利用SEM和EBSD的“原位跟踪”观测技术研究奥氏体不锈钢及其焊接接头的超高温组织转变过程

为了准确地研究材料在高温过程中的组织转变过程及其对性能的影响,本文提出了一种利用扫描电镜(SEM)和背散射电子衍射(EBSD)技术对材料进行"原位跟踪(in-situ-tracking)"观察和测量的新方法。即首先在样品的观察位置做一个记号,并在标识位置附近进行形貌、成分和结构等观测;然后将样品拿出SEM外进行处理,处理完后再放入SEM在同一标识部位做同样的观测;如此反复多次,最后获得一组能反映同一位置特征的系列实验结果。该方法虽然不是真正意义上的"原位(in-situ)"观察和分析,但如果仔细和谨慎操作,可以获得相同的效果和目的。利用该方法对奥氏体不锈钢及其焊接接头在1 000℃以上超高温下的组织转变过程进行了研究。结果表明:奥氏体不锈钢母材组织长大严重,大角晶界减少,界面能低的小角晶界增多;而在焊缝区相邻柱状晶取向逐步合并趋于〈100〉方向,但晶粒并无明显长大。

材料微结构-性能关系的“原位跟踪”观测技术与应用

在材料研究中"原位"测试技术占有非常重要的地位,它能将材料的组织形貌、化学成分和晶体结构等微结构与材料的性能和加工过程等一一地对应起来,从而获得更加真实反映材料组织与性能之间关系的试验结果。然而"原位"测试大多需要特殊并且昂贵的试验装置与设备,如电镜中配置的加热与拉伸样品台、环境扫描电镜等。实际上许多研究过程还很难进行"原位"观察。经过多年大量的实践,提出一种基于扫描电镜新的"原位跟踪"观察和测量技术。与传统的"原位"分析不同,在"原位跟踪"观测过程中,材料样品的处理过程是在扫描电镜外进行的。利用该技术研究了焊接熔合区的腐蚀和碳迁移过程,以及不锈钢材料在高温下的回复与再结晶。试验表明采用"原位跟踪"技术可获得与"原位"观测相同的效果。