Tạo hình sunfua
Tạo hình sunfua biến mangan sunfua dạng dài trong thép thành các tạp chất hình cầu. Để làm điều này, người ta thêm canxi hoặc xeri vào kim loại nóng chảy. Nhờ đó thép dai hơn theo hướng vuông góc với hướng cán và ít bị nứt trong vùng hàn hơn.
Cơ chế tác động lý - hóa
Trong thép thông thường, lưu huỳnh liên kết với mangan thành mangan sunfua (MnS). Khi cán nóng, những sunfua mềm này bị kéo thành phiến phẳng hoặc hàng. Những tạp chất này hoạt động như khía bên trong và làm yếu thép theo hướng vuông góc với hướng cán. Canxi và xeri liên kết lưu huỳnh mạnh hơn mangan. Nếu thêm chúng vào kim loại nóng chảy, sẽ tạo ra canxi hoặc xeri sunfua cứng. Những sunfua này không biến dạng khi cán và tồn tại dưới dạng cầu nhỏ. Thép trở nên đồng đều hơn theo mọi hướng.
Ý nghĩa luyện kim & rủi ro khi hàn
Sunfua dạng hàng chủ yếu gây nứt lamella trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Những vết nứt này xuất hiện khi ứng suất co ngót kéo vuông góc với bề mặt tấm và các tạp chất phẳng bị xé rách. Đặc biệt nguy hiểm là mối nối chữ T, mối hàn góc và tấm dày có hàm lượng lưu huỳnh cao. Sunfua hình cầu chặn lan truyền vết nứt này vì chúng không tạo điểm yếu dạng mặt phẳng. Đồng thời canxi và xeri liên kết lưu huỳnh tự do. Nhờ đó giảm nguy cơ nứt nóng trong mối hàn. Không có tạo hình sunfua, thép vẫn dị hướng và dễ nứt.
Thực hành xưởng & hướng dẫn thao tác
Với kết cấu hàn chịu tải cao, luôn dùng thép có kiểm soát tạo hình sunfua. Yêu cầu nhà cung cấp giấy chứng nhận chất lượng Z theo EN 10164 (ví dụ Z25 hoặc Z35). Kiểm tra phân tích mẻ nấu: hàm lượng lưu huỳnh dưới 0,005 %, hàm lượng canxi khoảng 20–40 ppm, tỷ lệ Ca/S lớn hơn 1,5. Hàn những loại thép này với nhiệt lượng đầu vào bình thường, nhưng tránh quá nhiệt cực đoan trên bề mặt tấm. Với thép cũ không rõ nguồn gốc có mẫu sunfua dạng hàng, làm nóng sơ bộ không đủ tin cậy để chống nứt lamella – ở đây chỉ kiểm tra thêm chiều dày tấm hoặc thay thế bằng thép hạt mịn hiện đại.