Controle da forma dos sulfetos
A modificação de sulfetos transforma sulfetos de Manganêsês alongados no aço em inclusões esféricas. Para isso, adiciona-se cálcio ou cério ao banho. O aço torna-se mais tenaz na direção transversal e raramente trinca na zona de solda.
Mecanismo de ação físico-químico
No aço comum, o enxofre se combina com o Manganêsês formando sulfeto de Manganêsês (MnS). Durante a laminação a quente, esses sulfetos macios são esticados em plaquetas ou linhas. Essas inclusões agem como entalhes internos e enfraquecem o aço transversalmente à direção de laminação. O cálcio e o cério ligam o enxofre mais fortemente que o Manganêsês. Se forem adicionados à massa fundida, formam-se sulfetos duros de cálcio ou cério. Esses sulfetos não se deformam na laminação e permanecem como pequenas esferas. O aço fica mais homogêneo em todas as direções.
Relevância metalúrgica e riscos na soldagem
Sulfetos em forma de linhas causam principalmente trincas laminares na zona afetada pelo calor. Essas trincas surgem quando tensões de contração puxam transversalmente à superfície da chapa e rompem as inclusões planas. Particularmente em risco estão juntas em T, soldas de canto e chapas grossas com alto teor de enxofre. Sulfetos esféricos interrompem a propagação dessas trincas, pois não formam pontos fracos planos. Ao mesmo tempo, cálcio e cério ligam o enxofre livre. Isso reduz o risco de trincas de solidificação na solda. Sem o controle da forma dos sulfetos, o aço permanece anisotrópico e suscetível a trincas.
Prática de oficina e instruções de ação
Para estruturas soldadas altamente solicitadas, use sempre aços com controle da forma dos sulfetos. Exija do fornecedor o certificado de qualidade Z conforme EN 10164 (por exemplo, Z25 ou Z35). Verifique a análise de fusão: teor de enxofre abaixo de 0,005 %, teor de cálcio aproximadamente 20–40 ppm, razão Ca/S maior que 1,5. Solde esses aços com aporte térmico normal, mas evite superaquecimento extremo da superfície da chapa. Em aço antigo desconhecido com padrão de sulfetos em linhas, nenhum pré-aquecimento ajuda de forma confiável contra trincas laminares – aqui, apenas ensaios adicionais da espessura da chapa ou substituição por aço de grão fino moderno.