Работа посвящена экспериментальному исследованию распределения микротвердости в стыковых сварных соединениях высокопрочной низколегированной стали MAGSTRONG S700MC толщиной 3 и 6 мм, выполненных полуавтоматической MIG-сваркой в среде аргона. Актуальность обусловлена широким внедрением данной стали в машиностроение при недостатке систематизированных данных о влиянии термического цикла сварки на локальные механические свойства соединений различной толщины. Проведен сравнительный анализ микротвердости в характерных зонах сварного соединения, включая основной металл, зону термического влияния, зону сплавления и металл шва, с применением статистической обработки результатов. Измерения проводили методом Виккерса при нагрузке 100 г. Для каждой толщины изготовлено по 5 образцов, выполнена статистическая обработка с оценкой средних значений и доверительных интервалов. Установлено, что микротвердость основного металла соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к данному классу прочности. Во всех исследованных образцах зафиксировано разупрочнение в зоне термического влияния, при этом минимальные значения твердости наблюдаются в зоне сплавления, что подтверждает структурную неоднородность соединения. Выявлена зависимость твердости металла шва от толщины проката: для образцов меньшей толщины характерны более высокие значения и меньший разброс показателей, что связано с различными скоростями охлаждения и условиями структурообразования при сварке. Полученные результаты позволяют обосновать необходимость учета зоны разупрочнения при проектировании несущих сварных узлов и могут быть использованы для верификации расчетных моделей, а также для оптимизации режимов дуговой сварки стали S700MC при изготовлении ответственных металлоконструкций.
This paper presents an experimental study of the microhardness distribution in butt-welded joints of high-strength low-alloy steel MAGSTRONG S700MC, with thicknesses of 3 mm and 6 mm, produced by semi-automatic MIG welding in an argon atmosphere. The relevance of this work stems from the increasing use of this steel in engineering structures and the lack of systematic data on the influence of the welding thermal cycle on the local mechanical properties of joints of varying thicknesses. A comparative analysis of microhardness was conducted in the characteristic zones of the welded joint, including the base metal, the heat-affected zone (HAZ), the fusion zone, and the weld metal, employing statistical processing of the results. Measurements were performed using the Vickers method under a load of 100 g. Five samples were prepared for each thickness, and statistical processing was carried out, including the evaluation of mean values and confidence intervals. It was established that the microhardness of the base metal meets the standard requirements for this strength class. Softening within the heat-affected zone was recorded in all investigated samples, with the minimum hardness values observed in the fusion zone, confirming the structural heterogeneity of the joint. A dependence of the weld metal hardness on the sheet thickness was revealed: samples of smaller thickness are characterized by higher values and a smaller scatter of indicators. This is associated with different cooling rates and structure formation conditions during welding. The obtained results substantiate the necessity of accounting for the softening zone in the design of load-bearing welded units. They can also be used for the verification of computational models and for optimizing arc welding parameters for S700MC steel in the manufacture of critical metal structures.
1. Chen J., Shi Z., Luo X., Chai F., Pan, T., Feng G., Yang C. Micro-alloying effects on microstructure and weldability of high-strength low-alloy steel: a review // Materials. 2025. Vol. 18. Is. 5. P. 1036. DOI: 10.3390/ma18051036. URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/18/5/1036 (дата обращения: 01.02.2026).
2. Wang P., Gomes F. M., Warchomicka F. G., Ernst W., Vallant R., Poletti M. C., Enzinger N. The effect of thermomechanical welding on the microstructure and mechanical properties of S700MC steel welds // Weld World. 2024. Vol. 68. Is. 5. P. 1053–1069. DOI: 10.1007/s40194-024-01711-x. URL: https://www.researchgate.net/publication/375649802 _The_effect_of_thermomechanical_welding_on_the_microstructure_and_mechanical_properties_of_S700MC_steel_welds (дата обращения: 09.02.2026).
3. Ji D., Zhang J., Liu Y., Zhang B., Chen X., Li R. Microstructural evolution and fatigue performance of 25CrMo4 steel remanufactured by high-speed laser cladding of Inconel 625 alloy // International Journal of Fatigue. 2026. Vol. 203. P. 109291. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2025.109291 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142112325004888 (дата обращения: 18.02.2026).
4. Zhang D., Xu T., Xu J., Li W., Zhang H., Hou, J. Effect of microstructural characteristics on the impact fracture behavior of cryogenic 9Ni steel // IOP Publishing. Materials Research Express. 2023. Vol. 10. Is. 10 P. 114318. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127525007385 (дата обращения: 06.02.2026). DOI: 10.1088/2053-1591/acffa9.
5. Gorka J., Stano S. Microstructure and properties of hybrid laser arc welded joints (laser beam-MAG) in thermo-mechanical control processed S700MC steel // Metals. 2018. Vol. 8. Is. 2. P. 132. URL: https://www.researchgate.net/publication/323284762_Microstructure_and_ Properties_of_Hybrid_Laser_Arc_Welded_Joints_Laser_Beam-MAG_in_Thermo-Mechanical_ Control_Processed_S700MC_Steel (дата обращения: 07.02.2026). DOI: 10.3390/met8020132.
6. Skowrońska B., Chmielewski T., Golański D., Szulc J. Weldability of S700MC steel welded with the hybrid plasma+ MAG method // Manufacturing Review. 2020. Vol. 7. P. 4. URL: https://www.researchgate.net/publication/338836631_Weldability_of_S700MC_steel_welded_with_the_hybrid_plasma_MAG_method (дата обращения: 20.01.2026). DOI: 10.1051/mfreview/2020001.
7. Szczucka-Lasota B., Węgrzyn T., Jurek A. Formation of oxides and sulfides during the welding process of S700MC steel by using new electrodes wires // Materials. 2024. Vol. 17. Is. 12. P. 2974. URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/17/12/2974 (дата обращения: 23.01.2026). DOI: 10.3390/ma17122974.
8. Günther J., Prowaznik R., Krug D., Jahn S., Niendorf T., Wegener T. Microstructure and mechanical properties of hand-held laser beam welded S700MC high-strength steel // Journal of Advanced Joining Processes. 2025. № 12. P. 100359. URL: https://www.researchgate.net/publication/397542689_Microstructure_and_Mechanical_Properties_of_Hand-Held_Laser_Beam_Welded_S700MC_High-Strength_Steel (дата обращения: 27.01.2026). DOI: 10.1016/j.jajp.2025.100359.
9. Gorka J. Structure and properties of hybrid laser arc welded t-joints (laser beam-mag) in thermo-mechanical control processed steel S700mc of 10 mm thickness // Archives of Metallurgy and Materials. 2018. Vol. 63. Is. 3. P. 1125–1131. URL: https://www.researchgate.net/publication/328850632_ Structure_and_properties_of_hybrid_laser _arc_welded_T-Joints_laser_beam_-_MAG_in_thermo-mechanical_control_processed_steel_ S700MC_of_10_mm_thickness (дата обращения: 04.02.2026). DOI: 10.24425/123785.
10. Шайманов Г. С., Симонов М. Ю., Симонов Ю. Н. Анализ структуры и карт распределения микротвердости под поверхностью разрушения конструкционных сталей после однократных динамических испытаний // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. 2023. Т. 25. № 1. С. 27–36. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-struktury-i-kart-raspredeleniya-mikrotverdosti-pod-poverhnostyu-razrusheniya-konstruktsionnyh-staley-posle-odnokratnyh (дата обращения: 10.02.2026). DOI: 10.15593/2224-9877/2023.1.03.
11. Spachinger S. J., Ernst W., Enzinger N., Influence of Ti on the toughness of the FGHAZ and the CGHAZ of high-strength microalloyed S700MC steels // Welding in the World. 2017. Vol. 61. № 1. P. 1117–1131. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s40194-017-0480-7 (дата обращения: 10.02.2026). DOI: 10.1007/s40194-017-0480-7.
12. Gorka J. Study of structural changes in S700MC steel thermomechanically treated under the influence of simulated welding thermal cycles // Indian Journal of Engineering and Materials Sciences. 2015. Vol. 22. P. 497–502. URL: https://www.researchgate.net/publication/ 285778837_Study_of_structural_changes_in_S700MC_steel_thermomechanically_treated_under_the_influence_of_simulated_welding_thermal_cycles (дата обращения: 18.02.2026).
13. Полетаев Ю. В., Полетаев В. Ю. Влияние термического цикла сварки и повторного нагрева на структурно-фазовые изменения низколегированной Cr-Ni-Mo-V cтали // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). 2016. № 4 (87). С. 96–103. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-termicheskogo-tsikla-svarki-i-povtornogo-nagreva-na-strukturno-fazovye-izmeneniya-nizkolegirovannoy-cr-ni-mo-v-ctali (дата обращения: 23.02.2026). DOI: 10.12737/22166.
14. Панин В. Е., Панин С. В., Почивалов Ю. И., Смирнова А. С., Еремин А. В. Структурно-масштабные уровни пластической деформации и разрушения сварных соединений высокопрочных титановых сплавов // Физическая мезомеханика. 2018. № 4. C. 33–44. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/strukturno-masshtabnye-urovni-plasticheskoy-deformatsii-i-razrusheniya-svarnyh-soedineniy-vysokoprochnyh-titanovyh-splavov (дата обращения: 23.02.2026). DOI: 10.24411/1683-805X-2018-14004.
15. Gorka J. Microstructure and properties of the high-temperature (HAZ) of thermo-mechanically treated S700MC high-yield-strength steel // Materials and Technologies. 2016. Vol. 50. Is. 4. P. 617–621. URL: https://www.researchgate.net/publication/306242330_Microstructure_and_properties_of_the_high-temperature_HAZ_of_thermo-mechanically_treated_S700MC_high-yield-strength_steel (дата обращения: 27.02.2026). DOI: 10.17222/mit.2015.123.
16. Чукин М. В., Полецков П. П., Набатчиков Д. Г., Гущина М. С., Бережная Г. А. Влияние легирующих элементов на свойства сталей при различных скоростях охлаждения // Качество в обработке материалов. 2016. № 1 (5). C. 5–8. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vliyanie-legiruyuschih-elementov-na-svoystva-staley-pri-razlichnyh-skorostyah-ohlazhdeniya (дата обращения: 12.01.2026).