การปรับรูปซัลไฟด์

กลไกทางฟิสิกส์-เคมี

ในเหล็กปกติ กำมะถันจับกับแมงกานีสเป็นแมงกานีสซัลไฟด์ (MnS) เมื่อรีดร้อน ซัลไฟด์อ่อนเหล่านี้จะยืดเป็นแผ่นแบนหรือแถว อินคลูชันเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนรอยบากภายในและทำให้เหล็กอ่อนแอตามขวางทิศทางการรีด แคลเซียมและเซเรียมจับกำมะถันได้แรงกว่าแมงกานีส เมื่อเติมลงในโลหะหลอม จะเกิดแคลเซียมหรือเซเรียมซัลไฟด์แข็ง ซัลไฟด์เหล่านี้ไม่เปลี่ยนรูปเมื่อรีดและคงเป็นเม็ดกลมเล็ก ๆ เหล็กจะสม่ำเสมอขึ้นในทุกทิศทาง

ความสำคัญทางโลหะวิทยาและความเสี่ยงในการเชื่อม

ซัลไฟด์ที่เป็นแถวทำให้เกิดรอยแตกแบบลาเมลลาในบริเวณที่ได้รับความร้อนเป็นหลัก รอยแตกเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อความเค้นหดตัวดึงตามขวางกับผิวแผ่นและฉีกอินคลูชันแบนออก จุดที่เสี่ยงเป็นพิเศษคือรอยต่อรูปตัว T รอยเชื่อมมุม และแผ่นหนาที่มีกำมะถันสูง ซัลไฟด์รูปทรงกลมหยุดการขยายรอยแตก因为这些ไม่สร้างจุดอ่อนแบบแผ่กระจาย ในขณะเดียวกัน แคลเซียมและเซเรียมจับกำมะถันอิสระ ดังนั้นความเสี่ยงรอยแตกเย็นในแนวเชื่อมจึงลดลง หากไม่มีการปรับรูปซัลไฟด์ เหล็กจะยังคงไม่สมมาตรและเสี่ยงต่อการแตกร้าว

การปฏิบัติในโรงงานและคำแนะนำ

สำหรับโครงสร้างเชื่อมที่รับภาระหนัก ให้ใช้เหล็กที่มีการควบคุมการปรับรูปซัลไฟด์เสมอ ขอใบรับรองคุณภาพ Z ตาม EN 10164 จากผู้จัดจำหน่าย (เช่น Z25 หรือ Z35) ตรวจสอบการวิเคราะห์โลหะหลอม: ปริมาณกำมะถันต่ำกว่า 0.005 %, ปริมาณแคลเซียมประมาณ 20–40 ppm, อัตราส่วน Ca/S มากกว่า 1.5 เชื่อมเหล็กเหล่านี้ด้วยความร้อนปกติ แต่หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปที่ผิวแผ่น สำหรับเหล็กเก่าที่ไม่ทราบชนิดที่มีรูปแบบซัลไฟด์เป็นแถว การให้ความร้อนล่วงหน้าไม่สามารถป้องกันรอยแตกแบบลาเมลลาได้อย่างน่าเชื่อถือ – ที่นี่ควรตรวจสอบความหนาแผ่นเพิ่มเติมหรือเปลี่ยนเป็นเหล็กกล้าเม็ดละเอียดสมัยใหม่