镍基合金上的热障涂层通过EBSD和EDS联用分析进行表征

图1:通过ARGUS™探测器获取的物相衬度图显示样品中存在至少4种不同的相。请注意在相界处存在大量细小的析出相。EBSD/EDS联用测量结果展示在图2和图5中。

镍基合金以其优异的机械强度、抗热蠕变变形、抗疲劳、抗腐蚀或抗氧化性能而闻名。因此,它们通常是用于燃气轮机和航空发动机等高温结构应用的首选材料。微观结构的表征对于控制机械性能至关重要。此外,通过固溶强化和第二相(如γ'相、氮化物、碳化物)的析出强化是实现高温强度的必要条件,因此,在强化过程中确定形成的未知析出相至关重要。

在本应用实例中,我们展示了EDS辅助EBSD测量在成功识别和标定复杂未知相(包括纳米析出相)中的重要作用。图1为测量区域的物相衬度图(该图像由ARGUS™ BSE探测器采集),各物相清晰可见。从ARGUS图像可以推断出存在大量细小析出相(碳化物)以及其他3种不同的相。为了分辨碳化物,进行了空间分辨率为50nm步长的EBSD/EDS联用测量。EBSD结果展示在图2、图5和图6中。通过EDS和EBSD联用测量,识别出了4种相:Ni(基体)、NiAl、NiW和Ta0.5Ni0.5C。

在这项分析中面临的挑战是如何成功地区分碳化物与镍基体相。二者都具有立方面心立方(FCC)结构,因此会产生非常相似的衍射图案(见图3和图4)。为此,通过EDS辅助的EBSD标定对图谱进行了离线校正。结果展示在图5中。