Tvarovanie sulfidov
Tvarovanie sulfidov premieňa pretiahnuté sulfidy mangánu v oceli na guľovité vtrúseniny. Na to sa do taveniny pridáva vápnik alebo cérium. Oceľ sa tým stáva húževnatejšou priečne k smeru valcovania a v zóne zvaru praská zriedkavejšie.
Fyzikálno-chemický mechanizmus účinku
V bežnej oceli sa síra viaže s mangánom na sulfid mangánu (MnS). Pri teplom valcovaní sa tieto mäkké sulfidy pretiahnu na ploché doštičky alebo riadky. Tieto vtrúseniny pôsobia ako vnútorné vruby a oslabujú oceľ priečne k smeru valcovania. Vápnik a cérium viažu síru silnejšie ako mangán. Ak sa pridajú do taveniny, vznikajú tvrdé sulfidy vápnika alebo céria. Tieto sulfidy sa pri valcovaní nedeformujú a zostávajú ako malé guľôčky. Oceľ sa stáva rovnomernejšou vo všetkých smeroch.
Metalurgický význam & riziká pri zváraní
Riadkové sulfidy spôsobujú hlavne lamelové trhliny v tepelne ovplyvnenej zóne. Tieto trhliny vznikajú, keď zmrašťovacie napätia pôsobia priečne k povrchu plechu a ploché vtrúseniny sa roztrhnú. Najviac ohrozené sú T-spoje, kútové zvary a hrubé plechy s vysokým obsahom síry. Guľovité sulfidy zastavujú šírenie týchto trhlín, pretože netvoria plošné slabé miesta. Zároveň vápnik a cérium viažu voľnú síru. Tým klesá riziko teplých trhlín v zvare. Bez tvarovania sulfidov zostáva oceľ anizotropná a náchylná na trhliny.
Dielenská prax & pokyny
Pre vysoko namáhané zvárané konštrukcie vždy používajte ocele s kontrolovaným tvarovaním sulfidov. Od dodávateľa žiadajte atest Z-akosti podľa EN 10164 (napríklad Z25 alebo Z35). Skontrolujte analýzu tavenia: obsah síry pod 0,005 %, obsah vápnika približne 20–40 ppm, pomer Ca/S väčší ako 1,5. Takéto ocele zvárajte s normálnym tepelným príkonom, ale vyhnite sa extrémnemu prehriatiu povrchu plechu. Pri neznámej starej oceli s riadkovým sulfidickým vzorom nepomôže predhrev spoľahlivo proti lamelovým trhlinám – tu len dodatočná kontrola hrúbky plechu alebo výmena za modernú jemnozrnnú oceľ.