根據(jù)ANSYS模擬的結(jié)果,接觸應(yīng)力的******值為1158MPa,******剪應(yīng)力的******值為348MPa,******剪應(yīng)力******值出現(xiàn)的位置為距離表面5mm處,這與軋輥實(shí)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(biāo)和方向。使用ANSYS模擬了軋輥堆焊修復(fù)過(guò)程中軋輥的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng),模擬得到的焊接熱循環(huán)曲線與熔池尺寸與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)非常吻合。殘余拉應(yīng)力的實(shí)測(cè)值比模擬值低,壓應(yīng)力比模擬值高,這是由于模擬未考慮焊后材料的相變應(yīng)力。
　　模擬結(jié)果表明環(huán)向應(yīng)力對(duì)焊縫的影響大于橫向應(yīng)力,環(huán)向應(yīng)力在焊后最初表現(xiàn)為壓應(yīng)力,冷卻后由于塑變表現(xiàn)為拉應(yīng)力,拉伸應(yīng)力******值出現(xiàn)在焊縫中心和焊趾附近,拉應(yīng)力模擬******值為1086MPa,實(shí)測(cè)值為805MPa。橫向應(yīng)力主要表現(xiàn)為壓應(yīng)力,模擬壓應(yīng)力******值為531MPa,實(shí)測(cè)值為354MPa,因此殘余應(yīng)力主要為較大的環(huán)向拉伸應(yīng)力。在不同預(yù)熱溫度下模擬殘余應(yīng)力場(chǎng),結(jié)果表明未預(yù)熱的焊后殘余應(yīng)力的******值為1190MPa,300℃預(yù)熱殘余應(yīng)力******值為801MPa,400℃預(yù)熱殘余應(yīng)力******值為642MPa,500℃預(yù)熱殘余應(yīng)力******值為491MPa?？梢?jiàn)軋輥堆焊設(shè)備焊前預(yù)熱可以有效減小焊后殘余應(yīng)力。通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)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******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(duì)硬面層高溫穩(wěn)定性的影響,根據(jù)硬度測(cè)試結(jié)果并考慮制備藥芯焊絲的經(jīng)濟(jì)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。