金属学报

作者：瞿铁, 谢杨, 王重阳, 李利霞, 徐侠剑, 毛峙溆, 骆文泽, 黄智泉, 邓德安

单位：1 中信重工机械股份有限公司 洛阳 471039；2 重庆大学 材料科学与工程学院 重庆 400045；3 中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司 郑州 450001

关键词：残余应力,中碳调质钢,固态相变,蠕变效应,数值模拟,

基金：国家自然科学基金项目(51875063)

34CrNi1Mo齿轮钢在焊接过程中产生的残余应力可能对服役过程产生不利影响，如应力腐蚀开裂和疲劳强度降低。因此，准确预测和有效控制焊接接头残余应力具有重要意义。本工作采用34CrNi1Mo钢和Q355B钢制备了板厚为40 mm的异种钢多层多道对接接头，并采用盲孔法测量了焊后和热处理后的残余应力。基于MSC. Marc软件，在考虑中碳调质钢(34CrNi1Mo钢)固态相变的基础上，建立了“热-冶金-力学”多场耦合有限元模型模拟焊接残余应力，同时建立了考虑蠕变效应的“热-弹/塑性”有限元模型模拟焊后热处理时的应力变化。讨论了焊接过程中固态相变对残余应力分布的影响规律，以及热处理过程中的蠕变行为对焊接残余应力松弛程度的影响。数值模拟结果与实验结果对比表明，固态相变对中碳调质钢热影响区的纵向和横向的残余应力大小及分布均有显著影响；在模拟热处理过程时，仅考虑屈服强度随温度变化关系时，预测得到的残余应力结果与实验值有显著偏差；而考虑蠕变后的计算结果与实测值吻合良好。

来源：2026年第1期

《金属学报》期刊编辑部

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