Quantitative description of Kirkendall's effect in bonded joints of Ni3Al alloy and nickel

Performed are the qualitative and quantitative metallographic examinations of bonded joints of the Ni3Al alloy on intermetallic phase matrix with pure Ni executed by means of electron beam. To simulate the working conditions for joints of this type, the samples were annealed at temperature of 1140°C for 48 h, 96 h and 192 h. There were observed structures typical for bonded joints: a polycrystalline native material, narrow heat affected zone and a weld area. An equiaxial polycrystalline structure of joint was disclosed after annealing. In the joint area was discovered occurrence of voids (i.e. Kirkendall's Effect), what confirms a vacancy nature of atomic diffusion in Ni3Al-Ni joints. Changes of shape and size of Kirkenadall's voids in the weld area are described by means of stereological parameters.

---

Przeprowadzono badania metalograficzne jakościowe i ilościowe połączeń spajanych ze stopu na osnowie fazy międzymetalicznej Ni3Al z czystym Ni wykonanych za pomocą wiązki elektronowej. W celu symulacji warunków pracy tego typu połączeń próbki były wyżarzane w temperaturze 1140 °C przez 48 h, 96 h 192 h. Obserwowano struktury typowe dla połączeń spajanych: polikrystaliczny materiał rodzimy, wąską strefę wpływu ciepła oraz obszar spoiny. Po wyżarzaniu ujawniono równoosiową strukturę polikrystaliczną złącza. Stwierdzono, również występowanie pustek w obszarze złącza (tzw. Efekt Kirkendall'a), co potwierdza wakansowy charakter dyfuzji atomów w połączeniu Ni3Al-Ni. Za pomocą parametrów stereologicznych opisano zmiany kształtu i wielkości pustek Kirkendall'a w obszarze spajania.