随着整体化石燃料供应，可以使用更多的燃油效率驱动器。当汽车的重量减少10％时，燃油效率提高了6％至8％，温室气体排放也降低。通过使用轻质结构材料，可以减轻重量。亚博网站下载
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图1所示。TWIP钢的定向图显示在变形过程中引入的双界限
汽车设计师面临的挑战是，开发制造工艺和材料，不仅要减轻重量，还要具备满足碰撞安全测试所需的强度。亚博网站下载此外，这必须在不增加车辆成本超过指定水平的情况下完成。
与现有解决方案的比较
需要测量键微结构参数以便使用和开发轻质的结构材料并优化生产和制造过程。亚博网站下载现有解决方案包括以下内容：
- 晶粒尺寸的测量使用光学显微镜需要特定的合金化学蚀刻。蚀刻时，所有的晶界可能都不可见。此外，化学品的使用有特殊的处理和处理要求。
- 相分布是用电子或光学显微镜确定的。这些测量通过测量的灰度级推断相位，而不是提供直接的成分和结构测量。为了显示所有相的存在，可能需要多次化学蚀刻处理。
- 传统的单晶取向测量是通过透射电子显微镜(TEM)完成的。TEM分析需要专家的样品制备技术、工具和专业知识。方位测量通常是手动进行的，限制了可以收集的测量值的数量。
- 织构，即样品中的期望取向，是由x射线衍射(XRD)确定的。用XRD进行织构测量并不提供特定空间的取向测量，而是测量体积下样品的整体取向。
- 塑性应变，即施加载荷时晶粒取向的变化，通常用透射电镜测量。TEM的分析范围受到限制。透射电镜样品的直径通常为3mm，样品部分足够薄，TEM分析小于此。由于缺乏自动测量，数据收集受到进一步的限制。
相反，电子背散射衍射(EBSD)提供了一个快速和自动化的解决方案来确定轻量化材料微观结构。EBSD的好处包括:
- 利用离散取向测量法直接测量晶粒尺寸，以消除模糊的晶界确定误差。
- 还可以检测特定的晶界类型，如相变取向关系或孪晶界，以帮助理解热处理或变形过程。
- 通过使用能量分散光谱（EDS）使用EBSD和化学成分来确定结晶结构，可以直接测量相分布。Chiscan，EBSD和EDS用于相位映射的联合使用，即使对于复杂的轻质材料，也提供精确的相位分布，例如先进的钢和Al-Si铸件。亚博网站下载
- 直接测量晶体取向和纹理。对合金的自动测量速度可达每秒1400点，可快速收集具有统计意义的数据集。可以很容易地得到可视化方位空间分布的地图。同时获得纹理信息，消除了额外分析时间的需要。
- 可以通过低于0.1°的取向精度值获得直接测量塑性菌株。定向精度数据能够更好地优化和了解在用于将轻质材料集成到汽车设计中的成型和制造工艺期间有效的变形过程。亚博网站下载对1x1厘米的区域的自动分析使得能够在大面积和横截面上可视化变形，以了解如何变形和塑性应变在材料内分布。
微量分析结果
减轻汽车重量的关键结构材料是铝、钢和镁亚博网站下载合金。虽然钢的密度是三种合金中最高的，但它的成形性和力学性能使其适合用于碰撞保护。采用连续退火和微合金化或其他热机械加工方法，已开发出密度较低的先进高强度钢。
由此产生的材料在减轻重量和确亚博网站下载保安全方面都显示出了更高的韧性和强度。孪生诱导塑性(TWIP)钢是先进工程钢的一个实例。TWIP钢与传统钢相比，在碰撞中吸收更多的能量，同时保持稳定性和强度。这是由于在碰撞过程中发生的变形孪晶，增加了材料的屈服强度。
见图1， EBSD测量变形前后钢的组织和孪晶界，以改善和优化加工条件。
双相钢中存在双相组织，双相钢具有较高的强度和较好的成形性。为了优化生产时的热处理，EBSD测量相分布如图所示图2．
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图2。双相钢的EBSD图像质量图显示双工微观结构。
与钢相比，铝具有更大的减重潜力。需要考虑的一个主要因素是成形性。冲压作为一种制造技术，受到被加工材料晶体结构的影响。可通过加工参数控制纹理，以提高成形性。发动机缸体采用铸造铝合金可大大减轻重量。开发用于高温应用的新合金需要测定和测量这些合金在铸造时和在发动机罩高温下使用时所产生的相。
镁提供低密度和高强度的有吸引力的组合。此外，必须克服制造挑战，以便有用。通常锻造镁合金具有（0001）纹理，产生各向异性材料。亚博网站下载
变形镁的取向图如图所示图3．需要改进成形性。为了了解变形、合金化速率和温度对成形性的影响，从而使镁成为一种可行的轻质材料，EBSD使用。
将新的轻质结构材料集成到汽车设计中，要求这些可靠地与常规材料连接在一起。亚博网站下载安全或强度不得受到这种加入损害，并且应该具有成本效益。EBSD数据有助于优化加入过程以产生高质量的关节。
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图3。变形镁的取向图显示(0001)织构。
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