映亚晶之间的位错密度,小角度取向差越大,位错密度越高[17]。因此,在ψ=0°、5°、10°、15°时,发生衍射的晶粒群之间的位错密度不均匀,而在其他8个ψ角下,发生衍射的晶粒群之间位错密度差异较小。在ψ=0°、5°、10°、15°时,晶粒群位错密度不均匀主要受参与统计的晶粒数目的影响。尽管晶粒内部存在位错密度不均匀情况,但是当统计晶粒数目较多时,位错密度的统计平均值会趋于相同。而织构的存在导致在ψ=0°、5°、10°、15°时,参与衍射的晶粒群内包含的晶粒较少,进而使得晶粒群的平均位错密度呈现出统计意义上的不均匀性。图6 不同ψ角晶粒群平均取向差
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC纤维增强Ti17合金复合材料轴向残余应力的拉曼光谱和X射线衍射法对比研究[J]. 黄浩,张侃,吴明,李虎,王敏涓,张书铭,陈建宏,文懋. 物理学报. 2018(19)
[2]轧制铝合金的X-射线法残余应力测试[J]. 孙建通,李晓延,张亮,兖文涛. 焊接学报. 2017(01)
[3]基于二维X射线衍射技术的TiH2薄膜残余应力分析[J]. 唐兵华,马明旺,杜继实,雷杨俊. 原子能科学技术. 2016(08)
[4]残余应力测试方法的研究进展[J]. 李晨,楼瑞祥,王志刚,张伟. 材料导报. 2014(S2)
[5]利用局域取向差衡量变形金属中的位错密度[J]. 孟杨,任群,鞠新华. 材料热处理学报. 2014(11)
[6]X射线法测量多晶材料残余应力[J]. 罗玉梅,任凤章,张伟,张旦闻,田保红,魏世忠,苏娟华. 材料导报. 2014(11)
[7]钛及钛合金X射线应力测试参数的选择[J]. 邓云华,李晓延,李庆庆,芦伟. 焊接学报. 2013(02)
[8]残余应力测定的基本知识 第二讲 X射线应力测定的基本原理[J]. 张定铨. 理化检验(物理分册). 2007(05)
[9]用Kroner模型计算取向薄膜的弹性矩阵与X射线弹性常数[J]. 张铭,何家文. 中国有色金属学报. 2001(02)
本文编号：3531614
【文章来源】：材料导报. 2020,34(20)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
应力测试装置示意图
图3 不同ψ角下参与衍射的晶粒成像图(电子版为彩图)对于每个ψ角下发生衍射的晶粒群,其晶粒之间存在大小不等的取向差,分15个区间统计各晶粒群0～1.5°范围内的小角度取向差,将每个区间内0.1°范围内小角度取向差的数量进行求和,计算每个区间内的求和结果占0～1.5°范围内取向差值之和的百分数,结果如图5所示。此外,统计每个ψ角下0～1.5°范围内取向差的平均值,结果如图6所示。
图5和图6表明:当ψ=0°、5°、10°、15°时,发生衍射的晶粒群的小角度取向差的峰值和平均值各不相同,且都与其他8个晶粒群的小角度取向差峰值和平均值有较大差异。而其他8个ψ角对应的晶粒群的小角度取向差的峰值和平均值趋于一致。因为小角度取向差是相邻亚晶间小角度晶界的反映,小角度晶界的大小可以在一定程度上反映亚晶之间的位错密度,小角度取向差越大,位错密度越高[17]。因此,在ψ=0°、5°、10°、15°时,发生衍射的晶粒群之间的位错密度不均匀,而在其他8个ψ角下,发生衍射的晶粒群之间位错密度差异较小。在ψ=0°、5°、10°、15°时,晶粒群位错密度不均匀主要受参与统计的晶粒数目的影响。尽管晶粒内部存在位错密度不均匀情况,但是当统计晶粒数目较多时,位错密度的统计平均值会趋于相同。而织构的存在导致在ψ=0°、5°、10°、15°时,参与衍射的晶粒群内包含的晶粒较少,进而使得晶粒群的平均位错密度呈现出统计意义上的不均匀性。图6 不同ψ角晶粒群平均取向差
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC纤维增强Ti17合金复合材料轴向残余应力的拉曼光谱和X射线衍射法对比研究[J]. 黄浩,张侃,吴明,李虎,王敏涓,张书铭,陈建宏,文懋. 物理学报. 2018(19)
[2]轧制铝合金的X-射线法残余应力测试[J]. 孙建通,李晓延,张亮,兖文涛. 焊接学报. 2017(01)
[3]基于二维X射线衍射技术的TiH2薄膜残余应力分析[J]. 唐兵华,马明旺,杜继实,雷杨俊. 原子能科学技术. 2016(08)
[4]残余应力测试方法的研究进展[J]. 李晨,楼瑞祥,王志刚,张伟. 材料导报. 2014(S2)
[5]利用局域取向差衡量变形金属中的位错密度[J]. 孟杨,任群,鞠新华. 材料热处理学报. 2014(11)
[6]X射线法测量多晶材料残余应力[J]. 罗玉梅,任凤章,张伟,张旦闻,田保红,魏世忠,苏娟华. 材料导报. 2014(11)
[7]钛及钛合金X射线应力测试参数的选择[J]. 邓云华,李晓延,李庆庆,芦伟. 焊接学报. 2013(02)
[8]残余应力测定的基本知识 第二讲 X射线应力测定的基本原理[J]. 张定铨. 理化检验(物理分册). 2007(05)
[9]用Kroner模型计算取向薄膜的弹性矩阵与X射线弹性常数[J]. 张铭,何家文. 中国有色金属学报. 2001(02)
本文编号：3531614
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