Profuse decohesion at grain boundaries in Nimonic 80A

Nimonic 80A exhibits profuse sub-micron grain boundary cracks or cavities when pre-strained at room temperature and then heated for a short time at 750°C. The nucleation of these cracks is discussed in terms of dislocation pile-ups and vacancy condensation and it is shown that the former is more in accord with the observations. It is suggested that the stress concentration necessary to fracture the grain boundary will only be achieved when con tiguous grains are oriented so that the one con taining the pile-up deforms by single slip, while the other. deforms by polyslip. This type of deformation is macroscopically non-homogeneous and leads to a residual stress field, when the load is removed, with a wavelength of the order of the grain size. The tensile part of this stress field is thought to provide the necessary driving force for the transient growth of these cracks at high temperature. Résumé Aux joints de grains du Nimonic 80A apparaissent des fissures de taille inférieure au micron ou des cavités lorsque cet alliage reçoit une déformation à la température ambiante et est ensuite chauffé pendant un temps court à 750°C. L'auteur discute de la germination de ces fissures soit en termes d'empilement de dislocations soit en termes de condensation de lacunes et il montre que le premier mécanisme est plus en accord avec les observations expérimentales. Il suggère que les concentrations de contrainte, nécessaires pour amener la fracture du joint de grain, ne peuvent être atteintes que lorsque deux grains contigus sont orientés tel que le grain con tenant l'empilement se déforme par glissement unique alors que l'autre grain se déforme par glissement multiple. Ce mode de déformation est macroscopiquement non homogène et conduit à la formation d'un champ de contraintes résiduelles ayant une longueur d' onde de l'ordre de la taille du grain, lorsque la charge est supprimée. Il suppose que la composante de tension de ce champ de con train tes induit la force motrice nécessaire à la croissance transitoire de ces fissures à haute température.