机械工程学报

作者：李冠楠, 毛峙溆, 王重阳, 胡龙, 邓德安

单位：1. 重庆大学材料科学与工程学院 重庆 400044;2. 邯郸钢铁集团公司技术质量部 邯郸 056015;3. 郑州机械研究所有限公司 郑州 450001

关键词：NM450TP钢,固态相变,软化效应,残余应力,数值模拟；

基金：河北省科学技术厅省级科技计划中央引导地方科技发展基金资助项目(206Z1009G)。

新型免调质耐磨钢NM450TP是近年来在工程机械和矿山机械等领域中应用越来越广泛的低成本超高强钢，但国内目前并没有系统而深入地研究这类材料典型接头的焊接残余应力。以NM450TP钢为研究对象，采用数值模拟技术和试验手段结合的方法研究了T字接头在自由状态和外部拘束条件下的焊接残余应力及其演化过程。基于显微组织观察和硬度测量结果，建立了NM450TP钢焊接过程中固态相变和软化模型，以专用软件SYSWELD为平台开发了“温度-组织-应力”多场耦合的热-弹-塑性有限元计算方法。采用所开发的计算方法数值模拟了NM450TP钢T字接头的温度场及残余应力，并与试验测量结果进行的比较。此外，基于数值模拟结果探讨了外部拘束对T字接头的纵向残余与横向残余应力的影响。数值模拟结果表明，由于NM450TP钢热影响区发生了以马氏体为主的固态相变，在外部拘束条件下，马氏体相变引起的体积膨胀反而减小了横向残余应力的峰值。研究成果对这类材料在实际工程应用中焊接工艺的制定提供了理论依据。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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