Влияние волнового деформационного упрочнения на коррозионную стойкость сварных соединений конструкционных сталей сельскохозяйственной техники

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Коррозионное разрушение конструкционных сталей, особенно в сварных соединениях сельскохозяйственной техники, приводит к значительным экономическим потерям (3–5% ВВП). Помимо основных традиционных методов защиты от коррозии (окраска, цинкование), значимое воздействие на коррозионную стойкость оказывает технология изготовления (упрочнения) деталей. Влияние поверхностного пластического деформирования (ППД) на коррозионную стойкость остается недостаточно изученным, особенно для сварных швов сталей агропромышленного комплекса.

Цель работы — установить количественные закономерности влияния параметров волнового деформационного упрочнения на коррозионную стойкость, микроструктуру и микротвёрдость конструкционных сталей (09Г2С, 30ХГСА, 40Х, 45, 10ХСНД) и их сварных соединений для разработки оптимальных режимов обработки.

Методы. Исследованы пять марок конструкционных сталей сельхозназначения (09Г2С, 30ХГСА, 40Х, 45, 10ХСНД) и их сварные соединения. Образцы подвергались волновому деформационному упрочнению с варьированием параметров обработки. Коррозионную стойкость оценивали по потере массы после испытаний в соляном тумане. Микроструктуру (размер зерна, дефекты) анализировали оптической микроскопией.

Результаты. Экспериментальные исследования выявили зависимость влияния волнового деформационного упрочнения на коррозионную стойкость в зависимости от марки стали. Для легированных сталей (30ХГСА, 40Х, 10ХСНД, 09Г2С) волновое деформационное упрочнение может, как повышать, так и снижать стойкость в зависимости от условий обработки и типа образца (основной металл или сварное соединение). Максимальное улучшение коррозионной стойкости достигало 42%. Напротив, для углеродистой стали 45 применение волнового деформационного упрочнения приводило к снижению коррозионной стойкости на 26–35%.

Заключение. Волновое деформационное упрочнение эффективно повышает коррозионную стойкость легированных сталей (до 42%), но требует индивидуального подбора режимов обработки (включая коэффициент перекрытия) для каждого материала и типа соединения. Применение волнового деформационного упрочнения к углеродистой стали 45 не рекомендуется из-за снижения коррозионной стойкости.

Об авторах

Сергей Владимирович Баринов

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Автор, ответственный за переписку.
Email: box64@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-1341-446X
SPIN-код: 3565-9623

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Технология машиностроения»

Россия, Владимир

Наталья Александровна Григорьева

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Email: natali-kukanova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-2096-5449
SPIN-код: 3975-0840

ассистент кафедры «Технология машиностроения»

Россия, Владимир

Данила Михайлович Шестопалов

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Email: shestopalov.danila@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-7596-2261

магистр кафедры «Технология машиностроения»

Россия, Владимир

Список литературы

  1. Wang J, Zhang Y, Chen J, et al. Effects of laser shock peening on stress corrosion behavior of 7075 aluminum alloy laser welded joints. Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing. 2015;647:7–14. doi: 10.1016/J.MSEA.2015.08.084
  2. Handbook on Surface Plastic Deformation Processes. eds. Zaides SA. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2021. (In Russ.) EDN: JPESZZ
  3. Gao L, Zhang X, Zha X, et al. Effect of Mechanical Shock Treatment on Microstructure and Corrosion Properties of Manual Argon Arc Welding Joints of 2205 Duplex Stainless Steel. Materials. 2022;15(9):3230. doi: 10.3390/ma15093230 EDN: XZTVPP
  4. Kang C, Chen T, Shiue R, et al. Mitigating Stress Corrosion Cracking of 304L and 316L Laser Welds in a Salt Spray through Micro-Shot Peening. Metals. 2023;13:1898. doi: 10.20944/preprints202310.1749.v1 EDN: LZABMG
  5. Deng L, Xia J, Wang B, et al. Effect of Cold Rolling and Subsequent Annealing on the Corrosion Resistance of Ag-Containing CD4MCu Duplex Stainless Steels. Journal of Materials Engineering and Performance. 2023;32:1645. doi: 10.1007/s11665-022-07226-0 EDN: LIHSGB
  6. Żebrowski R, Walczak M. The effect of shot peening on the corrosion behaviour of Ti-6Al-4V alloy made by DMLS. Advances in Materials Science. 2018;18:43–54. doi: 10.1515/adms-2017-0040
  7. Solovey SA. Current state of methods for improving corrosion resistance and corrosion fatigue resistance of welded joints (review). Automatic welding. 2017;3:51–58. (In Russ.)
  8. Kirichek AV. Technology and equipment for static-pulse surface plastic deformation processing. Moscow: Mashinostroenie; 2004. (In Russ.) EDN: OWDGXC
  9. Kirichek AV. Relationship between processing parameters, product dimensions, and wave strain hardening. J Manuf Sci Eng. 2022;144(3). doi: 10.1115/1.4052008 (In Russ.) EDN: SIKZKK
  10. Zhang C, Wei S, Li F, et al. Microstructure and Corrosion Properties of Ti-6Al-4V alloy by Ultrasonic Shot Peening. International Journal of Electrochemical Science. 2015;10:9167–9178. doi: 10.1016/S1452-3981(23)11168-0 EDN: WSPXGP

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроструктура сварного шва в образце из стали 30ХГСА: a — не упрочнённого образца; b — после волнового деформационного упрочнения с К=0,3 (×200).

Скачать (549KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Макроструктура сварного шва в образце из стали 30ХГСА после волнового деформационного упрочнения с К=0,3 (×10).

Скачать (192KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».