Sulfidevormgeving

Fysisch-chemisch werkingsmechanisme

In normaal staal bindt zwavel zich met mangaan tot mangaan sulfide (MnS). Bij warmwalsen rekt men deze zachte sulfiden uit tot platte plaatjes of strepen. Deze insluitsels werken als inwendige kerven en verzwakken het staal dwars op de walsrichting. Calcium en cerium binden zwavel sterker dan mangaan. Als men ze aan de smelt toevoegt, ontstaan harde calcium- of ceriumsulfiden. Deze sulfiden vervormen niet bij het walsen en blijven als kleine bolletjes behouden. Het staal wordt in alle richtingen gelijkmatiger.

Metallurgische relevantie & risico's bij het lassen

Streepvormige sulfiden veroorzaken voornamelijk lamellaire scheuren in de warmte-beïnvloede zone. Deze scheuren ontstaan wanneer krimpspanningen dwars op het plaat-oppervlak trekken en de platte insluitsels openscheuren. Vooral T-verbindingen, hoeklassen en dikke platen met hoog zwavelgehalte zijn kwetsbaar. Bolvormige sulfiden stoppen deze scheurvoortplanting, omdat ze geen vlakke zwakke plekken vormen. Tegelijkertijd binden calcium en cerium vrije zwavel. Hierdoor daalt het risico op hete scheuren in de lasnaad. Zonder sulfid-vormgeving blijft het staal anisotroop en scheurgevoelig.

Werkplaatspraktijk & instructies

Voor zwaar belaste lasconstructies moet u altijd staal met gecontroleerde sulfid-vormgeving gebruiken. Vraag de leverancier om het Z-kwaliteitscertificaat volgens EN 10164 (bijvoorbeeld Z25 of Z35). Controleer de smeltanalyse: zwavelgehalte onder 0,005 %, calciumgehalte ongeveer 20–40 ppm, verhouding Ca/S groter dan 1,5. Las dergelijke staalsoorten met normale warmte-inbreng, maar vermijd extreme oververhitting van het plaat-oppervlak. Bij onbekend oud staal met streepvormig sulfidenpatroon helpt geen enkele voorwarming betrouwbaar tegen lamellaire scheuren – hier alleen extra plaatdikte-onderzoek of vervanging door modern fijnkorrelstaal.