粒界割れ
Intergranular Cracking / Intergranular Fracture
金属材料の破壊形態の一つで、き裂が結晶粒界（結晶粒と結晶粒の境界面）に沿って進展することで起こる現象。
き裂が結晶粒内部を貫通する「粒内割れ（貫粒割れ）」とは区別される。
粒界割れのメカニズム
ほとんどの実用金属材料は、微細な結晶の集まりである「多結晶体」で、結晶粒（グレイン）とその境界面である結晶粒界から構成されている。
| Step 1 粒界の弱点化 | 結晶粒界は結晶粒内部と比べて原子の並びが乱れており、不純物や合金成分の偏析、あるいは析出物などが生じやすい場所となる。 これにより、粒界は結晶粒内部よりも機械的または化学的に弱くなる。 |
| Step 2 き裂の発生と進展 | 外部からの応力（引張力）や特定の環境要因が加わると、この弱くなった粒界を起点としてき裂が発生し、その後、粒界に沿って優先的にき裂が進展していく。 |
| ■ 破面の特徴: | 粒界割れで破壊した場合の破面は、結晶粒の形がそのまま現れたような、粒状の特徴的な様相を呈する。 |
粒界割れが生じる主なケース
■ 高温割れ（Hot Cracking）
溶接時など、高温下で低融点の偏析物が粒界に存在することにより生じる割れ。
■ 凝固割れ（高温割れの一種）（Solidification Cracking)
凝固が進む際、不純物元素（特に硫黄SやリンPなど）や合金成分が、最後に固まる結晶粒界に偏析する。これらの成分は融点が低いため、結晶粒界に液体の薄膜として最後まで残る。
金属は冷却される過程で収縮するため、凝固の最終段階では、この収縮による引張応力が働く。
液体の薄膜はほとんど強度がないため、この収縮応力に耐えられず、液膜が破断し、そのまま粒界に沿った割れ（凝固割れ）として残る。
■ 液化割れ（固相以上で発生する高温割れ）（Liquation Cracking）
凝固割れとほぼ同じ原理であるが、溶接の熱によって、既に固まっている母材の結晶粒界にある低融点物質が局部的に溶融（液化）し、収縮応力によって割れる現象。
■ 延性低下割れ（高温割れの一種）（Ductility-Dip Cracking）
固相線よりやや低温側の、金属の延性（伸び）が著しく低下する温度域で、熱収縮による応力によって発生する粒界割れ。
これは低融点液膜ではなく、粒界への特定の不純物偏析などが原因で粒界が脆化するために発生する。
■ 規則-不規則変態による割れ（Ordered-disorder Cracking）
特定の合金が、ある温度を境に原子の配列が規則的（規則相）から不規則的（不規則相）に変化する（あるいはその逆）固相変態に伴って発生する。
規則-不規則変態の際に生じる体積変化や、それに伴って発生する内部応力（残留応力）が、材料の強度を超えた場合に割れにつながる。
■ 水素脆化割れ (HE: Hydrogen Embrittlement)
金属内部に侵入した水素によって粒界の強度が低下し、割れが発生する現象。
■ 応力腐食割れ (SCC: Stress Corrosion Cracking)
引張応力と特定の腐食環境が同時に作用することで発生する割れ。特に粒界が腐食しやすい状態（鋭敏化など）にある場合に粒界型応力腐食割れとなる。
■ クリープ破壊（Creep Rupture / Creep Failure）
高温環境下で一定の応力が負荷された際、時間とともに変形が進行し、最終的に粒界に沿った破壊（クリープ破壊）に至る現象。
鋳造用語 索引