Contrôle de la forme des sulfures
La mise en forme des sulfures transforme les sulfures de Manganèseèse allongés dans l'acier en inclusions globulaires. Pour cela, on ajoute du calcium ou du cérium au bain. L'acier devient ainsi plus tenace dans le sens travers et se fissure moins souvent dans la zone soudée.
Mécanisme d'action physico-chimique
Dans l'acier normal, le soufre se combine au Manganèseèse pour former du sulfure de Manganèseèse (MnS). Lors du laminage à chaud, ces sulfures mous s'étirent en plaquettes ou en lignes. Ces inclusions agissent comme des entailles internes et affaiblissent l'acier perpendiculairement au sens de laminage. Le calcium et le cérium lient le soufre plus fortement que le Manganèseèse. Si on les ajoute au bain, ils forment des sulfures de calcium ou de cérium durs. Ces sulfures ne se déforment pas au laminage et restent sous forme de petites billes. L'acier devient plus homogène dans toutes les directions.
Pertinence métallurgique et risques lors du soudage
Les sulfures en lignes provoquent principalement des fissures lamellaires dans la zone affectée thermiquement. Ces fissures se forment lorsque les contraintes de retrait tirent perpendiculairement à la surface de la tôle et déchirent les inclusions plates. Les assemblages en T, les soudures d'angle et les tôles épaisses à haute teneur en soufre sont particulièrement vulnérables. Les sulfures globulaires arrêtent la propagation de ces fissures car ils ne créent pas de faiblesses planes. En même temps, le calcium et le cérium lient le soufre libre, réduisant ainsi le risque de fissures à chaud dans la soudure. Sans contrôle de la forme des sulfures, l'acier reste anisotrope et sujet aux fissures.
Pratique d'atelier et instructions
Pour les constructions soudées fortement sollicitées, utilisez toujours des aciers à formes de sulfures contrôlées. Exigez du fournisseur le certificat de qualité Z selon EN 10164 (par exemple Z25 ou Z35). Vérifiez l'analyse de coulée : teneur en soufre inférieure à 0,005 %, teneur en calcium d'environ 20–40 ppm, rapport Ca/S supérieur à 1,5. Soudez ces aciers avec un apport thermique normal, mais évitez toute surchauffe excessive de la surface de la tôle. Pour un acier ancien inconnu avec des sulfures en lignes, aucun préchauffage ne protège de manière fiable contre les fissures lamellaires – ici, seul un contrôle supplémentaire de l'épaisseur de la tôle ou son remplacement par un acier moderne à grains fins peut aider.