Analyse EBSD - Principe et cartographies d’orientations

Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour mesurer des orientations locales au sein d’une microstructure. L’une d’entre elles est devenue un outil très répandu dans les laboratoires universitaires et industriels : la diffraction des électrons rétrodiffusés (Electron BackScatter Diffraction, EBSD) dans un microscope électronique à balayage (MEB). Depuis les années 1990, avec une version entièrement informatisée, on peut tracer des cartographies d’orientations (reconstruction de la microstructure à partir de la mesure des orientations cristallographiques) et des phases.

À partir de ces cartographies, une multitude de données sont accessibles, en plus de la texture cristallographique elle-même : distribution des joints de grains, gradients d’orientations intragranulaires, etc. Les analyses de structures de déformation, de recristallisation, de transformation de phases et de croissance de grains s’en trouvent largement facilitées.

L’analyse de la texture peut être locale, mais aussi globale, c'est-à-dire comparable à celle estimée par diffraction des rayons X ou des neutrons, à condition de considérer un nombre suffisant de grains.

La qualité relative des diagrammes de diffraction est une donnée importante, puisqu’elle peut être un indicateur de l’écrouissage du matériau et un moyen d’estimer la fraction de grains vierges de dislocations dans un matériau partiellement recristallisé. Une analyse fine de ces diagrammes permet d’accéder à la mesure de déformations élastiques et plastiques.

Cet article présente l’EBSD, ses possibilités et des exemples de résultats obtenus sur des matériaux métalliques. Son complément [M 4 139] décrit notamment des exemples de résultats obtenus lors de quelques études de recristallisation et de croissance de grains. Il montre aussi l’intérêt d’un couplage entre l’EBSD et la simulation, pour mieux appréhender les mécanismes microstructuraux mis en jeu. Enfin, l’estimation d’une texture globale, ainsi que celle des déformations élastiques et plastiques, sont aussi abordées.