根據(jù)ANSYS模擬的結(jié)果,接觸應力的最大值為1158MPa,最大剪應力的最大值為348MPa,最大剪應力最大值出現(xiàn)的位置為距離表面5mm處,這與軋輥實際發(fā)生接觸疲勞片狀剝落的位置近似。
　　這些研究為硬面層材料的制備提供了目標和方向。使用ANSYS模擬了軋輥堆焊修復過程中軋輥的溫度場和應力場,模擬得到的焊接熱循環(huán)曲線與熔池尺寸與實測數(shù)據(jù)非常吻合。殘余拉應力的實測值比模擬值低,壓應力比模擬值高,這是由于模擬未考慮焊后材料的相變應力。
　　模擬結(jié)果表明環(huán)向應力對焊縫的影響大于橫向應力,環(huán)向應力在焊后最初表現(xiàn)為壓應力,冷卻后由于塑變表現(xiàn)為拉應力,拉伸應力最大值出現(xiàn)在焊縫中心和焊趾附近,拉應力模擬最大值為1086MPa,實測值為805MPa。橫向應力主要表現(xiàn)為壓應力,模擬壓應力最大值為531MPa,實測值為354MPa,因此殘余應力主要為較大的環(huán)向拉伸應力。在不同預熱溫度下模擬殘余應力場,結(jié)果表明未預熱的焊后殘余應力的最大值為1190MPa,300℃預熱殘余應力最大值為801MPa,400℃預熱殘余應力最大值為642MPa,500℃預熱殘余應力最大值為491MPa?？梢娷堓伓押冈O(shè)備焊前預熱可以有效減小焊后殘余應力。通過優(yōu)化實驗制備了兩種埋弧焊用硬面藥芯焊絲,考察了硬面層硬度在不同回火熱處理溫度下的高溫穩(wěn)定性,兩組硬面合金的最佳熱處理溫度為480℃,且高合金鋼配方硬面合金的硬度值高于馬氏體不銹鋼配方硬面合金。
　　并分析了Ni和Mo對硬面層高溫穩(wěn)定性的影響,根據(jù)硬度測試結(jié)果并考慮制備藥芯焊絲的經(jīng)濟性決定鉬和鎳的添加量均為4%。氮合金化使殘余的奧氏體更加穩(wěn)定并且盡量保留固溶的Cr,從而延遲了M23C6及M6C型析出物的析出。