DE102013204694A1

DE102013204694A1 - Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung

Info

Publication number: DE102013204694A1
Application number: DE102013204694A
Authority: DE
Inventors: Rajesh RAGHAVAN; Shashank Tiwari; Sushil Kumar Mishra
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: DE102013204694B4; US20130253691A1; CN103323472A; CN103323472B; US9002499B2

Abstract

Es werden hierin Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung offenbart. Bei einem Beispiel wird eine Schwankung in einer kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung ermittelt, indem Daten einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten) der Metalllegierung verwendet werden. Ein Prozessor einer Maschine zur Elektronenrückstreubeugung verwendet einen Quantifizierer für eine Abweichung der lokalen Orientierung, um die Schwankung in der kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung mit einer Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung zu korrelieren. Andere Beispiele des Verfahrens werden hierin ebenso offenbart.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung.
HINTERGRUND
Einige Metallformungsprozesse verwenden ein Stanzen oder einen ähnlichen Vorgang, um ein Blechmetall-Flächenelement in eine gewünschte Gestalt zu formen. Es sind verschiedene Metallformungsprozesse verfügbar. Ein Beispiel eines Metallformungsprozesses umfasst einen Vorformungsschritt, gefolgt von einem thermischen Behandlungsschritt und anschließend einem endgültigen Formungsschritt. Das geformte Blechmetall-Flächenelement kann anschließend beispielsweise als ein Teil eines Fahrzeugkarosserieteils verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden hierin Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung offenbart. Ein Beispiel umfasst, dass eine Schwankung in einer kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung ermittelt wird, indem Daten einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten) der Metalllegierung verwendet werden. Ein Quantifizierer für eine Abweichung der lokalen Orientierung wird anschließend durch einen Prozessor einer Maschine zur Elektronenrückstreubeugung verwendet, um die Schwankung in der kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung mit einer Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung zu korrelieren.
Andere Beispiele für Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung werden hierin ebenso offenbart.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Patent- oder Anmeldungsakte enthält zumindest eine Zeichnung, die in Farbe ausgeführt ist. Kopien dieser Patent- oder Patentanmeldungsveröffentlichung mit einer farbigen Zeichnung bzw. farbigen Zeichnungen werden durch das Amt auf Anforderung und unter Zahlung der notwendigen Gebühr zur Verfügung gestellt.
Merkmale und Vorteile von Beispielen der vorliegenden Offenbarung werden durch Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen offensichtlich werden, in denen gleiche Bezugszeichen ähnlichen, wenn auch manchmal nicht identischen, Komponenten entsprechen. Der Kürze halber können Bezugszeichen oder Merkmale mit einer zuvor beschriebenen Funktion in Verbindung mit anderen Zeichnungen, in denen sie erscheinen, beschrieben werden oder auch nicht.
1 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Wert der Vickershärte für eine AA5182-Aluminiumlegierung und der Glühzeit zeigt;
2A bis 2E sind Abbildungen mit Inverspoldarstellung (IPF-Abbildungen) einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD) einer um 15% verformten AA5182-Aluminiumlegierung, die keinem Glühschritt (2A), einem Glühen von 10 Sekunden (2B), einem Glühen von 60 Sekunden (2C), einem Glühen von 180 Sekunden (2D) und einem Glühen von 300 Sekunden (2E) ausgesetzt wurde;
2F ist ein Farbcode für die IPF-Abbildungen von 2A bis 2E;
3 ist ein Diagramm, das Verteilungskurven (D₁, PR₁, RR₁ und R₁) zeigt, welche die Wiederherstellung und die Rekristallisation der AA5182-Aluminiumlegierungsprobe während des Glühens darstellen;
4 ist ein Diagramm, das Verteilungskurven (ND₂, D₂, PR_2-A, PR_2-B und R₂) zeigt, welche die Wiederherstellung und die Rekristallisation einer ausscheidungshärtbaren Metalllegierungsprobe während des Glühens darstellt;
5A ist ein Diagramm, das die Verteilungskurve R₁ von 3 zeigt;
5B ist eine IPF-Abbildung der gesamten AA5182-Aluminiumlegierungsprobe, die für 180 Sekunden bei 350°C geglüht wurde;
5C ist eine IPF-Abbildung eines segmentierten, rekristallisierten Abschnitts der AA5182-Aluminiumlegierungsprobe, die für 180 Sekunden bei 350°C geglüht wurde; und
6 ist ein Diagramm, das die Wiederherstellungskinetik der AA5182-Aluminiumlegierungsprobe zeigt, wobei die Kinetik durch die Veränderung in der lokalen Spitzen-Orientierungsabweichung über der Glühzeit dargestellt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine plastische Verformung einer Metalllegierung kann auftreten, wenn das Metall in eine gewünschte Gestalt geformt wird. Die Verformung kann einen Verlagerungsfluss hervorrufen, der Änderungen oder Schwankungen der kristallographischen Orientierung in lokalisierten Bereichen innerhalb einzelner Körner der Metalllegierung bewirkt. Es wird angenommen, dass die Änderungen oder Schwankungen der kristallographischen Orientierung auftreten, um Gradienten aufzunehmen, die in den Körnern während des Prozesses gebildet werden, der zum Formen/Gestalten des Metalls verwendet wird. Ferner stehen die Änderungen der kristallographischen Orientierung in einem Korn mit einer gespeicherten Versetzungsdichte in Beziehung, und daher können die Orientierungsänderungen als Indikatoren der gespeicherten Arbeit in der Metalllegierung verwendet werden. Unter der Verformung der Metalllegierung kann die gespeicherte Arbeit über ein gesamtes Korn nicht einheitlich sein. Die Information, welche die Orientierungsänderungen in den Körnern betrifft, kann zum Ermitteln des mechanischen Verhaltens (z. B. der Verformbarkeit) der Metalllegierung verwendbar sein.
Es wurde gefunden, dass der Metallformungsprozess zumindest teilweise basierend auf den Wiederherstellungs- und Rekristallisationseigenschaften der Metalllegierung gesteuert werden kann. Während des Metallformungsprozesses kann beispielsweise zumindest teilweise basierend auf der Wiederherstellungseigenschaft der Metalllegierung die Gesamtverlängerung der Legierung erweitert und die Verformbarkeit der Legierung verbessert werden. Man kann sagen, dass die Wiederherstellung der gespeicherten Arbeit in der Metalllegierung dem Zurücksetzen des plastischen Zustands der Legierung zurück in deren anfänglichen Zustand ohne Veränderung der Morphologie der Legierung äquivalent ist. Somit können große plastische Dehnungen der Legierung mit intermittierenden Wärmebehandlungen erreicht werden. Beispielsweise können die erweiterte Gesamtverlängerung und die erhöhte Verformbarkeit erreicht werden, indem ein Schritt bzw. Schritte der thermischen Behandlung (z. B. ein Glühen) zu dem Metallformungsprozess hinzugefügt werden (z. B. zwischen den Stanzvorgängen). Die Wiederherstellung kann jedoch mit der Rekristallisation konkurrieren. Somit kann in einigen Fällen eine vollständige Wiederherstellung der gespeicherten Energie der Metalllegierung nicht möglich sein, wenn die gespeicherte Energie stattdessen durch die Rekristallisation der Legierung verbraucht wird.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben gefunden, dass es sowohl nützlich als auch vorteilhaft ist, den Wiederherstellungszustand der Metalllegierung zu ermitteln oder zu verfolgen und das Einsetzen der Rekristallisation zu erkennen. Diese Informationen können verwendet werden, um beispielsweise einen Formungsprozess auszugestalten, der für diese Metalllegierung spezifisch ist. Der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung und das Einsetzen der Rekristallisation können unter Verwendung der beispielhaften Verfahren, die hierin offenbart sind, ermittelt werden. Jedes dieser Verfahren verwendet Daten einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten), und durch eine visuelle Beobachtung können eine oder mehrere Schwankungen in einer kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung ermittelt werden. Es wurde gefunden, dass eine Verringerung in der Versetzungsdichte, die zu einer Wiederherstellung der Metalllegierung führt, durch ein Abfallen der Schwankungen der Kornorientierung identifiziert werden kann. Die beobachtete Orientierungsschwankung bzw. die beobachteten Orientierungsschwankungen können anschließend (im Gegensatz zur mittleren Orientierung) mit der Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung korreliert werden.
Durch die hierin offenbarten Verfahren kann der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung direkt und mit einer besseren Genauigkeit im Vergleich zu anderen Verfahren ermittelt werden. Beispielsweise können andere Verfahren, welche die Wiederherstellung verfolgen, Daten erzeugen, denen ein entschlüsselbarer Trend fehlt, und der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung kann nicht leicht ermittelbar sein. Bei einem anderen Beispiel dieser anderen Verfahren kann das Einsetzen der Rekristallisation der Metalllegierungsprobe ermittelt werden, indem der Wert der Vickershärte (Hv) der Metalllegierungsprobe gemessen wird, wenn die Probe über der Zeit (in Sekunden) geglüht wird. Ein Diagramm des Werts der Vickershärte einer Metalllegierung über der Glühzeit ist in 1 gezeigt. Der Wert der Vickershärte wurde für das Diagramm unter Verwendung einer CSM-Mikrohärte-Testeinrichtung (CSM-Instruments, Needham Hights, MA) mit einem Vickers-Diamantprüfkörper gemessen. Das Diagramm von 1 zeigt eine Wiederherstellung der Metalllegierung durch eine allmähliche Verringerung in der Härte, wenn das Glühen bis zu ungefähr 180 Sekunden andauert. Zu dieser Zeit fällt die Härte der Metalllegierung plötzlich ab. Es wird angenommen, dass dieses Abfallen in der Härte (die ein plötzliches Weicherwerden der Metalllegierung ist) das Einsetzen der Rekristallisation der Metalllegierung angibt. Obgleich dies anhand der indirekten Härtemessungen nicht offensichtlich ist, wird ferner angenommen, dass das Einsetzen der Rekristallisation vor den 180 Sekunden aufgetreten ist.
Die beispielhaften Verfahren, die hierin offenbart sind, können verwendet werden, um den Wiederherstellungszustand einer beliebigen Metalllegierung zu ermitteln. Diese Verfahren sind insbesondere verwendbar, um den Wiederherstellungszustand von ausscheidungshärtbaren Metalllegierungen zu ermitteln (was kalt aushärtbare Metalllegierungen umfasst). Im Allgemeinen ist die Wiederherstellung einer verformten Metalllegierung durch Versetzung-Versetzungswechselwirkungen und Versetzungsdichten der Legierung bedingt. Ein Weg zum Messen der Wiederherstellung ist es, das Weicherwerden der Legierung unter Verwendung einer Härtetesteinrichtung zu messen, wie es vorstehend beschrieben ist. Für nicht-ausscheidungshärtbare Legierungen basiert die Härte der Legierung zumindest teilweise auf Versetzungs-Versetzungswechselwirkungen, und daher kann ein Verlust an Härte mit Änderungen in diesen Versetzungs-Versetzungswechselwirkungen korreliert werden. Für ausscheidungshärtbare Legierungen basiert die Härte zumindest teilweise auf Versetzungs-Ausscheidungswechselwirkungen. Die Ausscheidungsmorphologie und die Ausscheidungsverteilung ändern sich während des Glühens, wodurch sich die Versetzungs-Ausscheidungswechselwirkungen verändern. Das Testen der Härte dieser Legierungen legt keine Änderungen in den Versetzungs-Versetzungswechselwirkungen offen und identifiziert die Wiederherstellung folglich nicht.
Das Verfahren gemäß den hierin offenbarten Beispielen beruht nicht auf Versetzungs-Ausscheidungswechselwirkungen, und es kann verwendet werden, um die Wiederherstellung der Legierung zu ermitteln, ohne auf ein Testen der Härte angewiesen zu sein. Das bzw. die hierin offenbarten Verfahren sind auf Schwankungen der Kornorientierung fokussiert (die anhand der IPF-Abbildungen beobachtbar sind, die nachstehend in weiterem Detail beschrieben sind), und diese Orientierungsschwankungen stehen mit Änderungen in Gruppen von Versetzungen und Korn-Unterstrukturen in Beziehung. Auf diese Weise kann das Verfahren verwendet werden, um die Wiederherstellung von ausscheidungshärtbaren Metalllegierungen zu ermitteln.
Einige Beispiele von ausscheidungshärtbaren Metalllegierungen, für welche die Beispiele des Verfahrens zum Ermitteln der Wiederherstellung verwendet werden können, umfassen Aluminiumlegierungen (wie beispielsweise Al-Mg-Si-Cu-Legierungen, Al-Cu-Legierungen und Al-Zn-Legierungen), Kupferlegierungen (wie beispielsweise Be-Cu-Legierungen, Zr-Cu-Legierungen, Cu-Ni-P-Legierungen und Cu-Ni-Si-Legierungen) und Magnesiumlegierungen (wie beispielsweise Mg-Sn-Legierungen, Mg-Sm-Legierungen und Mg-Nd-Legierungen).
Ferner kann die Metalllegierung in ein Teil geformt werden, das eine gewünschte Gestalt aufweist, und dies kann unter Verwendung eines Metallformungsprozesses erreicht werden. Bei einem Beispiel umfasst der Metallformungsprozess einen thermomechanischen Behandlungsschritt, für den ein Glühschritt ein Beispiel ist. Der Glühschritt kann zwischen Stanzvorgängen ausgeführt werden. Das geformte Teil kann als ein Kraftfahrzeugteil verwendet werden, wie beispielsweise als ein Karosserieflächenelement oder als ein Strukturteil, und es kann unter Verwendung eines Kraftfahrzeug-Formungsprozesses hergestellt werden. Das Teil kann auf andere Weise für andere Anwendungen verwendet werden, wie beispielsweise für Flugzeuge, Boote, Gebäude, zur Konstruktion usw.
Bei einem beispielhaften Verfahren wird eine Schwankung in der kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung unter Verwendung von EBSD-Daten der Metalllegierung ermittelt. Die EBSD-Daten können mittels einer EBSD-Maschine erhalten werden, die ausgestaltet ist, um die kristallographische Kornorientierung einer Probe zu ermitteln, die in diesem Fall die Metalllegierung ist. Die EBSD-Maschine ist ferner ausgestaltet, um die Kristallographie der Probe zu indizieren und zu identifizieren (z. B. das Kristallgittersystem einschließlich von Raumgruppen, Gittern, Kristallen und dergleichen). Die kristallographischen Informationen können anschließend für eine Abbildung der Kristallorientierung, zur Ermittlung von Kristalldefekten, zur Phasenidentifikation, zur Ermittlung von Korngrenzen und der Morphologie usw. verwendet werden. Bei einem Beispiel ist die ESBD-Maschine ein Rasterelektronenmikroskop (SEM), das mit einem EBSD-Detektor ausgestattet ist, der zumindest einen Phosphorschirm, eine kompakte Linse und einen ladungsgekoppelten Kamerachip (CCD-Kamerachip) für geringe Beleuchtung enthält, der eine beliebige Auflösung aufweist, wie es gewünscht ist. Bei einem Beispiel wird die CCD-Kamera derart ausgewählt, dass sie eine Auflösung von bis zu ungefähr 1600×1200 Pixel aufweist.
Die EBSD-Daten können erhalten werden, indem die Metalllegierungsprobe unter einem geeigneten Winkel in die SEM-Kammer eingesetzt wird, sodass die Probe der CCD-Kamera zugewandt ist. Der Phosphorschirm wird in der SEM-Kammer angeordnet und mit der kompakten Linse gekoppelt, die ein Bild der Metalllegierungsprobe von dem Phosphorschirm auf die CCD-Kamera fokussiert. Elektronen werden in der Metalllegierungsprobe zurückgestreut, und wenn die zurückgestreuten Elektronen aus der Probe austreten, treten sie unter einem Winkel aus, der die Beabstandung der periodischen Atomgitterebenen der Metalllegierungsprobe angibt. Der Austrittswinkel ist als der Bragg-Winkel bekannt. Die Elektronen können die Metalllegierung anschließend verlassen, und dadurch können einige der Elektronen mit dem Phosphor kollidieren und aus diesem austreten, wodurch bewirkt wird, dass dieser fluoresziert.
Die EBSD-Maschine kann auch verwendet werden, um die Kristallorientierung der Metalllegierung zu finden, und dies kann durch eine Rasterung eines Elektronenstrahls der Maschine auf eine vordefinierte Weise (z. B. über ein quadratisches oder hexagonales Gitter) erreicht werden. Die Ergebnisse der Rasterung können verwendet werden, um die kristallographische Kornorientierung, die Mikrotextur und die Morphologie der Metalllegierungsprobe zu beschreiben. Die EBSD-Daten können anschließend verwendet werden, um eine Grafik zu erzeugen, die beispielsweise die Beziehung zwischen dem Flächen- oder Anzahlanteil der Metalllegierungsprobe und einer lokalen mittleren Orientierungsabweichung aufträgt, die einem von einer Vielzahl von ESBD-Rasterpunkten entspricht.
Abbildungen mit Inverspoldarstellungen bzw. Orientierungsdarstellung (IPF-Abbildungen) können anhand von einigen der EBSD-Daten erzeugt werden. Beispiele von EPF-Abbildungen sind in 2A bis 2E gezeigt, und diese Abbildungen zeigen die Schwankungen in kristallographischen Kornorientierungen der Metalllegierungsprobe. Die Abbildungen, die in 2A bis 2E gezeigt sind, wurden unter Verwendung einer AA5182-Aluminiumlegierungsprobe erzeugt (einer Aluminiumlegierung, die Anteile von Mg, Mn, Fe, Si, Cu, Ni, Ti und Zn enthält), die durch einen Stanzvorgang eines Metallformungsprozesses verformt wurde. Die Aluminiumlegierungsprobe wurde durch mechanisches Polieren unter Verwendung einer Diamantpastensuspension vorbereitet, gefolgt von einem Elektropolieren unter Verwendung eines A2-Elektrolyten bei 15 V für 30 Sekunden. Es wurden große Flächen der Aluminiumlegierungsprobe mit einem räumlichen Rasterschritt von ungefähr 0,5 μm abgerastert, und kleinere Flächen der Probe wurden mit einem räumlichen Rasterschritt von ungefähr 0,1 μm erneut abgerastert, um feinere Kornstrukturen der Probe zu überprüfen.
2A ist eine IPF-Abbildung der Probe, die keinem Glühen ausgesetzt war, während 2B bis 2E IPF-Abbildungen anderer Proben sind, die bei 350°C für unterschiedliche Zeiten isothermisch geglüht wurden. 2F stellt die Farbcodierung der Kornausrichtung einer Normalen der Probenebene an einem EBSD-Rasterpunkt der Metalllegierungsprobe dar. Veränderungen der Farbe innerhalb eines einzelnen Korns der Metalllegierung spiegeln Schwankungen der Kornorientierung wider, und diese Schwankungen entsprechen der gespeicherten Arbeit in der Metalllegierung. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann ein Abfallen in einer Schwankung der Kornorientierung eine Verringerung in der Versetzungsdichte und dadurch eine Verringerung in der gespeicherten Arbeit angeben, die zu einer Wiederherstellung führt. Bei einem Beispiel wird bzw. werden die Schwankung(en) in der Kornorientierung ermittelt, indem die Veränderung(en) in der Farbe (d. h. Farbänderungen) innerhalb eines einzelnen Korns unter Verwendung des Farbschlüssels von 2F visuell beobachtet wird bzw. werden. Beispielsweise weist das Korn G₁, das in 2B gezeigt ist, eine Veränderung in der Farbe zwischen Rosa, Blau und Weiß auf, und dies kann eine Schwankung bzw. Schwankungen in der Orientierung der Normalen der Probenebene angeben, die irgendwo zwischen einer (001)-Orientierung und einer (111)-Orientierung liegt bzw. liegen. Das Korn G₂, das ebenso in 2B gezeigt ist, weist eine Veränderung in den Farben Grün und Gelb auf, und dies kann eine Schwankung bzw. Schwankungen in der Orientierung der Normalen der Probenebene angeben, die irgendwo zwischen einer (001)-Orientierung und einer (101)-Orientierung liegt bzw. liegen.
Die Schwankung(en) in der kristallographischen Kornorientierung kann bzw. können anschließend verwendet werden, um den Wiederherstellungszustand der Metalllegierung zu ermitteln. Es wurde gefunden, dass die Wiederherstellung der Metalllegierung während des Schritts bzw. der Schritte mit thermischer Behandlung (z. B. mit Glühen) des Metallformungsprozesses erfolgt. Nachdem sie für eine bestimmte Zeit einem Glühen bei hohen Temperaturen ausgesetzt wurde (z. B. bei oder oberhalb von 350°C für die AA5182-Aluminiumlegierungsprobe), kann die Metalllegierung von einem vollständig wiederhergestellten Zustand zu einem rekristallisierten Zustand übergehen. Wie es in den IPF-Abbildungen von 2B und 2C gezeigt ist, war eine gewisse progressive Wiederherstellung der Metalllegierungsprobe zwischen 10 Sekunden und 60 Sekunden der Glühzeit visuell beobachtbar. Die visuelle Beobachtung der IPF-Abbildung von 2D zeigte, dass eine inhomogene Rekristallisation und ein inhomogenes Kornwachstum der Metalllegierung nach einem Glühen von ungefähr 180 Sekunden auftraten. Eine vollständige Rekristallisation der Metalllegierung war nach einem Glühen von 300 Sekunden offensichtlich (durch visuelle Überprüfung der IPF-Abbildung von 2E), wobei einzelne Körner nicht länger eine Veränderung in der Farbe zeigten. Die Rekristallisation wurde durch eine Kornvergröberung dominiert.
Die Erfinder der vorliegenden Offenbarung haben gefunden, dass der Übergangspunkt zwischen dem Wiederherstellungszustand der Metalllegierung und dem Einsetzen des Rekristallisationszustands (wie er beispielsweise zwischen den IPF-Abbildungen von 2C und 2D gezeigt ist) genau identifiziert werden kann, indem die Wiederherstellung der Metalllegierung quantifiziert wird. Bei einem Beispiel kann die Wiederherstellung unter Verwendung eines Quantifizierers für eine Abweichung der lokalen Orientierung quantifiziert werden, um die Schwankung(en) in der kristallographischen Kornorientierung mit einer Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung zu korrelieren. Der Quantifizierer für die Abweichung der lokalen Orientierung wird ermittelt, indem eine lokale mittlere Orientierungsabweichung (in Grad) an jedem EBSD-Rasterpunkt der Metalllegierung bezüglich einer entsprechenden Referenzorientierung an jedem der EBSD-Rasterpunkte evaluiert wird. Die Evaluierung der lokalen mittleren Orientierungsabweichung wird durch einen Prozessor der EBSD-Maschine oder durch einen mit der EBSD-Maschine funktional verbundenen Prozessor ausgeführt, der die EBSD-Rohdaten empfängt und analysiert. Dieser Prozessor kann in die EBSD-Maschine eingebunden sein (z. B. als ein Mikroprozessor, ein Prozessorchip oder dergleichen), oder er kann Teil einer Computereinrichtung sein, die von der EBSD-Maschine separiert, aber funktional mit dieser verbunden ist. Die Computereinrichtung kann ein Personalcomputer, ein Laptop oder dergleichen sein, und sie kann drahtlos mit der EBSD-Maschine verbunden oder mittels eines Drahts mit der EBSD-Maschine verbunden sein. Ferner ist der Prozessor der EBSD-Maschine ausgebildet, um Computerprogramme auszuführen, die einen computerlesbaren Code oder Anweisungen zum Ausführen der Evaluierung enthalten, wobei der Code/die Anweisungen auf einem zugreifbaren, nicht flüchtigen und computerlesbaren Medium eingebunden sind. Der Prozessor kann ferner anderen computerlesbaren Code ausführen, um andere Schritte der beispielhaften Verfahren auszuführen, die hierin offenbart sind, und diese Schritte werden nachstehend im Detail beschrieben. Bei einem Beispiel führt der Prozessor eine EBSD-Analysesoftware aus, um die lokale mittlere Orientierungsabweichung zu evaluieren. Für die hierin vorgesehenen Beispiele war die verwendete Software eine EDAX-OIM^®-Analysesoftware (Version 5.0), die bei EDAX^® Inc., Mahwah, NJ, kommerziell verfügbar ist.
Bei einem Beispiel wird die lokale mittlere Orientierungsabweichung evaluiert, indem mittels der Ausführung des computerlesbaren Codes durch den Prozessor eine Differenz zwischen einer gemessenen Orientierung und der Referenzorientierung berechnet wird. Mit anderen Worten wird die lokale mittlere Orientierungsabweichung als ein Mittelwert der Abweichung der Orientierung an einem Punkt (d. h. der gemessenen Orientierung) berechnet, der sich innerhalb einer spezifizierten Distanz von der Referenzorientierung an einem Referenzpunkt befindet. Die gemessene Orientierung wird anhand von EBSD-Daten abgeleitet, die durch die EBSD-Maschine beim Testen einer Probe der Metalllegierung erzeugt werden. Da die Berechnung der lokalen mittleren Orientierungsabweichung auf einer Distanz von einem Referenzpunkt basiert, ist das hierin offenbarte Verfahren nicht von den EBSD-Rasterparametern abhängig. Die Referenzorientierung kann bei einem Beispiel als eine mittlere Kernorientierung (oder Kernmittelorientierung) erhalten werden. Wie hierin verwendet, bezieht sich ein ”Kern” auf einen Satz von Punkten einer vorgeschriebenen Größe, die den EBSD-Rasterpunkt von Interesse umgeben, und die Größe des Kerns ist bis zu dem n-ten nächsten Nachbarn festgelegt. Nachbarn zweiter Ordnung (2-ter Ordnung) entsprechen der Größe des Kerns, um die mittlere Orientierung zu berechnen, wobei sich der Ausdruck ”2-te Ordnung” auf die nächsten und übernächsten Nachbarn bezieht, die für die Zwecke der Berechnung der lokalen Abweichung und der mittleren Orientierung in Betracht gezogen werden. Die ”mittlere Kernorientierung” bezieht sich auf die mittlere Orientierung an einem Punkt und an allen seinen Nachbarn in dem Kern, und sie kann in dem durch den Analysecomputer lesbaren Code, der durch den Prozessor ausgeführt wird, als eine lokale Orientierungsstreuung bezeichnet werden. Diese charakterisiert die Orientierungsschwankung in der Nachbarschaft eines Punkts in der Abbildung. Bei anderen Beispielen kann die Referenzorientierung eine mittlere Kornorientierung oder eine Kornorientierung an einem durch einen Benutzer spezifizierten Punkt innerhalb eines Korns sein. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die gespeicherte Arbeit bei einer Verformung über ein gesamtes Korn nicht einheitlich sein. Die allmähliche Veränderung der Orientierung innerhalb eines Korns kann in dem Quantifizierer für die Abweichung der lokalen Orientierung durch die Referenzorientierung in Betracht gezogen werden, die innerhalb des Korns variiert.
Die lokale mittlere Ausrichtungsabweichung kann an jedem Rasterpunkt berechnet werden, und in einigen Fällen kann daher der Datensatz für die Ermittlung der Wiederherstellungszustände groß sein. Die erzeugten Daten liefern Verteilungskurven mit geringem Rauschen, sogar für kleine Rasterflächen. Es versteht sich, dass kleine Rasterflächen im Allgemeinen ausreichend sind, um die Wiederherstellung und die Rekristallisation zu identifizieren, wie es hierin beschrieben ist. Bei einem Beispiel umfasste die verwendete die Rasterfläche für die Ermittlung der Wiederherstellung der AA5182-Aluminiumlegierung Flächenrasterungen von 400 × 250 Quadratmikrometern. Es versteht sich jedoch, dass Flächenrasterungen von 100 × 100 Quadratmikrometern (die ungefähr 20 Körner enthalten können) ausreichend sein können, um die Spitzen-Abweichungswinkel der Orientierung genau zu erhalten, die nachstehend beschrieben sind.
Nachdem die lokale mittlere Orientierungsabweichung jedes Rasterpunkts berechnet ist, trägt der Prozessor, der einen geeigneten computerlesbaren Code ausführt, einen Flächenanteil der lokalen mittleren Orientierungsabweichung an jedem der EBSD-Rasterpunkte auf. Ein Beispiel dieses Diagramms ist in 3 gezeigt. Das Diagramm wurde unter Verwendung der EBSD-Daten für die AA5182-Aluminiumlegierung erzeugt, die wiederum eine ausscheidungshärtbare Metalllegierung ist. Ferner umfasst dieses Diagramm mehrere Kurven, wobei eine dieser Kurven die Metalllegierung in einem verformten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen D₁ bezeichnet), eine andere Kurve die Metalllegierung in einem teilweise wiederhergestellten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen PR₁ bezeichnet), eine noch andere Kurve die Metalllegierung in einem teilweise wiederhergestellten Zustand und das Einsetzen der Rekristallisation repräsentiert (mit dem Bezugszeichen RR₁ bezeichnet) und eine Kurve die Metalllegierung in einem vollständig rekristallisierten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen R₁ bezeichnet).
Wie es in 3 gezeigt ist, wurde die Kurve D₁ erzeugt, nachdem eine Vorformung von 15% erfolgte, und nach null Sekunden Glühzeit (d. h., dass die teilweise verformte Metalllegierung keinem Glühen ausgesetzt wurde). Da dem System keine Wärme hinzugefügt wurde, repräsentiert die Kurve D₁ die Metalllegierung in dem vollständig verformten Zustand nach dem anfänglichen Stanzvorgang des Formungsprozesses. Die Kurve PR₁ wurde nach ungefähr 60 Sekunden Glühzeit erzeugt (wobei das Glühen bei 350°C ausgeführt wurde), und das Einleiten der Wärme durch den Glühschritt löst die Wiederherstellung der Metalllegierungsprobe aus. Nach einem weiteren Glühen (z. B. einem Glühen von 180 Sekunden bei 350°C) wurde die Kurve RR₁ für die Metalllegierungsprobe erzeugt, die noch weiter wiederhergestellt ist (d. h., dass ein vergrößerter Flächenanteil der Wiederherstellung existiert). Die Metalllegierung ist an diesem Punkt vollständig wiederhergestellt (d. h., dass sie ihre maximale Wiederherstellung erreicht hat). Wie hierin verwendet, bezieht sich eine ”vollständige Wiederherstellung” oder ”komplette Wiederherstellung” der Metalllegierung auf die maximal mögliche Wiederherstellung der Metalllegierung vor der Rekristallisation. Es versteht sich, dass die maximal mögliche Wiederherstellung der Metalllegierung vor der Rekristallisation in einigen Fällen nicht die vollständige Zurücksetzung der Metalllegierung in ihren anfänglichen, nicht verformten Zustand sein kann. Die maximal mögliche Wiederherstellung der Metalllegierung kann beispielsweise 95% betragen, was kurz vor einem vollständigen Zurücksetzen der Metalllegierung in ihren anfänglichen Zustand ist. In diesem Fall wird die maximal mögliche Wiederherstellung von 95% jedoch als eine volle oder komplette Wiederherstellung angesehen.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist dann, wenn die Metalllegierungsprobe durch die Wiederherstellungskinetik dominiert wird, ein breites Maximum oberhalb von ungefähr 0,5 Grad vorhanden (z. B. in der Kurve PR₁).
Das Einsetzen der Rekristallisation ist in der Kurve RR₁ durch das zusätzliche Maximum oder die Markierung B in der Kurve offensichtlich (d. h. durch einen erhöhten Flächenanteil der Rekristallisation), dass bzw. die für diese Probe bei ungefähr 0,2 Grad auftritt (d. h. bei dem Winkel an dem zusätzlichen Maximum in der Kurve RR₁). In 3 repräsentiert die Kurve R₁ eine vollständige Rekristallisation der Metalllegierungsprobe, und diese tritt nach ungefähr 300 Sekunden Glühzeit bei 350°C auf. Die vollständige Rekristallisation dieser Metalllegierungsprobe ist bei ungefähr 0,3 Grad gezeigt (d. h. bei dem Winkel an dem Maximum in der Kurve R₁). Die bimodale Natur sowohl der Kurve RR₁ als auch der Kurve R₁ veranschaulicht den abnehmenden Flächenanteil der Wiederherstellung und den zunehmenden Flächenanteil der Rekristallisation. Die integrierte Fläche für die niedrigsten Maxima der lokalen Orientierungsabweichung entspricht der Fläche der Rekristallisation. Es wird angenommen, dass diese Statistiken robust genug sind, um eine unterscheidbare Signatur für einen kleinen Flächenanteil der Rekristallisation zu liefern.
Ein Beispiel eines Diagramms des Flächenanteils der lokalen mittleren Orientierungsabweichung an jedem EBSD-Rasterpunkt einer anderen Metalllegierung ist in 4 gezeigt. Für dieses Diagramm wurden EBSD-Daten (durch die EBSD-Maschine) für eine kalt aushärtbare Metalllegierung erhalten; speziell für eine Al-Mg-Si-Cu-Legierung, die Anteile von Fe, Mn, Cr, Ti und Zn enthielt. Die lokale mittlere Orientierungsabweichung wurde auf dieselbe Weise berechnet, wie sie vorstehend für die AA5182-Aluminiumlegierung beschrieben ist. 4 umfasst mehrere Kurven, wobei eine dieser Kurven die Metalllegierung in einem verformten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen D₂ bezeichnet), eine andere Kurve die Metalllegierung in einem teilweise wiederhergestellten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen PR_2-A bezeichnet), eine noch andere Kurve die Metalllegierung in einem teilweise wiederhergestellten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen PR_2-B bezeichnet) und eine noch andere Kurve die Metalllegierung in einem vollständig rekristallisierten Zustand repräsentiert (mit dem Bezugszeichen R₂ bezeichnet). 4 umfasst auch eine weitere Kurve, welche die Metalllegierung vor der Vorverformung repräsentiert, und diese Kurve ist mit dem Bezugszeichen ND₂ bezeichnet.
Wie es in 4 gezeigt ist, wurde die Kurve D₂ erzeugt, nachdem eine Vorformung von 15% erfolgte, und nach null Sekunden Glühzeit (d. h., dass die teilweise verformte Metalllegierung keinem Glühen ausgesetzt wurde). Da dem System keine Wärme hinzugefügt wird, repräsentiert die Kurve D₂ die kalt aushärtbare Metalllegierungsprobe in dem vollständig verformten Zustand nach dem anfänglichen Stanzvorgang des Formungsprozesses. Die Kurve PR_2-A wurde nach ungefähr 60 Sekunden Glühzeit erzeugt (wobei das Glühen bei 410°C ausgeführt wurde), und das Einleiten der Wärme durch den Glühschritt löst die Wiederherstellung der Metalllegierungsprobe aus. Nach einem weiteren Glühen (z. B. einem Glühen von 180 Sekunden bei 410°C) wurde die Kurve PR_2-B für die Metalllegierungsprobe erzeugt, die noch weiter wiederhergestellt ist (d. h., dass eine Verringerung in dem Spitzen-Abweichungswinkel der Orientierung vorliegt). Wie es in 4 gezeigt ist, liegt dann, wenn die Metalllegierungsprobe durch die Wiederherstellungskinetik dominiert wird, ein breites Maximum oberhalb von ungefähr 0,5 Grad vor (z. B. in der Kurve PR₂).
In 4 repräsentiert die Kurve R₂ eine vollständige Rekristallisation der kalt aushärtbaren Metalllegierungsprobe, und diese trat nach ungefähr 20 Minuten Glühzeit bei weiterhin 410°C auf. Daten, die dem Einsetzen der Rekristallisation entsprechen, wurden für die kalt aushärtbare Metalllegierung nicht erhalten; es ist jedoch bekannt, dass das Einsetzen der Rekristallisation der kalt aushärtbaren Metalllegierung ungefähr bei der Markierung von 5 Minuten liegt. Die vollständige Rekristallisation dieser Metalllegierungsprobe ist bei ungefähr 0,3 Grad gezeigt (d. h. bei dem Winkel an dem Maximum in der Kurve R₂). Die Kurve R₂, welche die vollständige Rekristallisation angibt, weist ein einziges Maximum und keine Wiederherstellungsinformationen auf.
Nachdem die lokale mittlere Orientierungsabweichung evaluiert worden ist, wie vorstehend beschrieben ist, identifiziert der Prozessor, der einen geeigneten computerlesbaren Code ausführt, einen Abweichungswinkel θ der lokalen Orientierung an jeden der EBSD-Rasterpunkte. Zu Zwecken der Darstellung wurde der Abweichungswinkel θ der lokalen Orientierung für jedes der Maxima der Kurven D₁, PR₁, RR₁ und R₁ (in 3 gezeigt) identifiziert, die anhand der EBSD-Rohdaten für die AA5182-Aluminiumlegierungsprobe (d. h. für eine ausscheidungshärtbare Metalllegierung) erzeugt wurden, die getestet wurde. Es versteht sich, dass die Identifizierung des Abweichungswinkels θ der lokalen Orientierung und schließlich die Quantifizierung der Wiederherstellung ebenso unter Verwendung der Daten ausgeführt werden können, die anhand des Diagramms erzeugt wurden, das in 4 für die kalt aushärtbare Metalllegierungsprobe gezeigt ist.
Bei einem Beispiel identifiziert der Prozessor θ_Referenz, einen Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die AA5182-Aluminiumlegierung in dem verformten Zustand. Dieser ist durch das Maximum der Kurve D₁ in 3 gezeigt. Der Prozessor identifiziert auch θ_{Wiederherstellung}, einen Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die Metalllegierung in einem zumindest teilweise wiederhergestellten Zustand. θ_{Wiederherstellung} ist durch das Maximum der Kurve PR₁ in 3 gezeigt. Es wurde gefunden, dass eine zumindest teilweise Wiederherstellung der Metalllegierung auftritt, wenn θ_{Wiederherstellung} kleiner als θ_Referenz ist. Der Prozessor identifiziert ferner θ_{Rekristallisation}, einen Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die Metalllegierung, wenn diese vollständig rekristallisiert ist. θ_{Rekristallisation} ist durch das Maximum der Kurve R₁ in 3 gezeigt. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die Metalllegierung bei dem Einsetzen der Rekristallisation teilweise wiederhergestellt und teilweise rekristallisiert. In diesem Fall weist die Kurve RR₁ in 3 zwei Maxima auf; eines, das den Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für eine teilweise Wiederherstellung der Metalllegierung repräsentiert, und das andere, das den Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für eine teilweise Rekristallisation der Metalllegierung repräsentiert. 5A ist eine Reproduktion der Kurve RR₁ von 3, wobei das Maximum für die Wiederherstellung und das Maximum für die Rekristallisation klar gezeigt sind. 5B ist eine IPF-Abbildung, welche die gesamte getestete Metalllegierungsprobe zeigt und welche den Wiederherstellungsanteil der Metalllegierung umfasst. 5C ist eine andere IPF-Abbildung, welche den segmentierten, rekristallisierten Anteil der Metalllegierung zeigt. Die Segmentierung entspricht den Rasterpunkten in der Probe mit einer lokalen Orientierungsabweichung kleiner als 0,3 Grad. Wie in diesen Abbildungen gezeigt ist, wurden die rekristallisierten Körner mit einer relativ guten Genauigkeit erfasst, zumindest teilweise deshalb, da das rekristallisierte Korn minimale Veränderungen in der Orientierung aufweist, wie es durch das Fehlen von Farbveränderungen/Farbgradienten gezeigt ist. Ferner ist bekannt, dass die Rekristallisation ganze Körner überspannt, und in 5B stellt die Segmentierung ganze Körner wieder her. Dies kann visuell beobachtet werden, indem die Korngrenzen der segmentierten Bereiche der Abbildung mit den entsprechenden Korngrenzen von unsegmentierten Bereichen der Abbildung verglichen werden.
Der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung kann durch eine Ausführung von computerlesbarem Code mittels des Prozessors quantifiziert werden, indem eine Skalierung der Wiederherstellung unter Verwendung von θ_Referenz und θ_{Wiederherstellung} als zwei Extrema der Skalierung erzeugt wird. Diesen Winkeln kann eine Bezeichnung zugeordnet werden, die einen Wiederherstellungsfortschritt oder einen Prozentanteil der Wiederherstellung angibt. Als ein Beispiel kann θ_Referenz mit ”keine Wiederherstellung” auf der Skala bezeichnet werden, und θ_{Wiederherstellung}, das die maximal mögliche Wiederherstellung repräsentiert (wie sie vorstehend definiert wurde), kann auf der Skala mit ”wiederhergestellt” bezeichnet werden. Als ein weiteres Beispiel kann θ_Referenz auf der Skala 0% der Wiederherstellung sein, und θ_{Wiederherstellung}, das die maximal mögliche Wiederherstellung repräsentiert, kann auf der Skala 100% der Wiederherstellung sein. Bei einem Beispiel kann die Skalierung, die den Daten in 3 entspricht, θ_Referenz enthalten, das 0% der Wiederherstellung auf der Skala repräsentiert und bei einem Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung von ungefähr 1 Grad liegt, sowie θ_{Wiederherstellung}, das 100% der Wiederherstellung auf der Skala repräsentiert und bei einem Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung von ungefähr 0,5 Grad liegt. Die Skala würde anschließend für eine prozentuale Wiederherstellung festgelegt werden, die in die Skalierung zwischen 1 Grad und 0,5 Grad fällt. Wenn ein Spitzen-Abweichungswinkel der lokalen Orientierung beispielsweise derart gemessen werden würde, dass er ungefähr 0,75 Grad beträgt, dann würde die prozentuale Wiederherstellung basierend auf der Skala ungefähr 50% betragen.
Sobald der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung quantifiziert worden ist, kann eine optimale Wärmebehandlung während der Metallformung für eine maximale Verwendung der Wiederherstellung identifiziert werden. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem kinetische Daten der Wiederherstellung bezüglich einer plastischen Dehnung unter Verwendung der Spitzen-Orientierungsabweichungsdaten (z. B. des Spitzen-Abweichungswinkels der lokalen Orientierung) erzeugt werden. Bei einem Beispiel können die kinetischen Daten erhalten werden, indem der Spitzen-Abweichungswinkel der Orientierung über der Glühzeit aufgetragen wird, wie es in 6 gezeigt ist. Wie es in 6 dargestellt ist, nehmen die Spitzen-Abweichungswinkel der Orientierung, die dem Modus der Verteilung entsprechen, bezogen auf die Glühzeit exponentiell ab. Es kann ein Sättigungspunkt ermittelt werden, welcher der größten möglichen Glühzeit entspricht, oberhalb derer eine sehr geringe verwendbar Wiederherstellung möglich ist. Mit anderen Worten ist der Sättigungspunkt ein Punkt, an dem die Metalllegierung wiederhergestellt ist, ohne dass eine Rekristallisation auftritt. Somit kann der Sättigungspunkt verwendet werden, um das Ende einer verwendbaren Wiederherstellung zu identifizieren. Anhand von 6 tritt der Sättigungspunkt bei ungefähr 0,52 Grad auf, der ungefähr 180 Sekunden Glühzeit entspricht. Für diese Probe könnte anschließend eine ähnliche Metalllegierung für ungefähr 180 Sekunden geglüht werden, um die Wiederherstellung ohne Rekristallisation zu begrenzen. Es wird angenommen, dass die Glühtemperatur unter Verwendung der kinetischen Daten gesteuert werden kann. Bei einem Beispiel können die kinetischen Daten verwendet werden, um eine optimale Glühtemperatur zu ermitteln, indem eine Kurve ähnlich derjenigen, die in 6 gezeigt ist, konstruiert wird. Für diese Kurve würde die Glühzeit konstant bleiben, und die Temperatur kann variiert werden. Das Plateau oder die Sättigung der Werte für die Abweichung der lokalen Orientierung würde eine optimale Glühtemperatur für eine gegebene Glühzeit angeben.
Ein anderes Verfahren zum Ermitteln des Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung wird nun hierin beschrieben. Das Verfahren kann verwendet werden, um den Wiederherstellungszustand einer plastisch gedehnten Metalllegierung zu ermitteln; wie beispielsweise einer solchen, die beispielsweise durch einen Stanzvorgang oder einen ähnlichen Vorformungsprozess vorgeformt wurde. Das Verfahren umfasst, dass EBSD-Daten der Metalllegierung erhalten werden und dass anhand der Daten eine Schwankung in Kornorientierungen der Metalllegierung identifiziert wird. Die EBSD-Daten können von der EBSD-Maschine erhalten werden, wie vorstehend beschrieben ist, und die Schwankung in den Kornorientierungen kann anhand der IPF-Abbildungen und der EBSD-Daten identifiziert werden.
Durch den Prozessor der EBSD-Maschine wird der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung an jedem von einer Vielzahl von EBSD-Rasterpunkten identifiziert, indem die Schwankung in den Kornorientierungen mit einer Referenzorientierung an jedem Rasterpunkt verglichen wird. Anschließend wird ein Flächenanteil für die Abweichungswinkel der lokalen Orientierung an jedem der Rasterpunkte aufgetragen und anhand des Diagramms ermittelt, dass eine zumindest teilweise Wiederherstellung bezüglich der plastischen Dehnung der Metalllegierung aufgetreten ist. Diese Verfahrensschritte können mittels der Prozesse ausgeführt werden, die zuvor für das andere beispielhafte Verfahren beschrieben sind. Beispielsweise kann ein Vergleich zwischen den Kurven in dem Diagramm durchgeführt werden. Eine teilweise Wiederherstellung kann identifiziert werden, wenn der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung an dem Maximum der entsprechenden Kurve kleiner als der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung an dem Maximum der entsprechenden Kurve bei der nicht wiederhergestellten Metalllegierung ist (d. h. bei der verformten Metalllegierung). Eine Kurve mit zwei Maxima gibt an, dass die Rekristallisation begonnen hat, und eine vollständige Wiederherstellung (ohne Rekristallisation) tritt unmittelbar vor dem Erscheinen des zweiten Maximums auf.
Obgleich die beispielhaften Verfahren, die vorstehend beschrieben sind, unter Verwendung der AA5182-Aluminiumlegierung demonstriert wurden, versteht es sich, dass die Verfahren für eine beliebige Metalllegierung ausgeführt werden können, wie es vorstehend erwähnt ist. Ferner wird angenommen, dass die Quantifizierung der Wiederherstellung bezüglich der plastischen Dehnung einer Metalllegierung noch weiter entwickelt werden kann, z. B. durch Verstehen/Studieren der Beziehung zwischen den Schwankungen der Kornorientierung und der Besetzungsdichte, welche die Wiederherstellung charakterisiert.
Obgleich verschiedene Beispiele im Detail beschrieben wurden, ist es für Fachleute offensichtlich, dass die offenbarten Beispiele modifiziert werden können. Daher soll die vorstehende Beschreibung als nicht einschränkend angesehen werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer Metalllegierung, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Schwankung in einer kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung ermittelt wird, wobei das Ermitteln unter Verwendung von Daten einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten) der Metalllegierung durchgeführt wird; und durch einen Prozessor einer Maschine zur Elektronenrückstreubeugung ein Quantifizierer für eine Abweichung der lokalen Orientierung verwendet wird, um die Schwankung in der kristallographischen Kornorientierung der Metalllegierung mit einer Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung zu korrelieren; wobei die Metalllegierung eine ausscheidungshärtbare Metalllegierung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metalllegierung von einer ausscheidungshärtbaren Aluminiumlegierung, einer ausscheidungshärtbaren Kupferlegierung und einer ausscheidungshärtbaren Magnesiumlegierung ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verwenden des Quantifizierers für die Abweichung der lokalen Orientierung ausgeführt wird, indem: durch den Prozessor eine lokale mittlere Orientierungsabweichung an jedem von einer Vielzahl von EBSD-Rasterpunkten der Metalllegierung bezüglich einer Referenzorientierung an jedem der Vielzahl von EBSD-Rasterpunkten evaluiert wird; und durch den Prozessor ein Abweichungswinkel θ der lokalen Orientierung an jedem von der Vielzahl der EBSD-Rasterpunkte identifiziert wird; wobei das Verfahren nach dem Evaluieren ferner umfasst, dass durch den Prozessor ein Flächenanteil der lokalen mittleren Orientierungsabweichung an jedem von der Vielzahl der EBSD-Rasterpunkte der Metalllegierung aufgetragen wird, wobei die EBSD-Rasterpunkte einen Rasterpunkt dafür, dass sich die Metalllegierung in einem verformten Zustand befindet, und einen anderen Rasterpunkt dafür umfassen, dass sich die Metalllegierung in einem zumindest teilweise wiederhergestellten Zustand befindet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Identifizieren des Abweichungswinkels θ der lokalen Orientierung umfasst, dass θ_Referenz, der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die Metalllegierung in einem verformten Zustand, und θ_{Wiederherstellung}, der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die Metalllegierung in dem zumindest teilweise wiederhergestellten Zustand, identifiziert werden; und wobei das Verfahren ferner umfasst, dass: ermittelt wird, dass eine zumindest teilweise Wiederherstellung der Metalllegierung aufgetreten ist, wenn das θ_{Wiederherstellung} kleiner als das θ_Referenz ist; und durch den Prozessor der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung quantifiziert wird, indem eine Skala der Wiederherstellung unter Verwendung des θ_{Wiederherstellung} und des θ_Referenz erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Auftragen des Flächenanteils der lokalen mittleren Orientierungsabweichung eine Kurve erzeugt, die eines umfasst von: einem einzelnen Maximum für θ_{Rekristallisation}, einen Abweichungswinkel der lokalen Orientierung, der eine Rekristallisation der Metalllegierung bezeichnet; einem anderen einzelnen Maximum für θ_{Wiederherstellung}, einen Abweichungswinkel der lokalen Orientierung, der größer als θ_{Rekristallisation} ist, ein Abweichungswinkel der lokalen Orientierung, der eine Rekristallisation der Metalllegierung bezeichnet; oder zwei Maxima, wobei eines der zwei Maxima einen Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für eine teilweise Wiederherstellung der Metalllegierung repräsentiert und wobei ein anderes der zwei Maxima einen Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für eine teilweise Rekristallisation repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Auftragen des Flächenanteils der lokalen mittleren Orientierungsabweichung jede der Kurven erzeugt und wobei das Verfahren ferner umfasst, dass: θ_Referenz identifiziert wird, ein Abweichungswinkel der lokalen Orientierung für die Metalllegierung in einem verformten Zustand; durch den Prozessor der Wiederherstellungszustand der Metalllegierung quantifiziert wird, indem eine Skalierung der Wiederherstellung unter Verwendung von θ_Referenz als 0% Wiederherstellung und θ_{Wiederherstellung} als 100% Wiederherstellung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Evaluieren der lokalen mittleren Orientierungsabweichung ausgeführt wird, indem durch den Prozessor eine Differenz zwischen einer gemessenen Orientierung und der Referenzorientierung berechnet wird, wobei die Referenzorientierung eine mittlere Kernorientierung, eine mittlere Kornorientierung oder eine Kornorientierung an einem durch einen Benutzer spezifizierten Punkt innerhalb eines Korns ist; und wobei das Verfahren ferner umfasst, dass kinetische Daten der Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung unter Verwendung von Spitzen-Abweichungsdaten der Orientierung erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metalllegierung ein Kraftfahrzeugteil ist, das durch einen Kraftfahrzeugteil-Formungsprozess geformt wird.
Verfahren zum Ermitteln eines Wiederherstellungszustands einer plastisch gedehnten Metalllegierung, wobei das Verfahren umfasst, dass: Daten einer Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten) der Metalllegierung erhalten werden; anhand der EBSD-Daten eine Schwankung in Kornorientierungen der Metalllegierung identifiziert wird; durch einen Prozessor einer Maschine zur Elektronenrückstreubeugung, welche die EBSD-Daten erzeugt, ein Abweichungswinkel einer lokalen Orientierung an jedem von einer Vielzahl von Rasterpunkten in der EBSD identifiziert wird, indem die Schwankung in Kornorientierungen mit einer Referenzorientierung an jedem von der Vielzahl der Rasterpunkte in den EBSD-Daten verglichen wird; durch den Prozessor ein Flächenanteil für die Abweichungswinkel der lokalen Orientierung jedes von der Vielzahl der EBSD-Rasterpunkte aufgetragen wird; und anhand des Diagramms ermittelt wird, dass zumindest eine teilweise Wiederherstellung der Metalllegierung bezüglich einer plastischen Dehnung aufgetreten ist; wobei die Metalllegierung eine ausscheidungshärtbare Metalllegierung ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei: das Identifizieren der Abweichungswinkel der lokalen Orientierung ausgeführt wird, indem durch den Prozessor eine Differenz zwischen einer gemessenen Orientierung und der Referenzorientierung berechnet wird, wobei die Referenzorientierung eine mittlere Kernorientierung, eine mittlere Kornorientierung oder eine Kornorientierung an einem durch einen Benutzer spezifizierten Punkt innerhalb eines Korns ist; das Ermitteln umfasst, dass: die Schwankung in den kristallographischen Kornorientierungen der Metalllegierung durch den Prozessor korreliert wird, indem die Schwankung der zumindest teilweise wiederhergestellten Metalllegierung mit einer Schwankung in den kristallographischen Kornorientierungen einer beliebigen der Metalllegierung in einem nicht wiederhergestellten Zustand oder der Metalllegierung in einem vollständig wiederhergestellten Zustand verglichen wird; die Daten der Elektronenrückstreubeugung (EBSD-Daten) der Metalllegierung zu vorbestimmten Zeiten erhalten werden, nachdem die Metalllegierung einem thermomechanischen Behandlungsschritt ausgesetzt wird; und der thermomechanische Behandlungsschritt einen Glühschritt umfasst.