根據ANSYS模擬的結果,接觸應力的******值為1158MPa,******剪應力的******值為348MPa,******剪應力******值出現的位置為距離表面5mm處,這與軋輥實際發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曲線與熔池尺寸與實測數據非常吻合。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。
　　模擬結果表明環向應力對焊縫的影響大于橫向應力,環向應力在焊后最初表現為壓應力,冷卻后由于塑變表現為拉應力,拉伸應力******值出現在焊縫中心和焊趾附近,拉應力模擬******值為1086MPa,實測值為805MPa。橫向應力主要表現為壓應力,模擬壓應力******值為531MPa,實測值為354MPa,因此殘余應力主要為較大的環向拉伸應力。在不同預熱溫度下模擬殘余應力場,結果表明未預熱的焊后殘余應力的******值為1190MPa,300℃預熱殘余應力******值為801MPa,400℃預熱殘余應力******值為642MPa,500℃預熱殘余應力******值為491MPa。可見軋輥堆焊設備焊前預熱可以有效減小焊后殘余應力。通過優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對硬面層高溫穩定性的影響,根據硬度測試結果并考慮制備藥芯焊絲的經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。