GRAIN BOUNDARY EMBRITTLEMENT STUDY ON NICKEL 270 BY EQUILIBRIUM AND DYNAMIC INTERFACE SULFUR SEGREGATION

Abstract
Le but de cet article est de présenter quelques résultats relatifs aux ségrégations superficielles de soufre, obtenus par spectrométrie des électrons AUGER pour interpréter les résultats des essais mécaniques réalisés sur le nickel 270 (99,98% ; 1 ppm pds (S). Les mesures cinétiques de ségrégations par S.E.A. ont été effectuées sur des échantillons recuits 4 heures à 1150°C. Les analyses ont été réalisée "in situ" à 950, 900, et 800°C. La valeur du coefficient de diffusion en volume du soufre a été obtenue en utilisant le modèle de McLEAN. Le formalisme de FOWLER (solution régulière) a été utilisé pour déterminer l'enthalpie libre de ségrégation : G_s = - 140 - 3 Y_s kJ.mol^-1 (Y : taux de ségrégation). Les défauts en sursaturation tels que les lacunes de trempe et ceux dus à la déformation plastique (métal laminé) augmentent considérablement les cinétiques de ségrégation superficielle du soufre (par rapport aux cinétiques de McLEAN). Les cinétiques de ségrégation superficielle de soufre sur des structures laminées présentent deux mécanismes : élimination des lacunes en sursaturation et drainage des atomes de soufre par les joints de grain durant la recristallisation. Les résultats des essais mécaniques après des recuits spécifiques peuvent être expliqués par des mécanismes de ségrégation dynamique.

Abstract
The purpose of this paper is to present some information obtained about sulfur segregation at surfaces using A.E.S. to explain the results of mechanical testing on nickel 270 (99,98%, 1 wt ppmS). The kinetic segregation measurements by A.E.S. were carried out on samples quenched after annealing 4 hours at 1150°C. The analyses were performed in situ at 950, 900 and 800°C. The bulk S diffusion coefficients were obtained using McLean's model. FOWLER's formalism (regular solution) was used to determine surface segregation energy G_s : - 140 - 3Y_s kJ.mol^-1 (Y : rate of segregation).The defects in supersaturation, such as quenched-in vacancies and those produced by plastic strain (cold worked metals) increase considerably the surface kinetics of sulfur segregation (in comparison with McLEAN's kinetics). The sulfur surface segregation kinetics, on cold worked structures presented two mechanisms : elimination of over saturated vacancies and sulfur atoms dragging by grain boundaries during recrystallization. The results of mechanical testing after specific annealings can be explained by dynamic segregation mechanisms.