[發(fā)明專利]一種9%Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬Ac1點的預測方法

有效

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• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102663498A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 王學;鄭江鵬;柯洪剛;于淑敏
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬Ac₁點的預測方法，尤其是涉及一種9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬Ac₁點的預測方法。

背景技術(shù)

9％Cr馬氏體耐熱鋼主要包含P92、P91和E911三種新型馬氏體耐熱鋼，廣泛用于超超臨界鍋爐主蒸汽管、集箱等厚壁管道等構(gòu)件，焊縫韌性偏低是該系列鋼焊接時的一個主要問題。為了改善焊縫韌性，需要對焊縫進行不同于母材的合金化設計，如適當降低碳、硅和鈮等，并加入鎳、錳和鈷等奧氏體化合金元素，相應的焊縫金屬的Ac₁點也將發(fā)生變化。9％Cr馬氏體耐熱鋼焊后必需進行高溫回火處理，以消除焊接殘余應力和改善焊接接頭性能，一般要求熱處理最高溫度應至少低于焊縫金屬Ac₁點15℃，以避免在熱處理過程中因溫度控制不當，導致回火溫度超過焊縫金屬的Ac₁而產(chǎn)生新的奧氏體，生成的奧氏體在隨后的冷卻中轉(zhuǎn)變成未回火的馬氏體組織，使得焊縫硬度增加、沖擊韌性下降，同時使材料高溫持久強度降低，降低接頭的整體性能。因此，焊接材料廠家在供貨時，用戶單位要求提供焊材焊縫金屬(熔敷金屬)的Ac₁點。

要充分發(fā)揮9％Cr馬氏體耐熱鋼的優(yōu)異性能，開發(fā)與之相匹配的焊接材料顯得尤為重要，然而對于P92焊材成分目前還沒有統(tǒng)一的國際標準，而且不同焊材廠家采取了不同合金設計，即使同一廠家的產(chǎn)品，不同批號產(chǎn)品也存在一定成分波動。因此，基于熱處理等工藝需要，需要經(jīng)常性的并且要求快速確定焊縫金屬Ac₁點。傳統(tǒng)測定焊縫金屬Ac₁的方法主要是物理方法，如膨脹法、熱分析法、硬度法等等，但這些方法都很難適應快速和大批量的測定確定焊縫金屬Ac₁的要求，并且測定成本高。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡是80年代末開始迅速發(fā)展的一門非線性科學，人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型具有很強的容錯性、學習性、自適應性和非線性的映射能力，特別適于解決因果關(guān)系復雜的非確定性推理、判斷、識別和分類等問題。目前，在鋼鐵冶金領(lǐng)域應用最廣泛的是具有多層前饋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)且采用反向誤差傳播訓練方法的模型(BP模型)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種不僅能夠用于預測某種成分條件下的9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬的Ac₁點，為其焊后熱處理溫度選擇提供依據(jù)，同時還可以用于指導9％Cr鋼焊接材料的合金化設計的一種9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬Ac₁點的預測方法。

本發(fā)明再有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的等的技術(shù)問題；提供了一種解決了傳統(tǒng)中用膨脹法等物理方法測定Ac₁點時浪費時間精力、增加成本和不適于大規(guī)模測定的一種9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬Ac₁點的預測方法。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬Ac₁點的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，由金屬溫度計算模塊設計T組9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬成分，并計算T組9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬成分下的焊縫金屬的A₁溫度，得到T組A₁溫度；

步驟2，由神經(jīng)網(wǎng)絡建立模塊基于焊縫金屬中碳、氮、鎳、錳、鈷、銅、鉻、鉬、鎢、釩、鈮、硅十二種合金元素對A₁點的影響，建立基于誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡；

步驟3，由預測模型建立模塊針對步驟1得到T組A₁溫度對步驟2中基于誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練和測試，得到一個能夠預測9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬A₁點的預測模型；

步驟4，由模型修正模塊結(jié)合9％Cr鋼焊縫金屬Ac₁點實測數(shù)據(jù)，對步驟3中所得的能夠預測9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬A₁點的預測模型進行修正；得到修正后的預測模型；

步驟5，由相變點確定模塊分析9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬中各個合金元素的質(zhì)量百分數(shù)，并將各個合金元素的質(zhì)量百分數(shù)輸入到步驟4中修正后的模型預測9％Cr馬氏體耐熱鋼焊縫金屬的Ac₁點。