Ідентифікація впливу методів газового дугового зварювання металу на механічні характеристики дуплексної нержавіючої сталі

Abstract

This study evaluates the effect of various Gas Metal Arc Welding (GMAW) methods on the mechanical properties of duplex stainless steel. The main objective is to identify the most effective GMAW process parameters in improving the mechanical properties of the material, including tensile strength, hardness, and corrosion resistance. The results of this study provide valuable insights into improving the weld quality, mechanical properties, and durability of duplex stainless steels in high-performance environments and corrosive conditions. Industries such as oil and gas, shipbuilding and chemical processing can greatly benefit from these findings by adopting optimized GMAW parameters to produce stronger and more durable weld joints. The findings also highlight the significant impact of welding and heat treatment on the alloy’s mechanical properties. The strength of the control material was recorded at 811.47 MN/m2, whereas the welded samples exhibited strengths between 177.07 and 257.32 MN/m2. The impact energy of the control material was 162.70 J, while the welded samples showed values ranging from 38.64 J to 56.20 J. Additionally, the study reveals that stress relief heat treatment resulted in the highest strength (A3=331 MN/m2) compared to quenching in lubricating oil (A2=329 MN/m2) and neem oil (A1=222 MN/m2), although variations in material toughness were observed. The uniqueness of this research lies in its systematic approach in correlating GMAW parameters with changes in microstructure and mechanical properties. The distinctiveness of this research stems from its structured methodology in linking GMAW parameters to variations in microstructure and mechanical properties, facilitating the identification of optimal welding conditionsЦе дослідження оцінює вплив різних методів газового дугового зварювання (ГДЗ) на механічні властивості дуплексної нержавіючої сталі. Основною метою є визначення найбільш ефективних параметрів процесу ГДЗ для покращення механічних властивостей матеріалу, включаючи міцність на розрив, твердість і стійкість до корозії. Результати цього дослідження дають цінну інформацію про покращення якості зварювання, механічних властивостей і довговічності дуплексних нержавіючих сталей у високоефективних середовищах і корозійних умовах. Такі галузі промисловості, як нафтогазова, суднобудівна та хімічна промисловість, можуть отримати значну вигоду з цих висновків, прийнявши оптимізовані параметри ГДЗ для отримання міцніших і довговічніших зварних з’єднань. Результати також підкреслюють значний вплив зварювання та термічної обробки на механічні властивості сплаву. Міцність контрольного матеріалу була зареєстрована на рівні 811,47 МН/м2, тоді як зварні зразки показали міцність від 177,07 до 257,32 МН/м2. Енергія удару контрольного матеріалу становила 162,70 Дж, а зварених зразків – від 38,64 Дж до 56,20 Дж. Крім того, дослідження показує, що термічна обробка для зняття напруги призвела до найвищої міцності (A3=331 МН/м2) порівняно з гартуванням у мастилі (A2=329 МН/м2) і олії німу (A1=222 МН/м2), хоча спостерігалися зміни в міцності матеріалу. Унікальність цього дослідження полягає в його системному підході до кореляції параметрів ГДЗ зі змінами мікроструктури та механічних властивостей. Особливість цього дослідження полягає в його структурованій методології зв’язку параметрів ГДЗ з варіаціями мікроструктури та механічних властивостей, полегшуючи визначення оптимальних умов зварюванн