Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 269-275 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002503026900

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

F. Ferhat, G. Saindrenan et D. Roptin

E.N.S.M., 1 rue de la Noé, 44072 Nantes Cedex 03, France

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.

Résumé
Nous avons étudié la ségrégation intergranulaire du soufre dans le nickel trempé ; ce phénomène, résultant d'un retour à l'équilibre du métal contenant à l'origine des défauts de trempe, provoque une fragilité intergranulaire limitée à environ 250 μm sous la surface. Contrairement aux effets de la ségrégation d'équilibre du soufre, le nickel garde sa capacité de déformation, alors que la contrainte à la rupture chute d'autant plus que le recuit est effectué à température élevée. A partir des observations effectuées au MEB, nous avons calculé la concentration intergranulaire du soufre dans la zone fragile et son coefficient de diffusion en présence des défauts de trempe. La valeur obtenue est voisine de celle calculée à partir des résultats obtenus en surface par spectrométrie Auger sur le même matériau.

PACS
6475 - Solubility, segregation, and mixing.
6170B - Interstitials and vacancies.
6630J - Diffusion, migration, and displacement of impurities in solids.
6220M - Fatigue, brittleness, fracture, and cracks.
8130M - Precipitation.
8140N - Fatigue, embrittlement, and fracture.
8140G - Other heat and thermomechanical treatments.

Key words
annealing -- Auger effect -- brittleness -- diffusion in solids -- nickel -- quenching thermal -- scanning electron microscope examination of materials -- segregation -- sulphur -- vacancies crystal -- quenched in vacancies -- intergranular segregation -- intergranular brittleness -- surface -- deformation -- failure stress -- SEM -- diffusion constant -- thermal vacancies -- AES -- Ni:S