An investigation of the nucleation of creep cavities by 1 MV electron microscopy

• Published in: Acta metallurgica 1975-01, Vol.23 (4), p.415-424
• Main Authors: Fleck, R.G, Taplin, D.M.R, Beevers, C.J
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(75)90081-4

Under constant strain rate conditions (~10 −3 hr −1) at 873 K intergranular cavities were observed by optical microscopy to form in a copper base alloy of grain size 16 /gmm average diameter at a tensile strain of about 0.2. Transmission electron microscopy at 1 MV demonstrated that cavity nucleation was associated with grain boundary particles. In particular, it was observed that cavities nucleated on one side of the particles and that the cavities were polyhedral in the very early stages of growth. The relationship between the particle size and the size of the cavity nucleated at the particle is discussed as is the frequency of cavities as a function of particle dimensions and inter-particle spacing. Constant load tests were carried out on material of 530 μm. grain size to determine the relationship between cavity nucleation and grain boundary sliding. It was established that a critical sliding displacement existed for nucleation (54 ± 5 × 10 −10° m). This nucleation criterion is discussed in terms of the build-up of a dislocation network, the effective length of the dislocation pile-up at a particle and the various models for cavity nucleation by grain boundary sliding. On a observé en microscopie optique la formation de cavités intergranulaires pour une déformation en traction d'environ 0,2, dans un alliage à base de cuivre (dont le diamètre moyen des grains était 16 μm) que l'on déformait à 873 K avec une vitesse constante (~10 −3 hr −1). La microscopie électronique en transmission à 1 MV a montré que la germination des cavités était liée á des particules situées aux joints de grains. On a observé en particulier que les cavités germaient d'un côté des particules et qu'elles avaient la forme de polyèdres dans les tout premiers stades de la croissance. On discute la relation entre la taille d'une particule et celle de la cavité qui germe sur elli, ainsi que la fréquence des cavités en fonction des dimensions des particules et di luir espacement. On a effectué des essais sous charge constante avec des matériaux dont la taille de grains était de 530 /gmm, pour déterminer la relation entre la germination des cavités et le glissement aux joints de grains. On a montré l'existence d'un glissement critique pour la germination (54 ± 5 × 10 −10 m). On discute ensuite des relations entre ce critère de germination et la formation d'un réseau de dislocations, la longueur effective de l'empilement de dislocations sur une particule, et les différents modèles de germi