超高强耐磨钢NM500多层多道对接接头残余应力的研究

作     者：胡龙 刘红艳 成慧梅 陈维奇 冯广杰 叶延洪 邓德安 HU Long;LIU Hongyan;CHENG Huimei;CHEN Weiqi;FENG Guangjie;YE Yanhong;DENG Dean

作者机构：重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 河钢集团邯钢公司邯郸056003 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第4期

页      面：335-344页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：耐磨钢 焊接 固态相变 残余应力 数值模拟 

摘      要：基于SYSWELD软件平台,以新型NM500钢的多层多道对接接头为研究对象,开发一种考虑固态相变的“热-冶金-力学耦合计算方法来模拟对接接头的温度场、组织体积百分数以及焊接残余应力。同时,采用光学显微镜观察对接接头的显微组织,采用显微硬度计测量接头硬度分布,以及采用小孔法测量对接接头表面残余应力。数值模拟结果与试验测量结果的比较表明:使用实际焊接热输入模拟得到的对接接头超过冶金熔点以上的温度区域与实际焊接接头熔化区吻合较好;纵向残余应力峰值位于紧邻热影响区的母材上,其值约为1600 MPa,与母材的常温屈服极限相当;横向残余应力在焊缝厚度方向呈现“拉-压-拉的分布形态。总体而言,数值模拟得到纵向及横向残余应力的大小及分布与试验测量结果吻合较好,验证了“热-冶金-力学耦合计算方法的有效性。基于数值模拟结果,探讨了NM500钢多层多道对接接头焊接残余应力的形成机理。