BACKGROUND: Corrosion damage to structural steels, especially in welded joints of agricultural machinery, leads to significant economic losses (3-5% of GDP). In addition to the main conventional methods of corrosion protection (painting, galvanizing), the technology of manufacturing (hardening) of parts has a significant impact on corrosion resistance. The effect of surface plastic deformation (SPD) on corrosion resistance remains insufficiently studied, especially for welded joints of steels of the agricultural industry.
AIM: Definition of quantitative patterns of the influence of wave strain hardening (WSH) parameters on the corrosion resistance, microstructure and microhardness of structural steels (09G2S, 30KhGSA, 40Kh, 45, 10HSND) and their welded joints for the development of optimal processing conditions.
METHODS: Five grades of agriculture-purposed structural steels (09G2S, 30KhGSA, 40Kh, 45, 10KhSND) and their welded joints were studied. The samples were subjected to wave strain hardening (WSH) with variable processing parameters. Corrosion resistance was assessed by weight loss after salt fog tests. The microstructure (grain size, defects) was analyzed using optical microscopy.
RESULTS: Experimental studies have revealed the dependence of the effect of wave strain hardening on corrosion resistance depending on the steel grade. For alloy steels (30KhGSA, 40Kh, 10HSND, 09G2S), WSH can both increase and decrease resistance depending on the processing conditions and the type of sample (base metal or welded joint). The maximum improvement in corrosion resistance reached 42%. On the contrary, for carbon steel 45, the use of WSH led to a decrease in corrosion resistance by 26–35%.
CONCLUSION: WSH effectively increases the corrosion resistance of alloy steels (up to 42%), but requires individual selection of processing modes (including the overlap coefficient) for each material and type of joint. The use of WSH on carbon steel 45 is not recommended due to a decrease in corrosion resistance.
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.