受焊縫和母材的強烈拘束耐磨鋼板上下坡口交界處FGHAZ內(nèi)應力三軸度最大,容易形成蠕變裂紋,導致接頭蠕變開裂.數(shù)值模擬結果與試驗獲得的IV型裂紋產(chǎn)生、擴展結果一致.因此采用應力三軸度表征IV型裂紋開裂比較合理.
分析了復合耐磨鋼板的焊接性,探討了該鋼焊接材料的選用原則,介紹了該鋼焊接材料的種類及其應用。結果表明,該鋼焊接材料的選用可以采用"準成分匹配"原則,即盡可能使焊縫的主要化學成分接近母材,保證接頭獲得最佳的力學性能(含高溫性能)和焊接性。該鋼焊接材料復合耐磨鋼板的種類多達五種,采用專用藥芯焊絲FCAW打底+實芯焊絲GMAW填充的新工藝,優(yōu)勢明顯。不同管徑和壁厚的復合耐磨 鋼板,分別采用匹配的焊接材料和合理的工藝,均在不同的工程中獲得成功應用。復合耐磨鋼板專用藥芯焊絲焊是頗具發(fā)展前景且期待完善的焊接新材料。
采用有限元方法對馬氏體復合耐磨 鋼板焊接接頭在溫度為600℃、應力為80MPa下的最大主應力、von Mises等效應力、等效蠕變應變和應力三軸度進行了數(shù)值模擬.結果表明,在接頭上下坡口交界處細晶熱影響區(qū)(FGHAZ)兩側的最大主應力和von Mises等效應力很高,蠕變變形主要集中在FGHAZ,等效蠕變應變的最大值位于FGHAZ的底部.
針對復合耐磨鋼板,利用Gleeble-3500熱模擬試驗機采集了復合耐磨鋼板的高溫流動應力-應變曲線。以Avrami方程為基礎,結合單項熱壓縮實驗發(fā)生完全動態(tài)再結晶試樣復合耐磨鋼板的金相分析,回歸得到方程中的模型參數(shù),從而確立復合耐磨鋼板在不同變形條件下的動態(tài)再結晶數(shù)學模型。采用De-form數(shù)值模擬軟件對熱模擬實驗動態(tài)再結晶過程進行數(shù)值模擬,對比金相實驗結果,驗證復合耐磨鋼板動態(tài)再結晶數(shù)學模型的正確性。