Oblikovanje sulfidov
Oblikovanje sulfidov spremeni podolgovate manganove sulfide v jeklu v kroglaste vključke. V talino dodamo kalcij ali cerij. Jeklo postane žilavje prečno na smer valjanja in v območju vara redkeje poči.
Fizikalno-kemijski mehanizem delovanja
V običajnem jeklu se žveplo veže z manganom v manganov sulfid (MnS). Pri vročem valjanju se ti mehki sulfidi raztezajo v ploščate luskice ali vrstice. Ti vključki delujejo kot notranje zareze in oslabijo jeklo prečno na smer valjanja. Kalcij in cerij vežeta žveplo močneje kot mangan. Če ju dodamo v talino, nastanejo trdi kalcijevi ali cerijevi sulfidi. Ti sulfidi se pri valjanju ne deformirajo in ostanejo kot majhne kroglice. Jeklo postane bolj enakomerno v vse smeri.
Metalurški pomen in tveganja pri varjenju
Vrstičasti sulfidi povzročajo predvsem lamelne razpoke v coni toplotnega vpliva. Te razpoke nastanejo, ko krčilne napetosti vlečejo prečno na površino pločevine in raztrgajo ploščate vključke. Še posebej so ogroženi T-spoji, kotni vari in debele pločevine z visoko vsebnostjo žvepla. Kroglasti sulfidi ustavijo širjenje teh razpok, ker ne tvorijo ploskovnih šibkih mest. Hkrati kalcij in cerij vežeta prosto žveplo. S tem se zmanjša nevarnost vročih razpok v varu. Brez oblikovanja sulfidov jeklo ostane anizotropno in nagnjeno k razpokam.
Delavniška praksa in navodila za ukrepanje
Za visoko obremenjene varjene konstrukcije vedno uporabite jekla s kontroliranim oblikovanjem sulfidov. Od dobavitelja zahtevajte spričevalo o kakovosti Z po EN 10164 (na primer Z25 ali Z35). Preverite analizo taline: vsebnost žvepla pod 0,005 %, vsebnost kalcija približno 20–40 ppm, razmerje Ca/S večje od 1,5. Takšna jekla varite z običajnim vnosom toplote, vendar se izogibajte ekstremnemu pregrevanju površine pločevine. Pri neznanem starem jeklu z vrstičastim vzorcem sulfidov nobeno predgrevanje zanesljivo ne pomaga proti lamelam razpokam – tu le dodatno preverjanje debeline pločevine ali zamenjava s sodobnim drobnozrnatim jeklom.