Korosi Batas Butir

Intergranular corrosion (IGC) atau intergranular attack (IGA)atau korosi batas butir adalah serangan korosi pada daerah sepanjang batas butir atau daerah sekitarnya tanpa serangan yang cukup besar terhadap butirnya sendiri. Seperti kita ketahui, logam merupakan susunan butiran-butiran kristal seperti butiran pasir yang menyusun batu pasir. Butiran-butiran tersebut saling terikat yang kemudian membentuk mikrostuktur. Adanya serangan korosi batas butir menyebabkan butiran menjadi lemah terutama di batas butir sehingga logam kehilangan kekuatan dan daktilitasnya.

korosi batas butir pada stainless steel tersensitisasi

Sebagian besar paduan logam rentan terserang korosi batas butir ketika dihadapkan pada lingkungan agresif. Hal ini disebabkan batas butir merupakan tempat pengendapan (precipitation) dan pemisahan (segregation), dimana membuat mereka secara fisik dan kimia berbeda dengan butirnya. Presipitasi dan segregasi terjadi oleh adanya migrasi impuriti atau unsur pemadu (alloying element) menuju batas butir. Apabila kadar unsur tersebut cukup besar, maka akan terbentuk fasa yang berbeda dengan yang ada di bulk. Misalnya fasa intermetalik Mg₅Al₈ dan MgZn₂ pada paduan aluminum dan Fe₄N pada paduan besi.

Pada paduan nikel dan austenitic stainless steel, kromium sengaja ditambahkan untuk memberikan sifat ketahanan korosi. Sekitar minimal 12% kromium dibutuhkan untuk membentuk lapisan pasif yang tidak nampak pada permukaan stainless steel. Lapisan ini berfungsi untuk melindungi logam dari lingkungan korosif. Apabila stainless steel mengalami pemanasan pada 550-850 °C (misalnya selama produksi, fabrikasi, perlakuan panas, dan pengelasan), maka kromium karbida (terutama Cr₂₃C₆) akan tumbuh dan mengendap pada batas butir saat terjadi pendinginan. Sebagai konsekuensinya, wilayah yang berdekatan dengan batas butir akan kekurangan kromium. Daerah yang kekurangan kromium itu menjadi lebih rentan terserang korosi dalam lingkungan agresif dibandingkan daerah yang jauh dari batas butir.

Pengendapan atas beberapa karbida sering disebut sebagai “sensitasi”. Sensitisasi merupakan penyebab terjadinya serangan korosi batas butir. Sensitisasi terjadi saat pendinginan perlahan dari suhu 550-850 °C.
Sensitisasi pada stainless steel dapat dicegah dengan cara:
-pemanasan di atas 1000 °C kemudian dilakukan pendinginan secara cepat di dalam air. Akibatnya kromium karbida akan larut ke dalam butiran dan tidak sempat terjadi presipitasi. Metode ini dikenal dengan solution treatment.
-menambahkan titanium, niobium, dan tantalum. Ketika unsur tersebut akan membentuk titanium karbida, niobium karbida dan tantalum karbida yang lebih stabil daripada kromium karbida. Baja yang mengandung unsur-unsur penstabil ini disebut stabilized steel.
- menurunkan kadar karbon di bawah 0,02%.

Uji Ketahanan Terhadap Korosi Batas Butir
Terdapat beberapa metode untuk pengujian korosi batas butir. Secara umum digunakan larutan oksidator asam dengan pH, potensial dan temperatur tergantung pada metode yang digunakan. pemilihan metode tergantung pada steel grade dan komposisi batas butir yang akan diuji.

Beberapa uji ASTM untuk stainless steel dirangkumkan pada tabel berikut:

Uji	temperatur	waktu	aplikasi	evaluasi
A Uji screening etsa asam oksalat	Ambien	1,5 menit	hanya untuk sensitisasi kromium karbida	mikroskopik: klaisifikasi struktur etsa
B Ferric Sulphate 50% Sulphuric Acid	mendidih	120 jam	kromium karbida	Laju korosi/ kehilangan berat
C. 65% Nitric Acid	Mendidih	240 jam	Kromium karbida dan fasa sigma	Laju korosi/ kehilangan berat
D. 10% Nitric Acid 3% Hydrofluoric acid	70 °C	4 jam	Chronium carbide in 316, 316 L, 317 and 317 L	Corrosion ratio compared to solution annealed specimen
E 6% Copper Sulphate 16% Sulphuric Acid Metallic Copper	Mendidih	24 jam	Kromium karbida	Examination for fissures after bending
F. Copper Sulphate 50% Sulphuric Acid Metallic Copper	Mendidih	120 jam	Kromium karbida pada cast 316 and 316 L	Laju korosi/ kehilangan berat