Prakt. Met. Sonderband 51 (2017) 19}
| Korn und Phasengrenzen:
Korn und Phasengrenzen sind Gefügebestandteile die inhärent atomare Dimensionen aufweisen]
und aufgrund der geringen Fremdatomanteile die signifikante Eigenschaftsveriinderungen
bereits bei geringen Fremdatomkonzentrationen zeigen. Deshalb entziehen sie sich
üblicherweise der quantitativen Analyse mit elektronenmikroskopischen Methoden. Hier besitzt
die Atomsonde mit ihrer außerordentlich niedrigen Nachweisgrenze yon Fremdatomen nahezu
' eine Monopolstellung und mit FIB basierten Methoden können die spezifisch zu untersuchenden]
| Grenzflächen direkt aus dem Gefüge entnommen werden. Diese ist im weitgehend durch die
pe Zahlstatistik der Messung begrenzt, was praktisch zu einer Nachweisgrenze im 10 ppm Bereich
Fagen ie führt. Es kommt an Grenzflichen jedoch zu leichten Verzerrungen der Abbildung in der
Mili Atomsonde, wodurch die Grenzflachenbereiche in den Daten etwas verbreitert aufscheinen.
dy Dies lässt eine direkte Messung der Konzentration an Fremdatomen nicht zu, sondern es wird
ww ak die Menge der Fremdatome pro Flacheneinheit in at/nm’ angegeben. Diese kann mit hoher
de riser; Genauigkeit bestimmt werden und ist repräsentativ für den Segregationzustand. Bei lokalen}
Ungleichgewichten ist es LA. aber möglich das Segregationsprofil zur Grenzfläche hin zu
bestimmen. Eine volle Monolage an Segregation stellt bei Metallen typ. 10 — 20 at/nm’ dar,
wobei technisch relevante Mengen an Fremdatomen auch im Bereich < 1 at/nm’ sein konnen.
In Abb. 5 a ist exemplarisch die Atomsondenanalyse der Segregation zu einer Korngrenze in
einer Ni-Basis Superlegierung zu sehen, die mehrere Aspekte der Methode vereint ‘'”l, Bei dieser
Legierung (Allvac® A718 plus) ist beispielsweise beobachtet worden, dass es bei SchweiBungen
zu HeiBrissen kommt. Die Legierung weist gegenüber konventionellen Legierungen einen
Erhöhten Gehalt an B und P auf, welche Korngrenzendiffusion unterbinden. Die Zugabe von
geringen Mengen an C verminderte die Anfälligkeit auf Heißrisse signifikant, was die Frage
nach dem dahinterstehenden Mechanismus aufwarf. Atomsondenmessungen ergaben, dass nach|
Abkühlung aus der Schweißhitze in der C legierten Variante kaum mehr C an den Korngrenzen
x. worhanden war als in der unlegierten Variante. Die Menge an B und P war jedoch merklich
: ja | reduziert. Eine Analyse der Assoziation der Atome im inneren des Korns zeigte, dass sich der C
5 stattdessen mit B und P in kleinsten Clustern verbindet und so die fir die
Ungleichgewichtssegregation verantwortlichen Leerstellen abbindet.’
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Abb. 5: Quantifizierung der Korngrenzensegregation in Allvac® A 718. Atomsondentomographie zeigt, dass die
Zugabe von C die Diffusion. von B maßgeblich beeinflusst)
