[发明专利]优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法

权利要求书

1.一种优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：该优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法具体按照以下步骤进行：

一、以高强韧特厚板的板厚1/4位置为中心、沿垂直钢板轧制方向截取数个长方体热模拟试样，截取时热模拟试样的较长边平行板材宽度方向；

二、采用窄间隙焊接温度场的测量方法，分别获取高强韧特厚板的电弧焊接头母材热影响区的过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲线；

三、在电阻加热式热模拟试验机的系统上选择厚板模型，生成4条模拟热循环曲线，并编辑热循环参数，使4条模拟温度曲线分别与步骤二中过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲线保持一致；

四、取4个步骤一制备的热模拟试样，安装在电阻加热式热模拟试验机上，分别以步骤三得到的4条模拟温度曲线为条件对热模拟试样进行加热，然后获取加热后的热模拟试样的冲击吸收功、侧膨胀值和显微硬度，找出冲击吸收功损失大于20％、侧膨胀值降低大于50％且显微硬度大于380HV₅的热模拟试样，作为韧性恶化样；韧性恶化样对应的母材热影响区为韧性恶化区，韧性恶化样对应的形成温度区间即为韧性恶化区形成温度区间；

五、在电阻加热式热模拟试验机上，取4个步骤一得到的热模拟试样并进行一次加热，一次加热时选取韧性恶化样对应的模拟温度曲线，一次加热完成后待温度降低至层间温度后，分别以步骤三得到的4条模拟温度曲线为条件对4个一次加热后的热模拟试样进行二次加热，二次加热后测量并找出冲击吸收功和侧膨胀值提高的试样，该试样作为韧性改善样，韧性改善样对应的母材热影响区为韧性改善区，韧性改善样对应的形成温度区间即为韧性改善区形成温度区间；

六、取两块高强韧特厚板，采用窄间隙熔化极气体保护焊工艺对两块高强韧特厚板进行单层单道焊接，得到先焊层单层单道头，在金相显微镜下找出先焊层单层单道接头中过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的分布和宽度占比，并按照1:1的比例描绘出过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区之间的分界线和焊层分界线，得到占比图；

七、重复将步骤六得到的占比图沿焊缝高度方向逐个叠加，使相邻的占比图中较上的占比图中韧性改善区形成温度区间的高温界线与较下的占比图中韧性恶化区形成温度区间的高温界线相切，直至最下层的单层单道接头的韧性恶化区全部被后叠加的占比图中韧性改善区覆盖，得到多层单道头原微区演变示意图，计算多层单道头原微区演变示意图中焊层数及每个焊层的厚度，参照焊层数及每个焊层的厚度进行施焊，得到多层单道头接头，施焊后测试先焊层单层单道接头的韧性恶化区的显微硬度，如显微硬度大于380HV₅则逐次提高每个焊层的厚度至先焊层单层单道接头的韧性恶化区的显微硬度小于380HV₅，每次焊层的厚度的提高量为0.5mm。

2.根据权利要求1所述的优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：步骤二所述过热粗晶区的形成温度为1200～1540℃；正火细晶区的形成温度为900～1200℃；完全正火区的形成温度为750～900℃；回火区的形成温度为550～750℃。

3.根据权利要求1所述的优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：步骤三所述热循环参数包括主峰温度、次峰温度、波谷温度、波谷→波峰升温时间和波峰→波谷降温时间。

4.根据权利要求1所述的优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：步骤三所述电阻加热式热模拟试验机为Gleeble-1500D、Gleeble-3500或Gleeble-3800；所述厚板模型为Rykalin-3D。

5.根据权利要求1所述的优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：步骤五所述二次加热后得到的试样分别对应的母材热影响区的4个部位分别为：二次过热粗晶区、细晶再热粗晶区、介临界再热粗晶区和亚临界再热粗晶区；二次过热粗晶区的形成温度为1200～1540℃；细晶再热粗晶区的形成温度为900～1200℃；介临界再热粗晶区的形成温度为750～900℃；亚临界再热粗晶区的形成温度为550～750℃。

6.根据权利要求1所述的优化高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：步骤五所述层间温度的计算公式为：Tp＝350(Ceq-0.25)^1/2；公式中Tp为层间温度，Ceq为碳当量，Ceq＝(1+0.005t)[C+(Mn+Cr)/9+Ni/18+7Mo/90]，其中t为实际板厚，单位为mm；C、Mn、Cr、N、Mo表示该元素在钢中的质量百分含量。