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西工大鎂合金頂刊《JMA》：高溫EBSD原位研究鎂的靜態再結晶！

2023-03-30 14:33:52 作者：材料基來源：材料基分享至：

通過靜態再結晶（即熱處理）控制金屬的微觀結構來提高金屬的機械財產是一種常見的方法。因此，再結晶和晶粒生長的知識對該技術的成功至關重要。

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

相關成果以題為An in-situ study of static recrystallization in Mg using high temperature EBSD發表在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.的微觀結構演變的IPF圖。（e-h）對應于（A-d）的KAM圖顯示了存儲的能量分布。

圖6。（a）再結晶生長模型圖解。（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區在（a）200°C/1 h和（B）210°C/1小時下的靜態再結晶過程。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下的微觀結構，對應于（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）具有變形孿晶的區域的IQ圖和（d）對應的KAM圖。（e）沒有變形孿晶的區域的IQ圖和（f）對應的KAM圖。

總之，采用真正的原位EBSD技術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再結晶和晶粒生長。從這項工作中可以得出以下結論：研究發現，靜態再結晶中晶粒優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出更大的優勢，因此表現出優先晶粒生長。此外，低晶界傾向于停止移動，并且很容易發現具有相似取向的兩個晶粒具有穩定的邊界。高純Mg中存在大量的TTW，但不存在CTW和DTW。由于內應力高于其他區域，TTW區域被發現是再結晶的非首選位置，最終被其他區域侵入和吞噬。

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