ニッケル系超合金の微細構造評価

図1:ARGUSイメージング検出器で得られた位相コントラスト画像は、少なくとも4つの異なる相を示しています。位相境界に多数の微細な析出物が存在する点に注意してください。EBSD/EDSの同時測定の結果を図 2 および 5 に示します。

ニッケル系超合金は、優れた機械的強度、熱クリープ変形、疲労、腐食または酸化に対する耐性で知られています。そのため、ガスタービンや航空エンジンを使用した高温構造用途に適した材料であることが多いです。それらの微細構造の特性評価は、機械的特性を制御するために重要です。さらに、高温強度を達成するためには、固体溶液および二次相析出物(ɣ', 窒化物, 炭化物)からの析出強化が必要です。したがって、強化プロセス中に形成された未知の沈殿物を決定することが重要です。

このアプリケーション例では、微細な析出物を含む様々な相の同定およびインデックス化する上で、EDSが支援するEBSD測定の重要性を示します。測定された領域は図1の位相コントラスト画像(ARGUS™ BSE検出器で取得した画像)に表示されます。ARGUS画像から、多数の微細析出物(カーバイド)と他の3つの異なる相の存在を推測することができます。EBSD/EDSの組み合わせ測定を、炭化物を分解するために50 nmのステップサイズの空間分解能で行いました。EBSD の結果は、図 2、5、および図 6 に示されています。EDSとEBSDの組み合わせ測定を用いて、ニッケル(マトリックス)、ニッケルアルミニウム、ニッケルタングステン、炭化タンタルの4つの相を特定しました。

この分析における課題は、ニッケルマトリックス相と炭化物を正常に区別することです。どちらも立方体のfcc構造を持っているため、非常によく似た回折パターンを生成します(図3および4を参照)。この目的のために、EDS 支援 EBSD インデックス作成によってマップがオフラインで修正されました。結果を図5に示しします。