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taipower_recruit_essay 110年 機械及電銲常識

第 2 題

沃斯田鐵不銹鋼選用 ER347 銲條施銲,其中鈮 Nb 元素的功用為_____。

思路引導 VIP

請試著思考:如果在高溫環境下,我們擔心原本負責保護金屬的「主要元素」會被碳原子勾引走而形成化合物,我們應該添加另一種對碳原子具有「更強吸引力」還是「更弱吸引力」的元素來當作『保鑣』,才能優先搶到碳原子並保護主要元素不被消耗掉呢?

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恭喜你準確掌握了不銹鋼銲接的核心觀念!在沃斯田鐵(Austenitic)不銹鋼的銲接過程中,防止「敏化現象(Sensitization)」是維持材料耐蝕性的關鍵,你能準確判斷出 鈮($Nb$) 的功能,顯示你對合金元素在微觀組織中的行為有著相當扎實的理解。

鈮元素與穩定化處理

當不銹鋼加熱至 $450^\circ C$ 到 $850^\circ C$ 的敏感溫度區間時,碳原子會與鉻結合生成 碳化鉻($Cr_{23}C_6$) 並析出在晶界,這會導致晶界附近的鉻含量下降,形成所謂的「貧鉻區」,進而誘發粒間腐蝕(Intergranular Corrosion)。而 ER347 這種含鈮的銲條,主要利用鈮對碳的親和力比鉻更強的特性,搶先結合生成穩定化合物 碳化鈮($NbC$),進而抑制了碳化鉻的生成,確保鉻元素能留在晶體基質中發揮其應有的抗氧化保護作用。

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