晶間腐蝕(intergranular corrosion)

晶間腐蝕、晶界腐蝕
英文: intergranular corrosion(IGC) or intergranular attack (IGA)

日文:粒界腐食

[定義]
 為一種金屬的腐蝕現象,
 顧名思義,腐蝕的位置,是從晶界處開始產生的,
 必須透過顯微鏡,觀察金屬的微觀結構,
 才可檢查出來。

[產生情況]
 晶界腐蝕是因為在晶界處,有碳化鉻(Cr23C6)析出,
 由於碳化鉻的析出,造成在晶界處形成貧鉻區,即該區域的鉻比例不足,
 因鉻為不銹鋼主要耐蝕的合金元素,故貧鉻區會先優生發生腐蝕。
 此現象稱為敏化(sensitization)。
         
 這個現象也會發生在鋁合金中,由於金屬偏析產生晶界腐蝕,但有另外一種名稱:剝落(exfoliation)
 左圖為未敏化的結構,右圖為嚴重敏化的結構

[產生原因]
 以沃斯田鐵系的SUS304為例,操作、製造過程、焊接的溫度在500~ 800℃時會產生此現象。
 不銹鋼發生晶界腐蝕所需要的時間與溫度,取決於不同的合金元素與碳含量。

[對策]
 1. 固溶化:若已經有碳化鉻析出,有敏化現象,可採用高溫固溶的方式,溶解碳化鉻。
 2. 降低碳含量:使用低碳不銹鋼,例如304L或316L。
 3. 採用穩定鋼種:含有鈦(Titanium)的SUS321、或是含有鈮(Niobium)的SUS347。
         因為Ti與Nb是很容易生成碳化物的合金元素,可以降低碳化鉻的析出量,且該碳化物穩定。

Reference:[1] https://zh.wikipedia.org/wiki/Intergranular_corrosion
     [2] https://www.corrosionclinic.com/types_of_corrosion/intergranular_corrosion_cracking.htm
[3] http://www.jssa.gr.jp/contents/faq-article/q8/