Sulfīda formēšana
Sulfīda formēšana pārvērš tēraudā esošos iegarenos mangāna sulfīdus lodveida ieslēgumos. Šim nolūkam kausējumam pievieno kalciju vai cēriju. Tērauds kļūst izturīgāks šķērsvirzienā pret velmēšanas virzienu un metināšanas zonā plīst retāk.
Fizikāli ķīmiskais iedarbības mehānisms
Parastā tēraudā sērs savienojas ar mangānu, veidojot mangāna sulfīdu (MnS). Karsti velmējot, šos mīkstos sulfīdus izstiepj plāksnītēs vai rindās. Šie ieslēgumi darbojas kā iekšēji iegriezumi un vājina tēraudu šķērsvirzienā pret velmēšanas virzienu. Kalcijs un cērijs saista sēru spēcīgāk nekā mangāns. Pievienojot tos kausējumam, veidojas cieti kalcija vai cērija sulfīdi. Šie sulfīdi velmēšanas laikā nedeformējas un paliek kā mazas lodītes. Tērauds kļūst vienmērīgāks visos virzienos.
Metalurģiskā nozīme un riski metināšanā
Rindu veida sulfīdi galvenokārt izraisa lamelāras plaisas termiskās iedarbības zonā. Šīs plaisas rodas, kad saraušanās spriegumi velk šķērsvirzienā pret loksnes virsmu un plakanie ieslēgumi atplīst. Īpaši pakļauti ir T-veida savienojumi, stūra šuves un biezas loksnes ar augstu sēra saturu. Lodveida sulfīdi aptur šo plaisu izplatīšanos, jo tie neveido plakanas vājās vietas. Vienlaikus kalcijs un cērijs saista brīvo sēru. Tādējādi samazinās karsto plaisu risks metinājuma šuvē. Bez sulfīda formēšanas tērauds paliek anizotropisks un plaisu ziņā jutīgs.
Darbnīcas prakse un norādījumi
Augsti noslogotām metinātām konstrukcijām vienmēr izmantojiet tēraudus ar kontrolētu sulfīda formēšanu. Pieprasiet no piegādātāja Z-kvalitātes sertifikātu saskaņā ar EN 10164 (piemēram, Z25 vai Z35). Pārbaudiet kausējuma analīzi: sēra saturs zem 0,005 %, kalcija saturs apmēram 20–40 ppm, attiecība Ca/S lielāka par 1,5. Metiniet šādus tēraudus ar normālu siltuma ievadi, bet izvairieties no loksnes virsmas pārkaršanas. Ja vecs tērauds ar nezināmu rindu sulfīdu struktūru, nekāda iepriekšēja uzkarsēšana droši nepalīdzēs pret lamelārām plaisām – šeit tikai papildu loksnes biezuma pārbaude vai nomaiņa pret modernu smalkgraudainu tēraudu.