受焊縫和母材的強烈拘束耐磨鋼板上下坡口交界處FGHAZ內應力三軸度最大,容易形成蠕變裂紋,導致接頭蠕變開裂.數值模擬結果與試驗獲得的IV型裂紋產生、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值模擬.結果表明,在接頭上下坡口交界處細晶熱影響區(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生完全動態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,從而確立復合耐磨鋼板在不同變形條件下的動態再結晶數學模型。采用De-form數值模擬軟件對熱模擬實驗動態再結晶過程進行數值模擬,對比金相實驗結果,驗證復合耐磨鋼板動態再結晶數學模型的正確性。