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Synchrotron Sub-μ X-ray Tomography of Kirkendall Porosity in a Diffusion Couple of Nickel-Base Superalloy and Nickel after Annealing at 1250 °C

  • Kirkendall porosity that forms during interdiffusion in a diffusion couple of nickel-base superalloy CMSX-10 with pure nickel is investigated. The diffusion experiments are conducted at a temperature of 1250 °C, where the strengthening ƴ'-phase ist partially dissolved. The porosity is studied by X-ray sub-μ tomography with a spatial resolution of about 0.35³ μm³ at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble, France. It is found that depending on the distance from the interface the Kirkendall pores take different shapes: octahedral, rounded pyramidal, drop shaped, dendritic, pear shaped, and joint shapes. Such a variety of pore morphologies indicates a complex multistage process of porosity nucleation and growth under vacancy supersaturation of different degrees. The experimental findings are interpreted on the basis of the results of diffusion modeling. It is shown that the kinetics of porosity growth is essentially influenced by the dissolution of the ƴ'-phase.

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Metadaten
Autoren/innen:A. Epishin, B. Camin, L. Hansen, A. Chyrkin, Gert Nolze
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Advanced Engineering Materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Materialographie, Fraktographie und Alterung technischer Werkstoffe
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley Online Library
Erste Seite:2001220
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Diffusion; Nickel alloys; Porous materials; Synchrotron radiations; Three-dimensional tomographies
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialien und Stoffe
DOI:https://doi.org/10.1002/adem.202001220
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-521476
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:22.02.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.02.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM