Автоматическая сварка, 2017, №03



2017 №03 (06)

DOI of Article 10.15407/as2017.03.07

2017 №03 (08)

---

Автоматическая сварка, № 3, 2017, с. 51-58
 

Современное состояние методов повышения коррозионной стойкости и сопротивления коррозионной усталости сварных соединений (Обзор)

С. А. Соловей

ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. Е-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Для повышения надежности эксплуатации изделий и сварных конструкций в условиях влияния коррозионных сред применяются методы поверхностного пластического деформирования металла, которые придают упрочненному слою физико-механические свойства, отличные от основного металла. Технический прогресс способствует не только разработке новых методов поверхностного пластического деформирования (например, оплавление поверхности нанопульсирующим лазером), но и постоянному усовершенствованию традиционных методов (дробеструйная обработка, обработка давлением и др.), эффективность которых доказана на практике. Цель настоящего обзора – оценить современное состояние использования методов поверхностного пластического деформирования для повышения сопротивления коррозионной усталости и стойкости сталей и сварных соединений. Анализ литературных данных показал, что экспериментальные исследования последних лет посвящены преимущественно установлению эффективности упрочнения данными методами нержавеющих сталей и их соединений для последующего применения в таких областях, как медицина (имплантаты), атомная энергетика (реакторы), судостроение. Для обработки сварных металлоконструкций наиболее перспективной является ультразвуковая ударная обработка благодаря компактности и мобильности оборудования, экологичности технологического процесса, высокой эффективности, возможности проводить упрочнение сварных соединений в любых пространственных положениях в полевых условиях. Библиогр. 37, рис. 4.
 
Ключевые слова: сварное соединение, коррозия, поверхностное пластическое деформирование, ультразвуковая ударная обработка, коррозионная усталость, коррозионная стойкость

---

Читати реферат українською

Поступила в редакцию 01.02.2017
Подписано в печать 23.02.2017
 

1. Чаевский М. И., Шатинский В. Ф. Повышение работоспособности сталей в агрессивных средах при циклическом нагружении. – Киев: Наукова думка, 1970. – 312 с.
2. Похмурский В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения. – Киев: Там же, 1974. – 188 с.
3. Коррозионная усталость металлов: Тр. І сов.-анг. семинара; под ред. акад. Я. М. Коротыркина. – Киев: Там же, 1982. – 372 с.
4. Похмурський В. І., Хома М. С. Корозійна втома металів і сплавів. – Львів: СПОЛОМ , 2008. – 304 с.
5. Enhancing plasticity of high-strength titanium alloys VT22 under impact-oscillatory loading / M. Chausov et al. // Philosophical Magazine. – 2016. – Vol. 97. – P. 389–399.
6. Effect of surface and bulk plastic deformations on the corrosion resistance and corrosion fatigue performance of AISI316L / Aymen A. Ahmed et al. // Surface & Coating Technology. – 2014. – Vol. 259. – P. 448–455.
7. Hashemi B., Rezaee M., Yazdi, Azar V. The wear and corrosion resistance of shot peened-nitrided 316L austenitic stainless steel // Materials and Design. – 2011. – № 32. – С. 3287–3292.
8. Effect of shot peening parameters and hydroxyapatite coating on surface properties and corrosion behavior of medical grade AISI316L stainless steel / Aymen A. Ahmed et al. // Surface & Coating Technology. – 2015. – Vol. 280. – P. 347–358.
9. Influence of peening on the corrosion properties of AISI304 stainless stell / Hang-sang Lee et al. // Corrosion Science. – 2009. – Vol. 51. – P. 2826–2830.
10. Effect of structure evolution induced by ultrasonic peening on the corrosion behavior of AISI321 stainless steel / B. N. Mordyuk et al. // Materials Science and Engineering A. – 2007. – Vol. 458. – P. 253–261
11. Effect of ultrasonic impact peening on the corrosion of ferritic-martensitic steels in supercritical water / Z. Dong et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2015. – № 457. – С. 266–272.
12. Influence of surface mechanical attrition treatment (SMAT) on the corrosion behaviour of AISI304 stainless steel / T. Balusamy et al. // Corrosion Science. – 2013. – Vol. 74. – P. 332–344.
13. Impact of surface treatment on the corrosion resistance of ASTM F138-F139 stainless steel for biomedical applications / M. D. Pereda et al. // Procedia Materials Science. – 2012. – Vol.1. – Р.446–453.
14. Effect of cold working and sandblasting on the microhardness, tensile strength and corrosion resistance of AISI316L stainless steel / Suyitno et al. // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. – 2012. – Vol. 19, № 12. – P. 1093–1099.
15. Improving the Corrosion Resistance and Reliability of Austenitic and Austenitic–Ferritic Steel Pipe / G. G. Shepel’a et al. // Steel in Translation. – 2009. – Vol. 39. – P. 1107–1110.
16. Pacquentin W., Caron N., Oltra R. Effect of microstructure and chemical composition on localized corrosion resistance of a AISI304L stainless steel after nanopulsed-laser surface melting // Applied Surface Science. – 2015. – Vol. 356. – P. 561–573.
17. Improving corrosion and wear resistance of FV520B steel by high current pulsed electron beam surface treatment / S. Hao et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2015. – Vol. 356–357. – P. 12–16.
18. Baptista R., Infante V., Branco C. M. Study of the behavior in welded joints of stainless steels treated by weld toe grinding and subjected to salt water corrosion // International Journal of Fatigue. – 2008. – Vol. 30. – P. 453–462.
19. Enhancement of the fatigue strength of underwater wet welds by grinding and ultrasonic impact treatment / Wenbin Gao et al. // Journal of Materials Processing Technology. – 2015. – Vol. 223. – P. 305–312.
20. Nasilowska B., Bogdanowicz Z., Wojucki M. Shot peening effect on 904 L welds corrosion resistance // Journal of Constructional Steel Research. – 2015. – Vol. 115. – P. 276–282.
21. Effect of high energy shot peening pressure on the stress corrosion cracking of the weld joint of 304 austenitic stainless steel / L. Zhiming et al. // Materials Science and Engineering: A. – 2015. – Vol. 637. – P. 170–174.
22. Коломийцев Е. В. Коррозионно-усталостная прочность тавровых соединений стали 12Х18Н10Т и методы ее повышения // Автоматическая сварка. – 2012. – № 12. – С. 41–43.
23. Daavari M., Sadough Vanini S. A. Corrosion fatigue enhancement of welded steel pipes by ultrasonic impact treatment // Materials Letters. – 2015. – Vol. 139. – P. 462–466.
24. Коломийцев Е. В., Серенко А. Н. Влияние ультразвуковой и лазерной обработки на сопротивление усталости стыковых сварных соединений в воздушной и коррозионной средах // Автоматическая сварка. – 1990. – № 11. – С. 13–15.
25. Abdulah A., Malaki M., Eskandari A. Strength enhancement of the welded structures by ultrasonic peening // Materials & Design. – 2012. – Vol. 38. – P. 7–18.
26. Daavari M., Sadough Vanini S. A. The effect of ultrasonic peening on service life of the butt-welded high-temperature steel pipes // Journal of Materials Engineering and Performance. – 2015. – Vol. 24. – P. 3658–3665.
27. Сопротивление коррозионной усталости сварных соединений, упрочненных высокочастотной механической проковкой / В. В. Кныш и др. // Автоматическая сварка. – 2008. – № 4. – С. 5–8.
28. Zhao X., Wang D., Huo L. Analysis of the S-N curves of welded joints enhanced by ultrasonic peening treatment // Materials & Design. – 2011. – Vol. 32. – № 1. – P. 88–96.
29. Abston S. The technology and applications of ultrasonic impact technology // Australasian Welding Journal. – 2010. – Vol. 55. – P. 20–21.
30. The effects of ultrasonic peening treatment on the ultra-long life fatigue behavior of welded joints / D. Yin et al. // Materials & Design. – 2010. – Vol. 31, № 7. – P. 3299–3307.
31. Marquis G. Failure modes and fatigue strength of improved HSS welds // Engineering Fracture Mechanics. – 2010. – Vol. 77. – P. 2051–2062.
32. Discussion on fatigue design of welded joints enhanced by ultrasonic peening treatment (UPT) / T. Wang et al. // International Journal of Fatigue. – 2009. – Vol. 31, № 4. – P. 644–650.
33. Rehabilitation and repair of welded elements and structures by ultrasonic peening / Y. Kudryavtsev et al. // Welding in the Word. – 2007. – Vol. 51, № 7-8. – P. 47–53.
34. Verlangerung der lebensdauer von schwei?konstruktion aus hoher festen baustahlen durch Anwendung der UITtechnologie / U. Kuhlmann et al. // Schwei?en und Schneiden. – 2005. – Vol. 57, № 8. – P. 384–391.
35. Yang X., Ling X., Zhou J. Optimization of the fatigue resistance of AISI304 stainless steel by ultrasonic impact treatment // International Journal of Fatigue. – 2014. – Vol. 61, № 4. – P. 28–38.
36. Ahmad B., Fitzpatrick M. E. Effect of ultrasonic peening and accelerated corrosion exposure on residual stress distribution in welded marine steel // Metallurgical and materials transactions A. – 2015. – Vol. 46. – P. 1214–1226.
37. Влияние коррозионных повреждений на циклическую долговечность тавровых сварных соединений, обработанных высокочастотной механической проковкой / В. В. Кныш и др. // Автоматическая сварка. – 2016. – № 9. – С. 46–51.