大多数金属都是由许多晶体组成的。晶粒之间相互接触的边界表面，称为晶粒边界（简称晶界）。原子在每个晶粒内呈有序排列，但相邻晶粒之间的原子排列取向不同。因此，将晶粒连接在一起的晶界上的原子，必须与某一个晶粒上的原子对齐，所以其排列呈现序状态。也就是说，可以说是其处于高能状态。通过回转接头的市场表现可以看出，其有着极强的生命力和强有力的号召力。


当使用适当的蚀刻剂蚀刻用于观察晶相组织结构的显微观察样品时，晶界被溶解，从而可以清晰地看到每个晶粒，由此可以理解，晶界的能级状态更高。


这种化学腐蚀停留在表层，不会再进一步发展，但在一定条件下加热时，会引起晶界化学成分的变化，而在腐蚀环境中则会发生选择性腐蚀。这种现象见于SUS304等奥氏体不锈钢。其原因如下所示。


不锈钢之所以不易生锈，是因为表面会形成一层钝化膜，而为了现这一点，铬的存在是必不可少的。不锈钢通常需要12～13%以上的铬，而晶间腐蚀中，会导致问题的是钢材中的碳含量。


碳具有易于与铬结合形成碳化铬的性质。不锈钢在500～850℃的温度范围内加热一定时间后会形成碳化铬，具体则取决于碳含量。用时比较短的温度在750℃左右，含碳量为006%，据说不到1分钟，而500℃则需要几百小时。





碳化铬主要是在晶界上生成。碳化铬助于形成钝化膜。因此，会沿着晶界出现没有钝化膜的不锈钢表面。当处于这种状态的不锈钢暴露在腐蚀环境中时，腐蚀会沿着晶界进行。这一现象称为“晶间腐蚀”。发生晶间腐蚀的SUS304的截面照片如【图1】所示腐蚀的原理是电池的形成，有钝化膜的部分变成正极，没有钝化膜的部分变成负极，从而导致晶间腐蚀不断进行。








作为防止晶间腐蚀的对策，需要采取如下措施。将加工为比较终形状的不锈钢材料加热到1000℃以上，让碳化铬溶解，依靠来自其他部位的铬扩散，使其移动到晶界位置，再用水对其进行速冷却，进行“固溶处理”。


经过防晶间腐蚀处理后的不锈钢材料在进行焊接等高温加工时，又会发生晶间腐蚀，所以比较好避免这种使用方式。当需要用于此类用途时，应使用碳含量较低的SUS304L或SUS316L（003%C）。


碳素钢不会发生晶间腐蚀，但是高强度铝（含百分之几铜的合金）有可能发生。