The influence of wave strain hardening on the corrosion resistance of welded joints of structural steels in agricultural machinery

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

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.

About the authors

Sergey V. Barinov

Vladimir State University named after A. G. and N. G. Stoletov

Author for correspondence.
Email: box64@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-1341-446X
SPIN-code: 3565-9623

Cand. Sci. (Engineering), assistant professor, Assistant professor of the Mechanical Engineering Technology Department

Russian Federation, Vladimir

Natalia A. Grigorieva

Vladimir State University named after A. G. and N. G. Stoletov

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

Assistant lecturer of the Mechanical Engineering Technology Department

Russian Federation, Vladimir

Danila M. Shestopalov

Vladimir State University named after A. G. and N. G. Stoletov

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

Master of the Mechanical Engineering Technology Department

Russian Federation, Vladimir

References

  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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Microstructure of the weld in a sample made of the 30KhGSA steel: a, non-hardened sample; b, after wave deformation hardening with K=0.3 (×200).

Download (549KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Macrostructure of a weld in a sample of the 30KhGSA steel after wave deformation hardening with K=0.3 (×10).

Download (192KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: 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».