镍基超合金微观结构的EBSD表征
图1:使用ARGUS成像探测器获得的物相衬度图,显示至少4个不同的物相。在物相边界处存在许多小的析出物。EBSD / EDS同步测量的结果如图2和图5所示。
镍基超合金因其出色的机械强度、耐热蠕变变形、耐疲劳、耐腐蚀或氧化而广为人知。因此，它们通常是用于燃气轮机和航空发动机的高温结构的首选材料。表征其微观结构的特性对于机械性能的控制至关重要。此外,从第二相析出物(ɣ”,亚硝酸盐、碳化物)加强固体溶液和析出相是实现高温强度的关键,因此,加强过程中形成的未知析出物的表征至关重要。
在此应用示例中,我们揭示了EDS辅助EBSD测量在不同阶段(包括精细沉淀物)成功识别和标定方面的重要性。测量区域在图1中的物相衬度图上可见(使用ARGUS™疯牛病探测器获取)。从安格斯图像中可以推断出许多精细析出物(碳化物)和其他3个不同物相的存在。结合EBSD / EDS测量时,空间分辨率为50纳米的步长大小。EBSD结果如图2、5和6所示。使用EDS和EBSD同步测量法确定了四个物相:镍(基质),镍铝,镍钨和碳化钽。
这项测试的挑战是成功地将碳化物与镍基质相区分。两者都具有立方fcc结构,因此会产生非常相似的衍射模式(参见图3和4)。为此,EDS辅助EBSD离线标定更正了数据。结果如图5所示。
图2:未处理的EBSD物相图。所有物相都是使用EDS和EBSD组合测试确定的。镍基相以红色显示,NiAl以蓝色显示,TaNiC显示为黄色,此类显示为绿色。标定率是97%。EBSD不能轻易区分碳化物和镍相,因为它们具有相似的晶格参数,导致类似的衍射模式(见图3和图4)。因此,在EBSD标定过程中需要EDS帮助。由于EDS与EBSD同步测量,因此无需SEM即可离线更正物相数据。
图3:镍基相的晶体学信息,立方fcc结构,具有晶胞和相应的球形菊池花样(运动学模拟)。
图4:钽镍碳化相的晶体学信息,立方氯化钠结构,具有晶胞和相应的球形菊池花样(运动学模拟)。
图5:EDS辅助的EBSD物相图:所有物相在EDS的协助下被区分。标定率为98.6%,无误标,精细的碳化物的识别得到妥善解决。EDS辅助EBSD标定可以在扫描电镜中在线或离线进行测量,允许随时更正物相完成测量,而无需在扫描电镜上花费额外的测试时间。