Формообразуване на сулфидите
Формообразуването на сулфидите превръща удължените манганови сулфиди в стоманата в кълбовидни включвания. За целта към стопилката се добавят калций или церий. Стоманата става по-жилава напречно на посоката на валцуване и се пука по-рядко в зоната на заваръчния шев.
Физико-химичен механизъм на действие
В обикновената стомана сярата се свързва с мангана до манганов сулфид (MnS). При горещо валцуване тези меки сулфиди се разтягат до плоски пластини или редове. Тези включвания действат като вътрешни концентратори на напрежение и отслабват стоманата напречно на посоката на валцуване. Калцият и церият свързват сярата по-силно от мангана. Ако се добавят към стопилката, се образуват твърди калциеви или цериеви сулфиди. Тези сулфиди не се деформират при валцуване и остават като малки кълба. Стоманата става по-равномерна във всички посоки.
Металургично значение и рискове при заваряване
Редово разположените сулфиди причиняват главно ламеларни пукнатини в зоната на термично влияние. Тези пукнатини възникват, когато свиващите напрежения действат напречно на повърхността на листа и разкъсват плоските включвания. Особено застрашени са Т-образните съединения, ъгловите шевове и дебелите листове с високо съдържание на сяра. Кълбовидните сулфиди спират разпространението на тези пукнатини, защото не образуват плоски слаби места. Едновременно с това калцият и церият свързват свободната сяра. Така намалява опасността от горещи пукнатини в заваръчния шев. Без формообразуване на сулфидите стоманата остава анизотропна и податлива на пукнатини.
Практика в цеха и указания за действие
За високонатоварени заварени конструкции използвай винаги стомани с контролирано формообразуване на сулфидите. Изисквай от доставчика сертификат за Z-качество по EN 10164 (например Z25 или Z35). Провери анализа на стопилката: съдържание на сяра под 0,005 %, съдържание на калций около 20–40 ppm, съотношение Ca/S по-голямо от 1,5. Заварявай такива стомани с нормално внасяне на топлина, но избягвай екстремно прегряване на повърхността на листа. При неизвестна стара стомана с редово разположени сулфиди никакво предварително загряване не помага надеждно срещу ламеларни пукнатини – тук само допълнителна проверка на дебелината на листа или подмяна с модерна финозърнеста стомана.