[发明专利]一种合金型金属材料的三维重建方法

说明书

本发明公开了一种合金型金属材料的三维重建方法，涉及三维重建技术领域，解决了EBSD并不擅长于复杂物相形貌的精确表征的问题。本发明包括在待测合金型金属材料的表面选定测试区域，在测试区域旁打下硬度压痕，测硬度压痕对角线长度，并进行抛光处理，测量抛光后的硬度压痕对角线长度变化，计算抛光深度确定相邻的测试面间距；对每层测试面的EBSD图像和BSE图像进行匹配校正；对校正后的各层测试面的二维测试图像进行三维重建。本发明通过BSE图像采集有效弥补了EBSD技术在辨析复杂形貌第二相颗粒方面的不足，所获取的三维重建体可更加准确地反映材料内部微观组织的真实信息。

技术领域

本发明涉及三维重建技术领域，具体涉及一种合金型金属材料的三维重建方法。

背景技术

合金型金属材料的内部组织往往由基体相和大量尺寸各异的第二相颗粒组成，这些第二相颗粒对金属材料加工过程中的组织和性能演变产生着重要的影响。例如，在合金再结晶过程中由粗大第二相颗粒可诱发“粒子促进形核”效应，而细小的沉淀相颗粒可对位错、晶界等的迁移产生“钉扎”效应。金属材料在加工过程中所发生的性能改变通常与其内部微观组织的变化密切相关，因此微观组织的准确表征对于金属材料研究至关重要。

采用三维方法对材料组织进行表征和重建，可以弥补二维方法的不足，显著提升表征结果的精准性。现有技术中，基于扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy，简称SEM) 的三维电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction，简称3DEBSD)方法虽然可在三维尺度上获取材料的微区晶体取向信息，但由于EBSD并不擅长于复杂物相形貌的精确表征，在对合金型金属材料进行标定时大量第二相颗粒往往难以被准确识别。此外，现有技术通常使用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)轰击的方式逐层制备待测合金型金属材料的表面，试样表面容易被粒子束破坏，且费用较高，一般只适用于对尺寸较小的区域进行三维重建。因此，针对合金型金属材料亟需开发一种新的三维重建方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：EBSD并不擅长于复杂物相形貌的精确表征，在对合金型金属材料进行标定时大量第二相颗粒往往难以被准确识别，使用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)轰击的方式逐层制备待测合金型金属材料的表面，试样表面容易被粒子束破坏，且费用较高，一般只适用于对尺寸较小的区域进行三维重建。本发明提供了解决上述问题的一种合金型金属材料的三维重建方法。该方法不仅可在三维尺度上同步获取基体相的微区晶体取向信息和复杂第二相颗粒的形貌信息，同时不会破坏待测合金型金属材料的表面，可用于大尺寸试样区域的三维重建，解决上述现有技术的不足。

本发明通过下述技术方案实现：

一种合金型金属材料的三维重建方法，包括如下步骤：

S1：对待测合金型金属材料进行图像采集；

S2：在待测合金型金属材料的表面选定测试区域，在测试区域旁打下硬度压痕，测硬度压痕对角线长度，并进行抛光处理，抛光后为新一层测试面，选定的测试区域为原测试面；

S3：测量抛光后的硬度压痕对角线长度变化，计算抛光深度确定相邻的测试面间距；

S4：重复S1-S3达到预设次数以上，预设次数为15次；

S5：对每层测试面的EBSD图像和BSE图像进行匹配校正，其中，背散射电子-BackScattered Electron，简称BSE；

S6：对校正后的各层测试面的二维测试图像进行三维重建。

其中，在S1之前还包括对待测合金型金属材料的表面进行平整和抛光进行，对待测合金型金属材料的表面的平整可以通过机械研抛、精密车削等方法实现，对待测合金型金属材料的表面的抛光可以通过电化学抛光、振动抛光、氩离子抛光等方法实现；