根据连铸辊尺寸建立有限元模型,测定其工作周期及表面温度,确定 20s为 1个工作循环周期.采用ANSYS软件计算连铸辊硬面层工作状态下的温度场、应力及应变场,分析多次循环周期中硬面层温度、应力和应变变化规律及失效风险,提出延长连铸辊硬面层使用寿命的措施.结果显示:连铸辊 1个工作周期内,硬面层最高和最低温度分别为 742,132℃,最大温差为610℃;硬面层的表面层最大应力可达 1 030 MPa,表面层先后产生弹性变形和塑性变形,应变随循环次数的增加而增大,50次循环形变量可达 0.007 mm;近表面层产生弹性变形和塑性变形晚于表面层,50次循环最大形变量可达 0.004 7 mm;硬面层的表面层与近表面层在 50次循环中均受到较大应力,产生较大应变,但表面层受到的应力和产生的应变程度更大,失效风险较大.建议从材料本身入手如通过添加Nb,Ti,V等元素改善硬面层的综合性能,延长硬面层使用寿命.
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