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西工大鎂合金頂刊《JMA》：高溫EBSD原位研究鎂的靜態(tài)再結(jié)晶！

2023-03-30 14:33:52 作者：材料基來源：材料基分享至：

通過靜態(tài)再結(jié)晶（即熱處理）控制金屬的微觀結(jié)構(gòu)來提高金屬的機械財產(chǎn)是一種常見的方法。因此，再結(jié)晶和晶粒生長的知識對該技術(shù)的成功至關(guān)重要。

在本工作中，通過原位高溫EBSD，研究了控制擠壓純鎂再結(jié)晶和晶粒生長的機制。實驗結(jié)果表明，動態(tài)再結(jié)晶優(yōu)先晶粒在靜態(tài)再結(jié)晶條件下表現(xiàn)出衰落的競爭力。研究還發(fā)現(xiàn)，晶界運動或晶粒生長可能表現(xiàn)出反向能量梯度效應(yīng)，即低能量晶粒傾向于吞噬或生長為高能量晶粒，而接近30°的晶界表現(xiàn)出優(yōu)于其他晶界的生長優(yōu)勢。另一個發(fā)現(xiàn)是，{10–12}拉伸孿晶邊界是很難觀察到再結(jié)晶的位置，并且最終被相鄰的再結(jié)晶晶粒吞噬。上述發(fā)現(xiàn)可能為鎂的靜態(tài)再結(jié)晶和晶粒生長提供全面的見解，并可能指導(dǎo)微觀結(jié)構(gòu)工程中先進材料加工的設(shè)計。

相關(guān)成果以題為An in-situ study of static recrystallization in Mg using high temperature EBSD發(fā)表在Journal of Magnesium and Alloys。

鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jma.2023.01.021

圖2。溫度歷史顯示為樣品表面的嵌入式SEM圖像和EBSD圖例，前者顯示熱電偶和用于原位觀察的聚焦區(qū)域。原位EBSD IPF圖顯示了（a）175°C/1 h、（b）190°C/1小時、（C）210°C/1 h、（d）230°C/1 h.（e）275°C/1 h。

圖5。顯示區(qū)域A在（A）175°C/1 h、（b）180°C/1小時、（C）210°C/1 h、（d）275°C/1 h.的微觀結(jié)構(gòu)演變的IPF圖。（e-h）對應(yīng)于（A-d）的KAM圖顯示了存儲的能量分布。

圖6。（a）再結(jié)晶生長模型圖解。（b）顯示了隨著位錯密度和晶界取向的變化，內(nèi)能和晶界能之間的比值。（c）示出了兩個主要因素對能量的影響的閾值。

圖7。IPF圖顯示了B區(qū)在（a）200°C/1 h和（B）210°C/1小時下的靜態(tài)再結(jié)晶過程。黑色箭頭指向晶粒生長方向，紅線表示67°−73°晶界，藍線表示27°−33°晶界。

圖11。（a） IPF圖顯示了180°C/1 h下的微觀結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于（b）具有晶界和典型孿晶分析的IQ圖，反映了變形基體中存在一些86°張力孿晶（紅色邊界）。（c）具有變形孿晶的區(qū)域的IQ圖和（d）對應(yīng)的KAM圖。（e）沒有變形孿晶的區(qū)域的IQ圖和（f）對應(yīng)的KAM圖。

總之，采用真正的原位EBSD技術(shù)研究了具有大量孿晶邊界的高純鎂在順序退火過程中的靜態(tài)再結(jié)晶和晶粒生長。從這項工作中可以得出以下結(jié)論：研究發(fā)現(xiàn)，靜態(tài)再結(jié)晶中晶粒優(yōu)先生長的主要原因是反向能量梯度，即晶界從非變形晶粒移動到高度變形晶粒。現(xiàn)場觀察證實，特殊晶界，如∑13a-CSL邊界，在遷移率方面比一般晶界表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢，因此表現(xiàn)出優(yōu)先晶粒生長。此外，低晶界傾向于停止移動，并且很容易發(fā)現(xiàn)具有相似取向的兩個晶粒具有穩(wěn)定的邊界。高純Mg中存在大量的TTW，但不存在CTW和DTW。由于內(nèi)應(yīng)力高于其他區(qū)域，TTW區(qū)域被發(fā)現(xiàn)是再結(jié)晶的非首選位置，最終被其他區(qū)域侵入和吞噬。

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