低合金钢焊缝成分和组织的预测及计算模拟

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该文针对低合金钢手工电弧焊焊接过程,结合其焊接过程的复杂性和焊条配方的多样性以及人工神经网络所具有的强大的非线性和并行处理的特点和能力,探讨并建立了计算低合金钢手工电弧焊熔敷金属化学成分的BP神经网络模型.考虑到奥氏体晶粒尺寸大小对焊缝组织转变的影响,从晶粒长大的基本理论出发,综合了焊缝金属合金元素对奥氏体晶粒长大的影响,提出并建立了一个在连续冷却条件下的基于当量碳扩散的低合金钢焊缝金属奥氏体晶粒尺寸的计算模型.从模型的计算结果与试验测量结果对比可以看出,该文所建的模型能够较好的符合于试验结果,尤其是当焊缝金属中含有较多的合金元素(除Mn、Si外)时)这种一致性表现的更为明显,从而说明了该文所建模型的有效性.在讨论了先共析铁素体与侧板条铁素体的形成和长大机制的基础上,充分考虑了合金元素和夹杂物质点对组织转变的影响,并引入了偏析分层的方法来解决焊缝金属凝固过程的偏析现象对焊缝组织转变的影响,建立了一个具有较高精确性的预测低合金钢焊缝金属中先共析铁素体和侧板条铁素体所占体积分数的计算模型.通过对C-Mn-Si钢、C-Mn-Ni-Mo钢和C-Mn-Ti钢焊缝组织的计算模拟结果和实际测量结果的比较可以看出所建立的模型可以用来预测不同焊接规范和不同低合金钢的先共析铁素体和侧板条铁素体组织在焊缝金属中所占比例情况,模型的预测结果和实际测量结果吻合较好.通过对低合金钢焊缝金属中针状铁素体转变动力学及有关热力学转变机制的分析,基于针状铁素体和贝氏体在转变本质上的相似之处,提出并建立了直接在夹杂物表面以非扩散方式形成的针状铁素体的转变模型,并针对C-Mn-Si钢、C-Mn-Ni-Mo钢和C-Mn-Ti钢进行了模拟计算.针对焊缝组织中的马氏体及M-A组元进行了简单的阐述并提出了计算低合金钢焊缝组织中马氏体及M-A组元的体积分数的简便模型.

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作者
王永生;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科材料加工工程
授予学位硕士
导师姓名李志远;
年度 2003
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类焊接接头的力学性能及其强度计算;
关键词
低合金高强钢; 数学模型; 计算机模拟; 当量碳扩散; 偏析; 焊缝组织; 合金成分; 马氏体; M-A组元; 预测焊接接头;

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