吉鈦焊材AWSCWI焊接檢驗師陳憲正

日本焊接協會不銹鋼問與答:  引出下篇討論不銹鋼碳化鉻-晶界腐餘-S.S.C.

Q-8 304L或316L型母材，碳含量最大限制在0.03%以下。我也知道這限制在防止銲接時產生敏感化。但相對於AWS A5.4 E308L-16或E316L-16銲接填料金屬，例如允許達0.04%的碳，是否為銲接金屬受敏感化影響較小，或者所知的填料金屬無法製造更好才規定碳最大值為0.04%呢？

A-8 鉻及碳在不銹鋼內會形成一系列的碳化物。而碳化物在大多數的不銹鋼會造成近似Cr23C6化學式的問題，雖然有些鉻原子若呈現是被鐵及鉬所取代。由於一個碳原子幾乎結合四個鉻原子所以是一種危險的碳化物，且因碳原子比鉻原子擴散更加迅速。在不銹鋼母材，這類碳化物會沿著晶界(粒)而形成。當金屬在480-870℃的範圍中達到峰值溫度時，則會造成嚴重的問題。經常在銲接熱影響區的一部分在這範圍達到峰值溫度。

碳的原子比鐵、鉻及鎳的原子小非常的多，在這個溫度擴散很快，致對碳化物而言整個晶粒為碳的來源。但鉻是個大的原子擴散慢，所以僅非常靠近晶界的晶粒部分對碳化物為鉻的來源，其結果造成鄰近晶界之缺鉻區。因此，在侵略性的環境，在這個區域會優先腐蝕。當腐蝕的媒介溶化靠近晶界的材料時，晶粒發生進一步的腐蝕。這種現象就叫敏感化。

對應的銲接金屬(母材304L為308L，316L為316L)，一般含一些肥粒鐵。當緊接著的銲道加熱至敏感化的溫度範圍，它提供替換物到晶界，即碳化鉻的析出。而替換物就是肥粒鐵本身。在顯微的尺度上，鉻比基地為沃斯田鐵富含幾個百分比的肥粒鐵。所以碳化物在肥粒鐵比在晶界更易形成。因在鉻中比沃斯田鐵中更快，致含肥粒鐵的這類銲接金屬稍有或無敏感化的問題。敏感化對不含肥粒鐵母材的HAZ具較大的問題。因此，它在正確的技術上允許低碳的銲接金屬比低碳的母材含較多的碳。