ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 174 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Морфологические изменения поверхности деформированной конструкционной стали в коррозионно-активной среде Роман Соколов a, *, Камиль Муратов b, Расул Мамадалиев c Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, г. Тюмень, 625000, Россия a https://orcid.org/0000-0001-5867-8170, falcon.rs@mail.ru; b https://orcid.org/0000-0002-8079-2022, muratows@mail.ru; c https://orcid.org/0000-0003-0813-0961, mamadalievra@tyuiu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 2 с. 174–188 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-174-188 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Коррозионное разрушение стали – сложный процесс, на который оказывают влияние как внешние, так и внутренние факторы. Например, структура материала определяет восприимчивость стали к процессу коррозии ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 539.24; 620.19 История статьи: Поступила: 17 января 2025 Рецензирование: 14 февраля 2025 Принята к печати: 17 марта 2025 Доступно онлайн: 15 июня 2025 Ключевые слова: Остаточные внутренние напряжения Медианная глубина Степень анизотр опии зерна Конструкционная сталь Остаточная деформация Скорость коррозии АННОТАЦИЯ Введение. Внутренние факторы, включая фазовую гетерогенность, кристаллографическую текстуру, амплитуду остаточных напряжений и концентрацию неметаллических включений, оказывают нелинейное мультипараметрическое воздействие на коррозионную резистентность металлических систем в агрессивных средах. Такая сложность взаимодействий существенно затрудняет прогнозирование кинетики коррозионной деградации и оценку эксплуатационной долговечности металлоконструкций. Указанные параметры модулируют пространственное распределение коррозионных дефектов, их морфологию и глубину проникновения, что требует применения системного подхода для установления количественных корреляций. Для более точного понимания и учёта влияния внутренних факторов на коррозионный процесс необходимо проводить комплексные исследования и анализ. Использование математических методов обработки при анализе влияния позволит выявить более сильные закономерности применительно к процессу коррозионного разрушения. Это позволит разработать методы и подходы для оптимизации проектирования, производства и эксплуатации металлических конструкций и изделий, а также повысить их надёжность и долговечность. Цель работы: разработка многокритериальной модели, связывающей глубину коррозионных повреждений (интегральный показатель агрессивности среды) с микроструктурными, механическими и топографическими характеристиками низкоуглеродистой стали Ст3. Объектом исследования являются образцы из листового проката с варьируемой степенью остаточной пластической деформации (ε = 0–7 %). Методы исследования. Микроструктурный анализ проводили с использованием оптической микроскопии (Olympus GX53) и сканирующей электронной микроскопии (JEOL 6008A) для оценки размера зерна, текстуры и дислокационной плотности. Количественную морфометрию коррозионных повреждений осуществляли методом цифрового анализа изображений (программный комплекс AXALIT) с определением медианной глубины как ключевого параметра. Рентгенографический анализ остаточных напряжений применялся для построения тензорных полей напряжений. Результаты и обсуждения. Экспериментальные данные демонстрируют нелинейный рост медианной глубины коррозионных повреждений от степени деформации: при ε = 6,6 % наблюдается двукратное увеличение медианной глубины по сравнению с недеформированным состоянием. Многомерный регрессионный анализ выявил доминирующее влияние внутренних остаточных напряжений на кинетику процесса коррозионного разрушения (R2 = 0,89). Разброс определяемых значений по внутренним напряжениям составляет ±5 мкм. Обнаруженные закономерности связаны с поведением структуры материала при пластической деформации, которая в наибольшей степени происходит в направлениях {111} <110>, что приводит к возникновению обратных остаточных внутренних напряжений. Медианная глубина коррозионных повреждений отражает скорость протекания коррозии. Метод группового учёта аргументов (МГУА) позволил синтезировать комплексный параметр, объединяющий различные параметры структуры стали. Полиномиальная аппроксимация зависимости медианной глубины коррозионных повреждений в 5 % HCl от комплексного параметра демонстрирует высокую сходимость (R2 = 0,99) при ошибке определения ±1 мкм. Разработанная модель подтверждает, что остаточные напряжения являются одним из ключевых факторов, модулирующим коррозионную активность деформированной стали Ст3. Полученные результаты позволяют оптимизировать процессы холодной обработки стали для повышения коррозионной стойкости металлоконструкций. Дальнейшие исследования планируется сосредоточить в направлении влияния динамических нагрузок и температурных градиентов на эволюцию дислокационных субструктур. Для цитирования: Соколов Р.А., Муратов К.Р., Мамадалиев Р.А. Морфологические изменения поверхности деформированной конструкционной стали в коррозионно-активной среде // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 2. – С. 174–188. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.2-174-188. ______ *Адрес для переписки Соколов Роман Александрович, к.т.н. Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, 625000, г. Тюмень, Россия Тел.: +7 919 925-88-47, e-mail: falcon.rs@mail.ru [1–3]. Так, в работе [4] показано, что феррит и аустенит по сравнению с цементитом более электроотрицательны. Близкое расположение в структуре материала разных по электрическому потенциалу фаз приводит к возникновению микрогальванопар и интенсивному процессу разрушения в агрессивной среде. Наличие дефектов в фазах ускоряет коррозионное разрушение материала. В структуре стали одна из фаз с высокой степенью дефектности – это мартенсит [5–7].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1