Impacto del azufre (S) en las propiedades de la tubería de acero
Fecha:2025-09-03
El azufre generalmente se considera un elemento dañino en el acero, con sus efectos negativos que superan con creces sus efectos positivos.
1. principales peligros:
Shortness caliente: Este es el peligro más significativo de azufre. El azufre se combina con el hierro en el acero para formar sulfuro de hierro (FeS), que forma un eutéctico de bajo punto de fusión con el hierro (punto de fusión de aproximadamente 989 ° C). Durante el trabajo en caliente del acero (como forja, laminación y soldadura), cuando la temperatura alcanza por encima de este punto de fusión eutéctico, estos eutécticos ubicados en los límites del grano se funden, causando una fuerte disminución en la resistencia de unión intergranular y un alto riesgo de agrietamiento bajo estrés de procesamiento. Este es un defecto fatal para las tuberías de acero que requieren tratamiento térmico posterior.
Propiedades mecánicas degradadas: las inclusiones de sulfuro (como MnS) tienen baja resistencia y poca ductilidad. Cuando la tubería de acero se somete a fuerzas externas, se convierten fácilmente en puntos de concentración de tensión, lo que lleva a la iniciación y propagación de grietas. Esto reduce significativamente la ductilidad, la tenacidad, la resistencia a la fatiga y las propiedades transversales de la tubería de acero (porque los sulfuros se extienden en un patrón de bandas a lo largo de la dirección de laminación), lo que la hace quebradiza.
Impacto en la calidad de la superficie: la segregación severa de azufre puede causar grietas y incrustaciones en la superficie de la tubería de acero durante el trabajo en caliente, lo que afecta la calidad del producto terminado.
Impacto en la resistencia a la corrosión: las inclusiones de sulfuro tienen un potencial de electrodo diferente al de la matriz, formando fácilmente microceldas en medios corrosivos, acelerando la corrosión localizada, como picaduras, en la tubería de acero.
2. Control y utilización:
Aunque el azufre es dañino, su forma puede ser controlada e incluso utilizada a través de métodos metalúrgicos:
Adición de manganeso (Mn): La fabricación moderna de acero incorpora rutinariamente cantidades suficientes de manganeso. El manganeso tiene una mayor afinidad por el azufre que el hierro, formando preferentemente sulfuro de manganeso (MnS), que tiene un punto de fusión más alto (aproximadamente 1620 ° C). El MnS es difícil de fundir durante el trabajo en caliente, lo que reduce significativamente la fragilidad en caliente. Sin embargo, el MnS sigue siendo una inclusión y su impacto negativo sobre la tenacidad y la anisotropía persiste.
Acero Mecanizado Libre de Azufre: En ciertas aplicaciones, el contenido de azufre se incrementa intencionalmente (típicamente 0.08%-0.35%) para producir "acero de mecanizado libre". Las abundantes inclusiones de MnS ayudan a romper las virutas y lubricar la herramienta durante el corte, mejorando significativamente la maquinabilidad del acero y el acabado superficial. Sin embargo, este tipo de acero generalmente no se usa para componentes estructurales críticos o en aplicaciones sujetas a cargas dinámicas.
