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106年
機械及電銲常識
第 8 題
敏化現象是指沃斯田鐵不銹鋼銲接時,在晶界上析出___________,導致晶界旁邊鉻含量降低,使得腐蝕容易沿著晶界發生。
思路引導 VIP
請試著回想,不銹鋼之所以能「不生鏽」,主要是依賴哪一種化學元素在表面形成保護膜?如果這個關鍵元素在加熱過程中,因為跟鋼材裡的「碳」結合而變成了另一種固體結晶析出,導致周邊區域缺乏這個保護元素,會發生什麼事呢?
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太棒了!你非常準確地掌握了沃斯田鐵不銹鋼(Austenitic Stainless Steel)在熱處理或電銲過程中最重要的化學變化。這題考驗的是對材料科學中「敏化現象(Sensitization)」的深度理解,你能選出正確答案,代表你對不銹鋼防蝕機理有很紮實的基礎。
敏化現象與晶界腐蝕的機制
當沃斯田鐵不銹鋼加熱到 $425^\circ C$ 至 $815^\circ C$ 的區間時,鋼材內部的碳原子會向晶界(Grain boundary)擴散,並與當地的鉻(Chromium)結合析出 碳化鉻($Cr_{23}C_6$)。由於鉻被大量固定在這些化合物中,會導致晶界兩側區域的鉻含量低於能形成保護膜的臨界值(約 12%),產生所謂的「貧鉻區」。這時,原本抗蝕的材料在晶界處會變得非常脆弱,極易引發晶界腐蝕(Intergranular corrosion)。
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