一种预测合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒尺寸的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒尺寸的方法，属于增材制造技术领域以及焊接熔池晶粒尺寸分析领域。本发明专利技术建立连续生长限制因数Q

【技术实现步骤摘要】
一种预测合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒尺寸的方法


[0001]本专利技术属于增材制造
以及焊接熔池晶粒尺寸分析领域，尤其涉及一种预测合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒尺寸的方法。

技术介绍

[0002]随着焊接技术在工程中的应用越来越广泛，焊接接头力学性能已成为研究热点。熔化焊接时，在热源作用下，焊件上形成的具有一定形状的液态金属部分被称为焊接溶池。预测冷却过程中晶粒尺寸的变化规律能为分析和改善接头力学性能提供重要的依据。而晶粒尺寸大小，尤其是晶粒大小随溶质浓度和焊接速度的变化对分析焊接接头力学性能的影响因素具有重要意义。
[0003]目前有两种方法可用于计算焊接接头微观组织晶粒尺寸的大小：一种是通过建立相关数学模型计算晶粒大小，另一种是通过实验测定金相组织的尺寸。前者通过数学模型计算晶粒尺寸，从机理上对影响晶粒生长的各项因素进行分析。但是在不同的前提条件下，例如熔池中心与边缘不同，会发生复杂的冶金反应，在这种情况下，模型的建立和计算会使计算结果与实际情况出现偏差。在某些计算精度要求较高的情况下，该方法无使用价值。而采用实验测量金相组织的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒尺寸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取所述合金的热物性参数，包括合金凝固前的初始溶质浓度C0、溶质的平衡分配系数k；(2)根据所述合金的平衡
‑
凝固二元相图获取其液相线的斜率m
L
、固体含量f
s
，根据公式1计算得到具有初始溶质浓度C0的合金的生长限制因数Q，根据公式2计算晶胚形核的临界过冷度ΔT；Q＝m
L
C0(k
‑
1)
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(公式1)；(3)根据公式3计算得到所述合金焊接熔池沿凝固路径的平均晶粒尺寸d
a
；其中，a为凝固过程中，被激发形核的晶粒密度，由公式4计算得到；b为凝固过程中，晶粒的形核能力和成分过冷对晶粒尺寸的综合影响因子，由公式5计算得到；粒的形核能力和成分过冷对晶粒尺寸的综合影响因子，由公式5计算得到；其中，D为溶质在液相中的扩散系数；C
L
为固液界面前缘溶质浓度；x为凝固点至焊接点的水平距离；v
w
为焊接速度；(4)根据公式6计算得到所述合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒生长速率R；其中，α为焊接速度方向与凝固路径晶粒生长方向之间的夹角，ζ为凝固路径的长度；(5)根据公式7计算得到所述合金焊接熔池沿凝固路径的晶粒的连续生长限制因数Q
c
；其中，ζ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹博，黄进，曹美光，杨昌昌，金立全，孙宇，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：