P92与SUS304异种钢接头焊接残余应力的数值模拟与实验验证

【作者】 李索； 戴培元； 李健； 孙光爱； 邓德安；

【机构】 重庆大学材料科学与工程学院； 中国工程物理研究院核物理与化学研究所；

【摘要】 本文研究了P92铁素体耐热钢与SUS304奥氏体不锈钢组成的异种钢平板对接接头的显微硬度和焊接残余应力分布。基于Sysweld有限元软件建立了"热-冶金-力学"耦合的计算方法,数值模拟了异种钢平板对接接头的温度场和应力场。在数值模拟中,开发了高精度的材料模型,详细考虑了P92钢的固态相变和马氏体回火效应,以及SUS304不锈钢和镍基填充材料的加工硬化和退火软化。同时,采用中子衍射法测量了异种钢接头内部的弹性应变分布,采用小孔法测量了异种钢接头表面的焊接残余应力,采用显微硬度计测量了异种钢接头的显微硬度分布。计算结果与测量结果对比吻合良好,说明所开发的材料模型具有较高的计算精度。结果表明,焊接过程中P92钢的固态相变和马氏体回火效应对焊接残余应力和显微硬度有显著影响。在P92钢一侧的焊根处存在多向拉应力状态,可能增加异种钢接头沿熔合线开裂风险。更多还原