Grain Boundary Control During High Temperature Low Cycle Fatigue

Abstract

Conspicuous microstructural changes were observed for a variety of metallic materials during elevated temperature cyclic deformation, owing to grain growth, grain boundary motion and reorientation of the grain boundaries under 45° with respect to the stress axis. These phenomena are associated with an obvious change of microtexture and orientation correlation between neighbouring grains. The current investigation focused on the evolution of microstructure and microtexture during high temperature low cycle fatigue in pure nickel. The orientations of the individual grains were determined by means of the electron backscattering diffraction technique in a scanning electron microscope. The spatial arrangement of the grain boundaries was measured using optical microscopy. The results are discussed with regard to the effect of grain boundary character on the propensity for grain boundary damage by motion and alignment.

Résumé

Nous avons observé des changements microstructurels visibles pour une variété de matériaux métalliques au cours d'une déformation cyclique à température élevée, dû à la croissance des grains, au mouvement des joints de grains et à la réorientation des joints de grains à moins de 45° par rapport à l'axe de la contrainte. Ces phénomènes sont associés à un changement évident de la microtexture et de la corrélation d'orientation entre les grains adjacents. La présente étude est centrée sur l'évolution de la microstructure et de la microtexture d'une fatigue cyclique basse à haute température dans du nickel pur. Nous avons déterminé l'orientation individuelle des grains au moyen de la technique de diffraction rétrograde des électrons dans un microscope electronique à balayage. Nous avons mesuré l'organisation spatiale des joints de grains en utilisant la microscopie optique. Nous discutons les résultats en considerant les effets du caractère des joints de grains sur la tendance d'endommagement des joints de grains cause par le mouvement et l'alignement.