ＳＵＳ４２０Ｆの粒界腐食について

Question

下記の件につきましてご教授頂けますでしょうか。
小径シャフト（形状３φ×２１　材質ＳＵＳ４２０Ｆ）の真空焼き入れ（加熱１０３０℃窒素ガス中冷却　焼き入れ硬度ＨＶ７００程度）を行っています。
焼き入れ後は、荒バレル（一日）→研削→仕上げバレル（一日）→研削ですがその後ピンホールが発見されました。
材料メーカーの調査結果では粒界腐食と言われました。
（以下調査結果）
調査結果
ピンホール部の断面を観察したところ粒界腐食状を呈している。
ピンホール近傍は正常な組織で粒界腐食等の異常は認められない。
メーカー考察
断面観察よりピンホール部は粒界腐食と考える。
粒界腐食の発生原因は焼き入れ時に粒界クロム炭化物析出によりマトリックスのクロムが欠乏して耐食性を損なったことによる。
シャフト焼き入れ時の異物付着やシャフトの重なり等により、その部分の冷却が遅くなり粒界に炭化物を析出させ、この析出度合とその後の環境によって粒界腐食が発生したとの回答でした。

今ひとつ納得できなくご相談させていただきました。

以下に疑問点上げます。
１．粒界腐食の現象としてこのような１ｍｍ（径１ｍｍ深さ１ｍｍ程度）程度のピンホールとして現れるものか。
２．ピンホール近傍は正常な組織で粒界腐食等の異常は認められないのにすぐ近くでは起きるのか。などなど。
何か他に考えられる物、経験などあればご教授下さい。
よろしくお願いいたします。

Answer

基本的に、ゆういちさんの意見に同意します。確かに粒界腐食はSUS420において発生しやすく、またオーステナイト系のSUSと比較しますと酸化もしやすいのは確かですが粒界腐食でφ1.D1のような瑕疵が起こることは非常に奇異です。窒素雰囲気中において高温に持って行きますと、クロムと窒素が結合してクロム自体が持っている防錆効果を損なうことは確かですが、この場合、表面全体が酸化することが特徴です。粒界クロムの炭化物析出作用でクロム含有量が減少し、粒界腐食が発生するとしますと、それも全体的に現象が現れなければなりませんし、部分的な、それもφ1のような形で現れるのは納得できません。文面からだけですとchisyouさんの場合、孔食に特徴が似ているようですが、現物を見ないと判断は難しいところです。塩化イオンと接触することで起こるのですが、心当たりがあれば、ある程度判断はできると思います。ホームページのデータベースに腐食について多少、書いてありますので宜しければ、ご参照ください。

Answer

私もＮｏ．５１７５で粒界腐食をご教授受けた立場ですのでたいした話は出来ませんが、この話は自分も納得できないと思います。
クロム炭化物の析出は冷却速度が遅いと起こりますが、小径シャフトに異物が付いた程度で１ｍｍ角のエリアのみ冷却速度が遅くなるとは考えにくいと考えます。クロム炭化物はありなしの２拓ではなく徐々に析出量が増えるのでピンホールの周りは段階的に析出量が減っていくのが本当と考えます。
むしろ何らかの薬品（塩化物イオンなど）が付着してそこだけが腐食したと考える方が自然だと考えます。たまたまその腐食が粒界にそって進行していったのでは？４２０ＦならＳ添加ですし防錆力もオーステナイト系に比べ低いのでありえるのでは？
　とりあえずとっかかりとして回答してみました。あとは詳しい方お願いします（＾＾；

ＳＵＳ４２０Ｆの粒界腐食について