Modifica dei solfuri
La modifica dei solfuri trasforma i solfuri di manganese allungati nell'acciaio in inclusioni sferiche. Si aggiungono calcio o cerio alla fusione. L'acciaio diventa più tenace trasversalmente alla direzione di laminazione e si screpola meno nella zona di saldatura.
Meccanismo d'azione fisico-chimico
Nell'acciaio normale, lo zolfo si combina con il manganese formando solfuro di manganese (MnS). Durante la laminazione a caldo, questi solfuri molli si allungano in lamelle o stringhe. Queste inclusioni agiscono come intagli interni e indeboliscono l'acciaio trasversalmente alla direzione di laminazione. Calcio e cerio legano lo zolfo più fortemente del manganese. Se aggiunti alla colata, si formano solfuri di calcio o cerio duri. Questi solfuri non si deformano durante la laminazione e rimangono come piccole sfere. L'acciaio diventa più uniforme in tutte le direzioni.
Rilevanza metallurgica e rischi durante la saldatura
I solfuri a stringhe causano principalmente cricche lamellari nella zona termicamente alterata. Queste cricche si formano quando le tensioni di ritiro agiscono trasversalmente alla superficie della lamiera e rompono le inclusioni piatte. Particolarmente a rischio sono i giunti a T, le saldature d'angolo e le lamiere spesse con alto contenuto di zolfo. I solfuri sferici fermano la propagazione di queste cricche perché non formano punti deboli planari. Allo stesso tempo, calcio e cerio legano lo zolfo libero, riducendo il rischio di cricche a caldo nel cordone. Senza modifica dei solfuri, l'acciaio rimane anisotropo e soggetto a cricche.
Pratica in officina e istruzioni operative
Per strutture saldate molto sollecitate, usa sempre acciai con modifica controllata dei solfuri. Richiedi al fornitore il certificato di qualità Z secondo EN 10164 (ad esempio Z25 o Z35). Controlla l'analisi di colata: contenuto di zolfo sotto 0,005 %, contenuto di calcio circa 20–40 ppm, rapporto Ca/S maggiore di 1,5. Salda questi acciai con apporto termico normale, ma evita il surriscaldamento estremo della superficie della lamiera. Per acciaio vecchio sconosciuto con solfuri a stringhe, nessun preriscaldo aiuta in modo affidabile contro le cricche lamellari – in questo caso, solo controlli aggiuntivi dello spessore della lamiera o sostituzione con acciaio a grano fine moderno.