Využití metody EBSD při studiu struktury moderních kovových materkálů

Anastasia Volodarskaja

Doctoral thesis

Using of the EBSD method in structural analysis of modern metallic materials

Abstract:

Tato disertační práce byla vypracována v rámci vědecko - výzkumného projektu Regionální materiálově technologické výzkumné centrum na Vysoké škole báňské – Technické univerzitě Ostrava. Velká pozornost byla věnována rozvoji metodiky moderních technik strukturní a fázové analýzy, především metody difrakce zpětně odražených elektronů (EBSD) v řádkovacím elektronovém mikroskopu. Experimentální práce byly zaměřeny na dvě skupiny progresivních technických materiálů: • ultrajemnozrnný CP-Ti-1 materiál po zpracování v ECAP matrici navržené a zkonstruované v Oddělení přípravy materiálů, které je součástí projektu RMTVC. Metoda EBSD byla použita k charakterizaci strukturních parametrů experimentálního materiálu ve výchozím stavu a po 4 a 6 průchodech ECAP matricí. Studium vývoje substruktury v průběhu ECAP zpracování bylo doplněno TEM analýzou tenkých kovových fólií. • transformátorovou ocel s přísadou mědi, která je významnou součástí výrobního programu společnosti ArcelorMittal Ostrava a.s. Hlavním cílem bylo studium strukturních charakteristik plechů po různých etapách průmyslového výrobního procesu. Výsledky byly součástí řešení projektu FR–TI3–053 s názvem Zlepšení magnetických a užitných vlastností pásů z orientovaných transformátorových ocelí. Velká pozornost byla věnována analýze mikrotextury pomocí techniky EBSD a studiu vlivu přísady mědi v oceli na precipitaci inhibičních fází v průběhu výroby transformátorových plechů. Experimentální výsledky studia struktury byly porovnány s výsledky simulace termodynamicky rovnovážného stavu, které byly získány za použití software Thermocalc. Výsledky detailní strukturní analýzy těchto progresivních materiálů byly interpretovány v návaznosti na parametry aplikovaného technologického zpracování a dosažené mechanické a fyzikální vlastnosti.

Abstract:

This dissertation thesis was prepared within the research project of the Regional Materials Science and Technology Center at the VSB – Technical University of Ostrava. Great attention was paid to the development of the methodology of modern methods of structural and phase analysis, in particular the method of electron backscattered diffraction (EBSD) in scanning electron microscope. The experimental part of this thesis was focused on two classes of progressive technical materials: • ultrafine-grained CP-Ti-1 after processing in ECAP die designed and constructed in the Department of Preparation of Materials, which is part of the project RMSTC. The EBSD method was used to characterize the structural parameters of the experimental material in the as-received state and after processing by 4 and 6 ECAP passes. The study of the evolution of the substructure during ECAP processing was supplemented by TEM analysis of thin metal foils. • grain oriented electrical steel (GOES) with an addition of copper, which is a significant part of the production program of ArcelorMittal Ostrava a.s. The main objective was to study the microstructural characteristics of the GOES sheets after the various production steps of AlN + Cu industrial route. The results were part of the solution of the FR–TI3–053 project with the name “Improvement of the Magnetic and the Useful Properties of the Sheets of Grain Oriented Electrical Steel”. Great attention was paid to analysis of microtexture using the EBSD technique and the study of influence of copper addition on precipitation processes of the inhibition phases during the production of GOES. Experimental results of the study of microstructure were compared with the results of simulation of a thermodynamically equilibrium state, obtained using the software Thermocalc. The results of the detailed structural analysis of these advanced materials have been interpreted in relation to the parameters of applied technological processing and the mechanical and physical properties achieved.

Keywords

EBSD, ultrajemnozrnný materiál CP-Ti-1, ECAP, transformátorová ocel, oduhličovací žíhání, inhibiční fáze, primární rekrystalizace, sekundární rekrystalizace, Gossova textura.

Keywords

EBSD, ultrafine-grained materiál, CP-Ti-1, ECAP, GOES, decarburization annealing, inhibition phases, primary recrystallization, secondary recrystallization, Goss texture

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 6. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 21. 6. 2018
• Supervisor: Vlastimil Vodárek
• Reader: Peter Horňák, Vít Jan, Jaroslav Sojka

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Doctoral programme:
Materiálové vědy a inženýrství