面心金属孪晶变体的两种表达形式

面心金属孪晶变体的两种表达形式

除非是滑移，否则椭圆晶体是一种重要的金属变形方法。本文首先以描述金属中孪晶取向特征的相关理论为基础,建立了FCC结构金属中的4种孪晶变体孪晶面/孪晶方向和旋转轴/旋转角两种孪晶描述形式的一一对应关系。最后,基于该关系分析了高温合金中的形变孪晶的特征,确定了孪晶类型。1fc-金属氧化分析1.1应力的取向群及旋转轴佐晶体取向常采用4种表示方法:晶面和晶向的密勒指数((hkl)[uvw])、取向矩阵、欧拉角(φ孪晶取向和其基体取向之间存在镜面对称关系,孪晶取向可以表示为基体取向绕孪晶面(hkl)的法线旋转180°,对应的取向差矩阵为式中:h,k和l为孪晶面的密勒指数。孪晶取向和基体取向之间的关系也可以表示为:基体取向绕某一旋转轴(该旋转轴不一定是孪晶面法线)旋转一定角度(小于180°)而形成的孪晶取向。该旋转轴和旋转角的值可采用下面的方法求得。已知基体取向矩阵g式中:Δg为基体和孪晶间的取向差矩阵;g最小的旋转角θ公式为:式中:Δg利用公式(4):可以求得旋转轴矢量为:式中:R为旋转轴矢量;r式(1)和式(2)都代表基体和孪晶间的取向差矩阵,这意味着式(1)和式(2)是等价的,即:若已知孪晶面的晶面指数为(hkl),代入式(6),得到取向差Δg值,再由式(3)~式(5)可以得到旋转角和旋转轴的值。1.2其他结晶结晶晶体在切应力作用下发生孪晶变形时,晶体的一部分将沿一定的晶面(称为孪晶面)和一定的晶向(称为孪晶方向)相对于另一部分晶体做均匀的切变。晶体的孪晶特征可用孪晶面和孪晶方向表示,如FCC晶体的孪晶系统为孪晶变形的晶体学特征可采用图1所示的几何图形表示,原子在每个KFCC晶体的孪生表示为如前文所述,已知孪晶面的晶面指数(hkl),可以得到该孪晶对应旋转轴和旋转角值,将FCC晶体的4个孪晶变体的晶面指数:2ebsd测量结果图3a和图3b分别为采用欧拉角表述的GH690和GH145镍基高温合金晶粒取向图,两种高温合金的成分分别如表2和表3所示。实验中所用的两种合金试样取自相同挤压工艺生产的挤压管材,其挤压工艺为:挤压速度为40mm·s图4为图3中测量区域的取向差角和旋转轴分布,由图4可知,60°取向差角在整个取向差角取值范围内比例最高,图中反极图表示旋转轴以<111>旋转轴为主,这表明图3中的测量区域内存在较多60°<111>孪晶。表4列出了图3a中测量区域内标号为1~10的孪晶及其对应的基体取向的EBSD测量结果(采用欧拉角的形式表示),按照前面所介绍的计算方法,分别得到该10个孪晶的旋转角和旋转轴,如表4所示。表中旋转角的计算结果显示,旋转角的取值范围为57°~60°,也就是说孪晶实际的旋转角可能不完全等于60°,而可能略小于60°,图4a也显示了57°~59°旋转角占有一定比例。依据旋转轴的计算结果,将表4中的结果与表1中的结果进行对照,从而可以得到表4中的每个孪晶变体的孪晶面和孪晶方向,即可以确定每个孪晶变体的晶体学特征。表4所列的结果也表明,60°<111>孪晶的4个孪晶变体在上述变形中全部启动。按照同样的分析方法,得到了图3b测量区域的10个孪晶变体的分析结果,如表5所示,表中分别列出了10个晶粒中的孪晶和对应的基体取向(采用欧拉角(φ3ebsd的晶体学特征(1)依据孪晶的晶体学原理,分析了FCC晶体的4个孪晶变体的晶体学特征。(2)采用一定的计算方法,得到FCC晶体的4个孪晶变体的两种表达形式孪晶面/孪晶方向和旋转角/旋转轴的一一对应关系,利用该关系可以分析EBSD测得的孪晶的晶体学特征。(3)利用本文所建立的FCC晶