双相不锈钢的纳米压痕

双相2205是一种含5 ~ 6% Ni、3% Mo和22% Cr的奥氏体(γ)和铁素体(α)两相不锈钢，具有在恶劣环境中普遍腐蚀、抗应力腐蚀开裂和良好的疲劳强度的特点。

与标准奥氏体不锈钢相比，双相钢提供非常高的屈服强度。热交换器，油田管道，罐，压力容器，储存，运输和化学加工是双相钢的主要应用。当这些钢进行高温时，σ和奇等的有害金属间相可以形成腐蚀和机械性能的质量下降。

本文描述了利用电子背散射衍射(EBSD)来证实退火双相钢铁素体/奥氏体基体中Sigma和Chi相的存在及其分布的研究。力量的希西奥尔顿^®PI 88 SEM PicoIndenter^®用于通过原位纳米凸缘测量单个铁氧体/奥氏体相的机械性能。

图1所示。-Hysitron Pi 88 SEM PicoIndenter。

Hysitron PI 88 SEM PicoIndenter

作为深度传感的纳米机械测试仪，Hysitron PI 88 SEM PicoIndenter专门设计用于利用当代扫描电子显微镜（SEM，FIB / SEM）的复杂成像能力。当配有可选的旋转和倾斜阶段时，PI 88具有柔性样品定位，其具有五个自由度（X，Y，Z，倾斜，旋转），允许用户将样品与离子束对齐​​以进行样品制备或检测器，例如WDS, EDS or EBSD to achieve a deeper understanding of a material’s mechanical response.

图2。-heysitron PI 88 SEM PicoIndenter可选旋转和倾斜阶段的示意图

e-flash.^FS.EBSD探测器™

本文演示的EBSD结果是用e-Flash获得的^FS.高速探测器。e-Flash具有特殊的信号灵敏度和速度，以及新颖的功能，如原位倾斜和ARGUS FSE/BSE成像系统^FS.-是原位实验的理想选择，也是高分辨率力学测试(如纳米压痕)的一大补充。

图3. -彩色编码的ARGUS FSE图像在一个缩进区域显示方向对比度;EBSD相图(左上)为铁素体(红色)、奥氏体(蓝色)、Sigma(黄色)和Chi(水)相;晶粒取向扩展(GOS)图(右上)表明，由压痕形成的塑性应变场没有从铁素体晶粒过渡到更硬的Sigma相晶粒。

实验程序

使用一种导电粘合剂，将抛光的双相钢样本附着在显微镜的短节上，然后机械固定在Hysitron PI 88的分级中。可选的旋转和倾斜能力的海斯特恩PI 88用于对齐样品与e-Flash探测器的相和颗粒测绘ESPRIT 2.1软件。在映射后用压痕探针重新定向样品，并对负载控制的纳米凸起试验进行1,5和20mN的峰值。为了映射缩进的区域，在机械测试之后再次与EBSD检测器再次对准样品。（参见图3中的FSE图像和EBSD导致图4中的结果。

图4。（a）模式质量图，（b）相位映射，（c）方向（IPFY）地图，和（d）GOS映射。颜色表明取向以0°（蓝色）的程度差异，高达15°（红色）EBSD结果。

图5。奥氏体(γ)和铁素体(α)相的典型P-h曲线，铁素体和奥氏体(下部)的弹性模量和硬度变化。

EBSD增强的纳米endentation结果

如图4所示是在奥氏体(γ)和铁素体(α)晶粒之间的边界处形成的凹痕区域获得的EBSD结果。由结果可以看出，在奥氏体中，压痕发展的塑性应变场量较大，即在较软的阶段。

通过从每个阶段分析5至8个凹口，可以通过分析5至8个凹口来确定相位域的局部塑料和弹性性质。测量弹性模量（E）为奥氏体相186±1.4GPa，用于铁素体相215±7.2GPa。硬度值（H）分别显示出类似的趋势，分别具有3.2±0.07gPa和3.6±0.05GPa的奥氏体和铁氧体的类似趋势。尽管实际数量与Guo等人报告的结果略有不同，但Campos等，和Gadelrab等，两相的机械性能的相对差异与早期研究中报道的趋势很好。此外，结果证实了铁氧体相中钼和Ni的固体溶液硬化所提供的估计改进。

雇用 -希西奥尔顿^®PI 88 SEM PicoIndenter^®-与QUANTAX EBSD系统相结合，配备旋转和倾斜阶段，通过将颗粒取向绘图能力和高分辨率相与目标纳米力学性能测量相结合，可以更可靠地表征金属材料。欧洲杯足球竞彩这种组合还可以用于扩展其他复杂的多相、各向异性或纹理材料的研究范围。欧洲杯足球竞彩

参考

1. K. Gadelrab, G. Li, M. Chiesa和T. Souier，j .板牙。Res。，27（2012），1573。
2. M. Campos，A. Bautista，D.Caceres，J. Abenojar，J.M.Torralba，J.欧洲陶瓷学会23（2003）2813。
3. L. Q. Guo，M. C. Lin，L. J. Qiao，A. A. Volinsky，应用表面科学。，287（2013）499。

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