Integranular segregation of sulfur in nickel due to a flux of quenched-in vacancies

Abstract

We studied intergranular segregation of sulfur in quenched nickel; this phenomenon caused by a return to equilibrium of the metal containing thermal vacancies, results in an intergranular brittleness of the region beneath the surface (250 μm). In opposition to the effects of equilibrium segregation of sulfur, nickel presents a maximum deformation capacity while the failure stress drops so much more the temperature annealing is high. From SEM observations, we calculated the sulfur intergranular concentration in the brittle regions and its diffusion constant in the presence of thermal vacancies. This last value conforms with the value extracted from AES sulfur superficial segregation studies on the same material Nous avons etudie la segregation intergranulaire du soufre dans le nickel trempe; ce phenomene, resultant d'un retour a l'equilibre du metal contenant a l'origine des defauts de trempe, provoque une fragilite intergranulaire limitee a environ 250 μm sous la surface. Contrairement aux effets de la segregation d'equilibre du soufre, le nickel garde sa capacite de deformation, alors que la contrainte a la rupture chute d'autant plus que le recuit est effectue a temperature elevee. A partir des observations effectuees au MEB, nous avons calcule la concentration intergranulaire du soufre dans la zone fragile et son coefficient de diffusion en presence des defauts de trempe. La valeur obtenue est voisine de celle calculee a partir des resultats obtenus en surface par spectrometrie Auger sur le meme materiau