ZESTAWIENIE WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 7

1. WPROWADZENIE 11

2. ZAGADNIENIE ZUŻYCIA I NAPAWANIA ROLEK LINII COS 15

2.1. Warunki eksploatacji i przyczyny zużycia rolek linii COS 15
2.2. Materiał rolek linii COS 18
2.3. Metody napawania rolek linii COS 18
2.4. Spawalnicze materiały dodatkowe do napawania rolek 20
2.5. Pęknięcia eksploatacyjne rolek linii COS 22
2.6. Stan naprężenia napawanych części maszyn i urządzeń 24
2.7. Wpływ stanu naprężenia na rozwój pęknięć eksploatacyjnych 31
2.8. Modelowanie stanu naprężenia napawanych części maszyn 34
2.9. Podsumowanie 37

3. TEZA, CEL I ZAKRES PRACY 41

4. MODELOWANIE STANU NAPRĘŻENIA I ODKSZTAŁCENIA ORAZ STRUKTUR NAPAWANEJ ROLKI LINII COS 45

4.1. Model obliczeń stanu naprężenia i odkształcenia rolki podczas napawania.... 45
4.1.1. Model podstawowy ciała sprężystolepkoplastycznego 45
4.1.2. Model narastających ciał 48
4.1.3. Model uwzględniający przemiany strukturalne 53

4.2. Metoda obliczeń udziału faz 58
4.2.1. Wykresy przemian austenitu przechłodzonego 58
4.2.2. Obliczenia udziału faz wzdłuż krzywych chłodzenia 61
4.2.2.1. Algorytm obliczeń udziału faz dla dowolnej krzywej chłodzenia dla obszaru perlitycznego i bainitycznego 61
4.2.2.2. Obliczenia udziału martenzytu 66
4.2.2.3. Porównawcza analiza metod obliczeń udziału faz 66
4.2.2.4. Obliczenia udziału faz przy złożonym cyklu cieplnym.... 67

4.3. Własności fizyczne badanych materiałów 71
4.4. Metoda rozwiązywania zadania 75

4.5. Modelowanie stanu naprężenia i odkształcenia rolki napawanej warstwą ze stali austenitycznej 82
4.5.1. Warunki i parametry napawania 82
4.5.2. Wyniki modelowania cyklu cieplnego napawania 84
4.5.3. Wyniki modelowania stanu naprężenia i odkształcenia 86
4.5.3.1. Stan naprężenia i odkształcenia pierwszej warstwy napawanej 86
4.5.3.2. Stan naprężenia i odkształcenia pierwszej warstwy po napawaniu drugiej 89
4.5.3.3. Stan naprężenia i odks; ocenia drugiej warstwy napawanej 91
4.5.3.4. Stan naprężenia i odkształcenia przy napawaniu dwuwarstwowym z przesunięciem warstw 93
4.5.4. Porównanie schematów obliczeniowych napawania stopniowego i natychmiastowego 97
4.6. Modelowanie struktury rolki napawanej warstwą ze stali austenitycznej i martenzytycznej 99

4.7. Wpływ warunków technologicznych na strukturę oraz stan naprężenia napawanej rolki 103
4.7.1 Struktura oraz stan naprężenia dla wariantu bazowego 104
4.7.1.1. Struktura 104
4.7.1.2. Stan naprężenia • 106
4.7.2 Wpływ energii liniowej na strukturę oraz stan naprężenia 113
4.7.3. Wpływ temperatury podgrzewania wstępnego na strukturę oraz stan naprężenia 113
4.7.3.1. Struktura 113
4.7.3.2. Stan naprężenia 117

4.8. Wpływ eksploatacyjnego obciążenia cieplnego na stan naprężenia warstw napawanych 118
4.8.1. Obliczenia naprężeń cieplnych 119
4.8.2. Rozkład sumarycznych naprężeń własnych i eksploatacyjnych 123

5. WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA MODELU I PROGRAMU SYMULACYJNEGO 125

5.1. Napawanie rolek do badań 125

5.2. Opis metod pomiaru naprężeń własnych 126
5.2.1. MetodaMathara 126
5.2.2. Metoda Sachsa 128
5.2.3. Metoda magnetosprężysta 129

5.3. Wyniki pomiarów naprężeń i ich porównanie z wynikami obliczeń 131
5.3.1. Pomiary metodą Mathara 131
5.3.1.1. Wyniki pomiarów 131
5.3.1.2. Porównanie wyników pomiarów i obliczeń 133
5.3.2. Wyniki pomiarów metodą Sachsa i porównanie z danymi obliczeniowymi 135
5.3.3. Wyniki pomiarów metodą magnetosprężysta i porównanie z danymi obliczeniowymi 137

5.4. Wyniki badań metalograficznych i ich porównanie z wynikami obliczeń 138

6. OPRACOWYWANIE TECHNOLOGII NAPAWANIA Z UŻYCIEM WSPOMAGANIA KOMPUTEROWEGO 140

6.1. Założenia systemu komputerowego wspomagania opracowywania technologii napawania 140
6.2. Tryb opracowywania technologii napawania z zastosowaniem komputerowego wspomagania. 141
6.2.1. Zadania realizowane przez program „Technologie napawania" 141
6.2.2. Dane wejściowe i zagadnienia rozwiązywane przy opracowywaniu technologii napawania 143
6.2.3. Sposób doboru schematu warunków zużycia powierzchni przewidzianej do napawania oraz spawalniczych materiałów dodatkowych 145
6.2.4. Procedura doboru metody napawania 147
6.2.5. System baz danych programu 149

7. PODSUMOWANIE 151
8. WNIOSKI 160

BIBLIOGRAFIA 163
Streszczenie 178