CN115586202B - 一种金属材料晶界应力的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属材料晶界应力的测量方法，属于金属材料微观结构分析改良材料性能的技术领域。此方法包括建立原始数据集、对原始数据进行预处理、计算任意一点处晶界应力场和计算任意一点处晶界应力四个步骤。相比于传统的从宏观角度计算材料整体平均晶界应力的方法，本发明提供的方法是基于向错缺陷计算任意区域的晶界应力，并以此得到更为精确的材料整体晶界应力分布。应用本发明提供的方法可以得到更为精确合理的晶界应力定量计算结果，为从晶界应力角度调控材料性能以及合金检测领域提供了重要参考。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料微观结构分析改良材料性能的技术领域，具体涉及一种金属材料晶界应力的测量方法。
背景技术
晶界作为多晶体固有的微观结构，广泛存在于金属材料中，对材料的力学、腐蚀和冶金等性能都具有重要影响，基于晶界在塑性形变中起到的阻碍作用，金属及合金的力学性能可以通过热处理等手段得以改善。例如，工程中常见的细晶强化是提高金属材料强度的最有效的方法之一，其原理为通过退火等处理细化晶粒，提高材料内单位体积晶界面密度，从而提高材料强度。晶界在塑性变形中对晶粒内部位错滑移的阻碍作用主要源于晶界上大量缺陷产生的应力，可见晶界应力的信息对通过热处理等手段调控晶界密度进而改善材料力学性能至关重要。然而对于微观晶界应力，目前还仍未有精确的定量计算方法，原因在于晶界处缺陷密度难以测量。因此，如何定量分析晶界应力，进而定量分析晶界对材料性能的影响是目前亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述技术难题，本发明提供了一种金属材料晶界应力的测量方法：
一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；
对目标金属材料待测区域进行EBSD实验采集所需数据，定义待测区域EBSD图中数据点个数为N，其中任意数据点信息采用取向参数和位置参数表示；
所述的数据点个数N满足：10≤N≤10000000且N为整数，
所述的任意数据点信息定义为：取向参数，采用三个欧拉角，为(αi,βi,γi)，位置参数为(xi,yi)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，
再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x1,y1,α1,β1,γ1)，(x2,y2,α2,β2,γ2)…(xN,yN,αN,βN,γN)}。
步骤2：对数据集1进行预处理
选取步骤1数据集1任意一点(xi,yi)的取向参数(αi,βi,γi)，由如下公式(1)～(9)计算获得数据点(xi,yi)的向错密度θi；
其中，定义为点(xi,yi)欧拉角αi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角βi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角γi对应的矩阵表示，
ωi定义为点(xi,yi)的旋转矢量，
Kie定义为点(xi,yi)的弹性扭曲张量，
∨定义为满足运算的计算符号，
定义为含有李代数结构的沿x轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿y轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿z轴方向的求导符号，
[]为李括号运算符号；
对数据集1中所有数据点按照公式(1)～(9)进行计算，获得数据集2，数据集2为：{(x1,y1,θ1)，(x2,y2,θ2)…(xN,yN,θN)}。
步骤3：计算任意一点处晶界应力场
选取步骤2数据集2中任意一点(xi,yi)的向错密度θi，由如下公式(10)～(16)计算获得点(xi,yi)的处晶界应力场σi；
其中，μ为材料剪切模量，
v为材料泊松比，
s为单位面积，定义为待测区域总面积与数据点个数N的比值，
a、b、c为晶界应力作用点在以点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集2中所有点按照公式(10)～(16)进行计算，获得数据集3，数据集3为：{(x1,y1,σ1)，(x2,y2,σ2)…(xN,yN,σN)}。
步骤4：计算任意一点处晶界应力；
根据任意一点(xj,yj)处晶界应力为待测区域内所有点的晶界应力场在此点处产生的晶界应力之和，其中j满足：1≤j≤N且j为整数，选取步骤3数据集3中所有点的晶界应力场，由如下公式(17)计算获得任意一点(xj,yj)处的晶界应力δj；
其中，σi中a、b、c取点(xj,yj)在以晶界应力场产生点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集3中的所有点按照公式(17)进行计算后，最终获得数据集4，数据集4为{(x1,y1,δ1)，(x2,y2,δ2)…(xN,yN,δN)}。
进一步地，当晶界应力作用点与晶界应力场产生点为同一点时,步骤3所述的a、b取值范围为0.0001μm～1μm，c＝0。
进一步地，当晶界应力作用点与晶界应力场产生点为同一点时,步骤4所述的a、b取值范围为0.0001μm～1μm，c＝0。
进一步地，所述的N为100≤N≤100000。
进一步地，所述的金属材料为铁合金、镁合金或铝合金。
进一步地，所述的铁合金为硅铁合金、锰铁合金、铬铁合金、镍铁合金或钛铁合金。
进一步地，所述的镁合金为镁铝合金、镁锰合金或镁锌锆合金。
进一步地，所述的铝合金为1系至9系铝合金。
进一步地，所述的钛合金为：钛铝合金、钛锡合金、钛锆合金或钛钒合金。
本发明还提供了金属材料晶界应力的测量方法在金属材料检测领域的应用。
采用本发明技术方案所产生的有益效果在于：
本发明首次通过向错缺陷计算晶界处产生的应力，克服了晶界处缺陷密度难以计算的技术难题，提出了一种新的能够定量计算晶界应力的方法。相比于传统的从宏观角度计算材料整体平均晶界应力的方法，本发明提供的是基于向错的晶界应力计算方法，实现了计算材料内任意微观区域的晶界应力，从而使计算结果更具有合理性和准确性。应用本发明提供的技术方案能够实现对金属材料内晶界应力的精确定量分析，建立起一种更高精度更为完善的测量方法，实现从向错角度研究晶界应力强化，并由此为通过热处理等手段调控晶界密度进而改善材料力学性能提供了支持。
附图说明
图1为本发明实施例1对待测区域采集的EBSD数据图；
图2为本发明实施例1待测区域晶界应力分布示意图，单位为Mpa，其中2(a)为等效晶界应力分布示意图，2(b)、2(c)和2(d)分别为晶界应力张量δi的11分量12分量/>和22分量/>分布示意图；
图3为本发明实施例2对待测区域采集的EBSD数据图；
图4为本发明实施例2待测区域晶界应力分布示意图，单位为Mpa，其中4(a)为等效晶界应力分布示意图，4(b)、4(c)和4(d)分别为晶界应力张量δi的11分量12分量/>和22分量/>分布示意图；
图5为本发明实施例3对待测区域采集的EBSD数据图；
图6为本发明实施例3待测区域晶界应力分布示意图，单位为Mpa，其中6(a)为等效晶界应力分布示意图，6(b)、6(c)和6(d)分别为晶界应力张量δi的11分量12分量/>和22分量/>分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。
实施例1
一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；
在本实施例中，选取商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)合金制备金相试样，对此金相试样选择一能够清晰显示该试样组织的区域进行EBSD实验采集所需数据，获得EBSD数据图如图1，定义此待测区域EBSD图中数据点个数为N，所得数据图中数据点个数为N＝102588，用取向参数和位置参数定义数据图中任意点信息；
所述的任意点信息定义为：取向参数：采用三个欧拉角，为(αi,βi,γi)，位置参数为(xi,yi)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，
再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x1,y1,α1,β1,γ1),(x2,y2,α2,β2,γ2)…(x102588,y102588,α102588,β102588,γ102588)}。
步骤2：对数据集1进行预处理；
在本实施例中，以数据集1中x61945＝28.8，y61945＝27.9这一点为例，读取此点取向信息(α61945,β61945,γ61945)为(11.834,156.01,25.761)，由公式(1)～(9)计算获得此点的向错密度
其中，定义为点(xi,yi)欧拉角αi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角βi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角γi对应的矩阵表示，
ωi定义为点(xi,yi)的旋转矢量，
∨定义为满足运算的计算符号，
定义为含有李代数结构的沿x轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿y轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿z轴方向的求导符号，
[]为李括号运算符号；
对数据集1中所有点按照公式(1)～(9)进行计算，获得数据集2为：{(x1,y1,θ1)，(x2,y2,θ2)…(x102588,y102588,θ102588)}。
对于本实施例所得每点的向错密度张量θi，由于EBSD实验无法测得试样截面垂直方向上的信息，导致张量Kie中缺少垂直于样品截面的三个分量(及/>)，所以只能得到向错密度张量中/>和/>这三个分量。
步骤3：计算一点处晶界应力场；
在本实施例中，以数据集2中x61945＝28.8，y61945＝27.9这一点为例，读取此点向错密度由公式(10)～(16)计算获得点(x61945,y61945)的处晶界应力场/>
其中，μ为材料剪切模量，
v为材料泊松比，
s为单位面积，定义为待测区域总面积与数据点个数N的比值，
a、b、c为晶界应力作用点在以点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对于本实施例所得每点的晶界应力场张量σi，由于EBSD实验缺少试样截面垂直方向上的信息，即缺少z轴方向上的信息，所以只能得到晶界应力场张量中和这四个分量，且相比于楔形向错，扭型向错的贡献可以忽略不计，因此向错密度张量只取分量/>的值。
对数据集2中所有点按照公式(10)～(16)进行计算，获得数据集3为：{(x1,y1,σ1)，(x2,y2,σ2)…(x102588,y102588,σ102588)}。
步骤4：计算一点处晶界应力；
在本实施例中，以数据集3中x61945＝28.8，y61945＝27.9这一点为例，读取所有点晶界应力场σi，由公式(17)计算获得点(x61945,y61945)的处晶界应力
其中，σi中a、b、c取点(xj,yj)在以晶界应力场产生点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集3中的所有点按照公式(17)进行计算后，最终获得数据集4为{(x1,y1,δ1)，(x2,y2,δ2)…(x102588,y102588,δ102588)}，选取数据集4中每点的晶界应力值δj与位置信息(xj,yj)，并根据等效应力计算方法得到每点的等效应力值，通过matlab软件即可绘制试样此待测区域的晶界应力分布图(见图2)
基于晶界在塑性形变中起到的阻碍作用，可知晶界应力的大小影响材料的屈服强度。因此，根据本发明提供的一种金属材料晶界应力的测量方法，能够计算出材料内部任意微观区域处的晶界产生的应力，进而对材料的性能进行预测和调控。对实施例1选取的商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)合金试样待测区域所有点计算等效晶界应力并取平均值再经测量本实施例商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)合金屈服强度Ω1＝176.188Mpa。
实施例2
一种金属材料缺陷密度的测量方法，包括以下步骤：
步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；
在本实施例中，选取315℃下退火45分钟的商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)镁合金制备金相试样，对此金相试样选择一能够清晰显示该试样组织的区域进行EBSD实验采集所需数据，获得EBSD数据图如图3，定义此待测区域EBSD图中数据点个数为N，所得数据图中数据点个数为N＝93555，用取向参数和位置参数定义数据图中任意点信息；
所述的任意点信息定义为：取向参数：采用三个欧拉角，为(αi,βi,γi)，位置参数为(xi,yi)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，
再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x1,y1,α1,β1,γ1),(x2,y2,α2,β2,γ2)…(x93555,y93555,α93555,β93555,γ93555)}。
步骤2：对数据集1进行预处理；
在本实施例中，以数据集1中x16546＝24.75，y16546＝7.8这一点为例，读取此点取向信息(α16546,β16546,γ16546)为(130.97,136.18,21.447)，由公式(1)～(9)计算获得此点的向错密度
其中，定义为点(xi,yi)欧拉角αi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角βi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角γi对应的矩阵表示，
ωi定义为点(xi,yi)的旋转矢量，
∨定义为满足运算的计算符号，
定义为含有李代数结构的沿x轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿y轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿z轴方向的求导符号，
[]为李括号运算符号；
对数据集1中所有点按照公式(1)～(9)进行计算，获得数据集2为：{(x1,y1,θ1)，(x2,y2,θ2)…(x93555,y93555,θ93555)}。
对于本实施例所得每点的向错密度张量θi，由于EBSD实验无法测得试样截面垂直方向上的信息，导致张量Kie中缺少垂直于样品截面的三个分量(及/>)，所以只能得到向错密度张量中/>和/>这三个分量。
步骤3：计算一点处晶界应力场；
在本实施例中，以数据集2中x16546＝24.75，y16546＝7.8这一点为例，读取此点向错密度由公式(10)～(16)计算获得点(x16546,y16546)的处晶界应力场/>
其中，μ为材料剪切模量，
v为材料泊松比，
s为单位面积，定义为待测区域总面积与数据点个数N的比值，
a、b、c为晶界应力作用点在以点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对于本实施例所得每点的晶界应力场张量σi，由于EBSD实验缺少试样截面垂直方向上的信息，即缺少z轴方向上的信息，所以只能得到晶界应力场张量中和这四个分量，且相比于楔形向错，扭型向错的贡献可以忽略不计，因此向错密度张量只取分量/>的值。
对数据集2中所有点按照公式(10)～(16)进行计算，获得数据集3为：{(x1,y1,σ1)，(x2,y2,σ2)…(x93555,y93555,σ93555)}。
步骤4：计算一点处晶界应力；
在本实施例中，以数据集3中x16546＝24.75，y16546＝7.8这一点为例，读取所有点晶界应力场σi，由公式(17)计算获得点(x16546,y16546)的处晶界应力
其中，σi中a、b、c取点(xj,yj)在以晶界应力场产生点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集3中的所有点按照公式(17)进行计算后，最终获得数据集4为{(x1,y1,δ1)，(x2,y2,δ2)…(x93555,y93555,δ93555)}，选取数据集4中每点的晶界应力值δj与位置信息(xj,yj)，并根据等效应力计算方法得到每点的等效应力值，通过matlab软件即可绘制试样此待测区域的晶界应力分布图(见图4)
计算实施例2所选材料试样待测区域所有点等效晶界应力并取平均值 经测量得此材料屈服强度Ω2＝157.428Mpa，与实施例1所选材料对比得/>Ω2<Ω1，即通过加工处理降低材料内部晶界应力后，材料的屈服强度会降低。
实施例3
一种金属材料缺陷密度的测量方法，包括以下步骤：
步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；
在本实施例中，选取在室温下沿TD方向拉伸至13.5％应变的商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)镁合金制备金相试样，对此金相试样选择一能够清晰显示该试样组织的区域进行EBSD实验采集所需数据，获得EBSD数据图如图5，定义此待测区域EBSD图中数据点个数为N，所得数据图中数据点个数为N＝102717，用取向参数和位置参数定义数据图中任意点信息；
所述的任意点信息定义为：取向参数：采用三个欧拉角，为(αi,βi,γi)，位置参数为(xi,yi)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，
再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x1,y1,α1,β1,γ1),(x2,y2,α2,β2,γ2)…(x102717,y102717,α102717,β102717,γ102717)}。
步骤2：对数据集1进行预处理；
在本实施例中，以数据集1中x34721＝21.3，y34721＝15.3这一点为例，读取此点取向信息(α34721,β34721,γ34721)为(97.147,140.18,36.602)，由公式(1)～(9)计算获得此点的向错密度
/>
其中，定义为点(xi,yi)欧拉角αi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角βi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角γi对应的矩阵表示，
ωi定义为点(xi,yi)的旋转矢量，
∨定义为满足运算的计算符号，
定义为含有李代数结构的沿x轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿y轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿z轴方向的求导符号，
[]为李括号运算符号；
对数据集1中所有点按照公式(1)～(9)进行计算，获得数据集2为：{(x1,y1,θ1)，(x2,y2,θ2)…(x102717,y102717,θ102717)}。
对于本实施例所得每点的向错密度张量θi，由于EBSD实验无法测得试样截面垂直方向上的信息，导致张量Kie中缺少垂直于样品截面的三个分量(及/>)，所以只能得到向错密度张量中/>和/>这三个分量。
步骤3：计算一点处晶界应力场；
在本实施例中，以数据集2中x34721＝24.75，y34721＝7.8这一点为例，读取此点向错密度由公式(10)～(16)计算获得点(x34721,y34721)的处晶界应力场/>
其中，μ为材料剪切模量，
ν为材料泊松比，
s为单位面积，定义为待测区域总面积与数据点个数N的比值，
a、b、c为晶界应力作用点在以点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对于本实施例所得每点的晶界应力场张量σi，由于EBSD实验缺少试样截面垂直方向上的信息，即缺少z轴方向上的信息，所以只能得到晶界应力场张量中和这四个分量，且相比于楔形向错，扭型向错的贡献可以忽略不计，因此向错密度张量只取分量/>的值。
对数据集2中所有点按照公式(10)～(16)进行计算，获得数据集3为：{(x1,y1,σ1)，(x2,y2,σ2)…(x102717,y102717,σ102717)}。
步骤4：计算一点处晶界应力；
在本实施例中，以数据集3中x34721＝24.75，y34721＝7.8这一点为例，读取所有点晶界应力场σi，由公式(17)计算获得点(x34721,y34721)的处晶界应力
其中，σi中a、b、c取点(xj,yj)在以晶界应力场产生点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集3中的所有点按照公式(17)进行计算后，最终获得数据集4为{(x1,y1,δ1)，(x2,y2,δ2)…(x102717,y102717,δ102717)}，选取数据集4中每点的晶界应力值δj与位置信息(xj,yj)，并根据等效应力计算方法得到每点的等效应力值，通过matlab软件即可绘制试样此待测区域的晶界应力分布图(见图6)
计算实施例3所选材料试样待测区域所有点等效晶界应力并取平均值 经测量得此材料屈服强度Ω3＝232.979Mpa，与实施例1所选材料对比得/>Ω3>Ω1，即通过拉伸加工处理后，能够提高材料内部晶界应力，使得材料的屈服强度有所提高。
通过上述对比可知：在所有实施例中，以实施例1商业化Mg-1Zn-0.2Ca(wt.％)合金的等效晶界应力平均值为标准，通过对金属材料进行加工处理后，改变了金属材料的晶界应力，并且晶界应力与材料的屈服强度形成正相关关系，这与实际情况相符合。由此证明本发明提供的方法能够精准测算材料的晶界应力，并能为如何获得更优异性能金属材料筛选出最佳的加工方案。除此之外，本发明提供的方法可以通过计算任意局部区域晶界应力值，从而得到材料整体晶界应力分布，进而可以应用于材料性能检测领域，用来判断材料组成部分性能是否符合要求。
现有的基于材料屈服强度的晶界应力计算方法由武晓雷等人于2016年研究梯度结构的应力强化及应变硬化时提出，与本发明提出的晶界应力计算方法不同，传统方法计算晶界应力是通过计算材料卸载和重新加载时的屈服强度，再由公式计算得到晶界应力，其中，σb为晶界应力，σr为材料重新加载时的屈服应力，σu为材料卸载时的屈服应力。相比于本发明提供的金属材料晶界应力的测量方法，首先，传统方法在计算晶界应力时是基于材料强度的实验数据而没有考虑到晶界本身的结构和性质，对晶界应力的计算缺乏理论依据和准确性，而本发明提供的晶界应力计算方法是基于晶界上的向错缺陷，完善考虑了晶界的结构和性质，获得的计算结果更具有理论依据和实际应用的合理性；其次，现有方法无法计算晶界应力张量的具体分量，也即无法量化晶界产生的某一具体方向的应力，而本发明提供的方法可以计算出晶界应力张量的具体分量，可以对材料内部晶界产生的任意方向的应力进行更为细化的定量计算；最后，现有方法计算得到的是宏观上材料整体的平均晶界应力，无法获得材料内部或宏观任意区域的晶界应力，而本发明提供的方法可以计算材料内部或宏观任意区域的晶界应力，并据此获得更为精确的材料局部或整体晶界应力分布及平均晶界应力，对于分析材料任意部位和整体晶界应力提供重要参考；此外，也能为材料性能检测领域提供重要依据，基于对材料各个区域晶界应力的计算，可获悉材料任意部位的性能情况，为检测材料性能及优化材料加工方案提供重要参考。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立目标金属材料待测区域的原始数据集1；
对目标金属材料待测区域进行EBSD实验采集所需数据，定义待测区域EBSD图中数据点个数为N，其中任意数据点信息采用取向参数和位置参数表示；
所述的数据点个数N满足：10≤N≤10000000且N为整数，
所述的任意数据点信息定义为：取向参数，采用三个欧拉角，为(αi,βi,γi)，位置参数为(xi,yi)，其中i满足：1≤i≤N且i为整数，
再将待测区域EBSD图中的数据点信息定义为数据集1，数据集1为：{(x1,y1,α1,β1,γ1)，(x2,y2,α2,β2,γ2)…(xN,yN,αN,βN,γN)}；
步骤2：对数据集1进行预处理
选取步骤1数据集1任意一点(xi,yi)的取向参数(αi,βi,γi)，由如下公式(1)～(9)计算获得数据点(xi,yi)的向错密度θi；
其中，定义为点(xi,yi)欧拉角αi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角βi对应的矩阵表示，
定义为点(xi,yi)欧拉角γi对应的矩阵表示，
ωi定义为点(xi,yi)的旋转矢量，
Kie定义为点(xi,yi)的弹性扭曲张量，
∨定义为满足运算的计算符号，
定义为含有李代数结构的沿x轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿y轴方向的求导符号，
定义为含有李代数结构的沿z轴方向的求导符号，
[]为李括号运算符号；
对数据集1中所有数据点按照公式(1)～(9)进行计算，获得数据集2，数据集2为：{(x1,y1,θ1)，(x2,y2,θ2)…(xN,yN,θN)}；
步骤3：计算任意一点处晶界应力场
选取步骤2数据集2中任意一点(xi,yi)的向错密度θi，由如下公式(10)～(16)计算获得点(xi,yi)的处晶界应力场σi；
其中，μ为材料剪切模量，
ν为材料泊松比，
s为单位面积，定义为待测区域总面积与数据点个数N的比值，
a、b、c为晶界应力作用点在以点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集2中所有点按照公式(10)～(16)进行计算，获得数据集3，数据集3为：{(x1,y1,σ1)，(x2,y2,σ2)…(xN,yN,σN)}；
步骤4：计算任意一点处晶界应力；
根据任意一点(xj,yj)处晶界应力为待测区域内所有点的晶界应力场在此点处产生的晶界应力之和，其中j满足：1≤j≤N且j为整数，选取步骤3数据集3中所有点的晶界应力场，由如下公式(17)计算获得任意一点(xj,yj)处的晶界应力δj；
其中，σi中a、b、c取点(xj,yj)在以晶界应力场产生点(xi,yi)为坐标原点建立的三维正交直角坐标系内的坐标；
对数据集3中的所有点按照公式(17)进行计算后，最终获得数据集4，数据集4为{(x1,y1,δ1)，(x2,y2,δ2)…(xN,yN,δN)}。
2.根据权利要求1所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：当晶界应力作用点与晶界应力场产生点为同一点时,步骤3所述的a、b取值范围为0.0001μm～1μm，c＝0。
3.根据权利要求1所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：当晶界应力作用点与晶界应力场产生点为同一点时,步骤4所述的a、b取值范围为0.0001μm～1μm，c＝0。
4.根据权利要求1所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：所述的N为100≤N≤100000。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：所述的金属材料为铁合金、镁合金、铝合金或钛合金。
6.根据权利要求5所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：所述的铁合金为硅铁合金、锰铁合金、铬铁合金、镍铁合金或钛铁合金。
7.根据权利要求5所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：所述的镁合金为镁铝合金、镁锰合金或镁锌合金。
8.根据权利要求5所述一种金属材料晶界应力的测量方法，其特征在于：所述的钛合金为：钛铝合金、钛锡合金、钛锆合金或钛钒合金。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的金属材料晶界应力的测量方法在金属材料检测领域的应用。
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