The Segregation of Iron in Tungsten

Segregation and solution of iron is followed up on a commercial WFe dilute alloy by measuring electrical resistivity, thermopower and — on the fracture surface — AES. The thermopower measures practically only the solute iron concentration in this alloy. At the same time the excess electrical resistivity is sensitive mostly to the concentration of grain boundaries and the AES measures the iron accumulated on the surface of the grain boundaries. According to these measurements grain boundary segregation occurs at temperatures where the bulk diffusion is negligible yet. So this segregation can be explained only by moving grain boundaries, which “sweep over” the crystallites, accumulating the iron atoms. It turned out that only a part of the iron segregated onto the grain boundaries, the larger part segregated onto the second phases, although their total surface is about ten times less. Supposing a state close to the equilibrium, the heats of segregation is estimated to be 50 and 100 to 120 kJ/mol for segregation to grain boundaries and to second phases, respectively. Die Segregation und die Losung von Eisen werden durch die Messung des elektrischen Widerstandes, der Thermokraft und der AES auf der Bruchflache einer diinnen kommerziellen WFe-Legierung untersucht. Die Thermokraft zeigt praktisch nur die Konzentration des gelosten Eisens in dieser Legierung an. Zur gleichen Zeit reagiert der elektrische Zusatzwiderstand hauptsachlich empfindlich auf die Konzentration der Korngrenzen und die AES mist das Eisen, welches sich auf der Flache der Korngrenzen sammelt. Diese Mesergebnisse zeigen, das die Ausscheidung des Eisens an den Korngrenzen bei solchen niedrigen Temperaturen stattfindet, bei denendie volumen-diffusion vernachlassigt werden kann. Diese Ausscheidung des Eisens kann dadurch erklart werden, das die Korngrenzen wahrend ihrer Bewegungen die sich in den Korninneren befindlichen Eisenatome sammeln. Weiterhin zeigen die Mesergebnisse, das nur ein kleiner Teil des Eisens sich an den Korngrenzen ausscheidet, der gros ere Teil mus sich anf den zweiten Phasen aus-scheiden, obwohl ihre Gesamtflaehe ungefahr zehnmal kleiner ist. Ein Zustand in der Nahe des Gleichgewichts vorausgesetzt, betragt die Ausscheidungswarme fur die Ausscheidungen an Korngrenzen bzw. auf zweiten Phasen 50 bzw. 100 bis 120 kJ/mol.