Sulfidų formavimas
Sulfidų formavimas paverčia pliene ištęstus mangano sulfidus į rutulinius intarpus. Tam į lydalą dedama kalcio arba cerio. Plienas tampa tąsesnis skersai valcavimo krypties ir rečiau trūksta suvirinimo zonoje.
Fizikinis-cheminis veikimo mechanizmas
Įprastame pliene siera jungiasi su manganu į mangano sulfidą (MnS). Karštai valcuojant šie minkšti sulfidai ištempiami į plokščias plokšteles arba eilutes. Šie intarpai veikia kaip vidinės įpjovos ir susilpnina plieną skersai valcavimo krypties. Kalcis ir ceris suriša sierą stipriau nei manganas. Įdėjus jų į lydalą, susidaro kieti kalcio arba cerio sulfidai. Šie sulfidai valcuojant nesideformuoja ir išlieka kaip maži rutuliukai. Plienas tampa vienodesnis visomis kryptimis.
Metalurginė reikšmė ir rizika suvirinant
Eilių pavidalo sulfidai daugiausia sukelia lamelinius įtrūkimus šilumos poveikio zonoje. Šie įtrūkimai atsiranda, kai susitraukimo įtempiai traukia skersai lakšto paviršiaus ir plokštieji intarpai atplyšta. Ypač pažeidžiamos T formos jungtys, kampinės siūlės ir stori lakštai su dideliu sieros kiekiu. Rutuliniai sulfidai sustabdo šių įtrūkimų plitimą, nes nesudaro plokštinių silpnų vietų. Tuo pačiu metu kalcis ir ceris suriša laisvą sierą. Dėl to sumažėja karštųjų įtrūkimų suvirinimo siūlėje pavojus. Be sulfidų formavimo plienas išlieka anizotropinis ir linkęs trūkti.
Dirbtuvių praktika ir veiksmų nurodymai
Labai apkrautoms suvirintoms konstrukcijoms visada naudokite plienus su kontroliuotu sulfidų formavimu. Iš tiekėjo reikalaukite Z kokybės sertifikato pagal EN 10164 (pavyzdžiui, Z25 arba Z35). Patikrinkite lydymo analizę: sieros kiekis mažesnis nei 0,005 %, kalcio kiekis apie 20–40 ppm, santykis Ca/S didesnis nei 1,5. Tokius plienus suvirinkite įprastu šilumos įvedimu, bet venkite ekstremalaus lakšto paviršiaus perkaitimo. Jei senas plienas nežinomas su eiliuotu sulfidų raštu, joks išankstinis kaitinimas patikimai nepadės nuo lamelinių įtrūkimų – čia tik papildomas lakšto storio patikrinimas arba pakeitimas moderniu smulkiagrūdžiu plienu.