(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211093412.5 (22)申请日 2022.09.08 (71)申请人 中国原子能科 学研究院 地址 102488 北京市房山区新 镇北坊 申请人 中国科学院金属研究所 (72)发明人 燕春光　董文超　徐海涛　陆善平　 韩丽青　戎利建　杨红义　李依依　 (74)专利代理 机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 210 02 专利代理师 于晓波 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/23(2020.01) G16C 20/20(2019.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种耐液态铅 （铅铋） 腐蚀的F/M耐热钢焊接 热影响区特 征热循环曲线确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种耐液态铅(铅铋)腐蚀的 F/M耐热钢焊接热影 响区特征热循环曲线确定方 法， 属于金属材料焊接性研究技术领域。 为了获 得特征热循环曲线， 主要 步骤包括： (1)进行钢板 自熔焊， 测试温度场； (2)腐蚀焊缝截面组织， 获 得焊缝截面形貌； (3)模拟自熔焊热过程， 对比实 测的焊缝截面形貌和热循环曲线， 如吻合较好， 则确定焊接温度场； (4)根据焊缝截面组织特征 和温度场， 确定粗晶区、 细晶区和不完全结晶区 特征热循环曲线； (5)利用热力模拟机制备热影 响区各微区试样， 观察组织， 验证特征热循环曲 线准确性。 本发 明将结合焊缝截面组织特征和计 算机数值模拟技术相结合， 可方便、 准确地确定 耐热钢焊 接热影响区特 征热循环曲线。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 115458087 A 2022.12.09 CN 115458087 A 1.一种耐液态铅(铅铋)腐蚀的F/M耐热钢焊接热影响区特征热循环曲线确定方法， 其 特征在于： 该 方法包括如下步骤： (1)采用丙酮和酒精将加工的耐热钢钢板表面进行处理， 去除油污； 采用点焊机将已校 对的K型热电偶点焊在钢板上， 采用一定的焊接工艺进 行自熔焊， 记录点焊位置的焊接热循 环曲线； (2)焊接结束后， 采用维勒试剂腐蚀焊缝截面， 获得焊缝截面形貌； (3)建立钢板自熔焊有限元模型， 结合步骤(2)实测焊缝宽度和深度， 初步设置焊接热 源模型中的相关参数； 模拟自熔焊过程， 与步骤(2)中实测的焊缝截面形貌和热循环曲线进 行对比， 如吻合不好， 则修正热源模 型中参数， 直至吻合较好， 则完成自熔焊热过程模拟， 确 定温度场； (4)对步骤(2)中焊缝截面进行显微组织观察， 确定组织特征； 结合步骤(3)获得的温度 场， 提取焊接热影响区各微区的特 征热循环曲线； (5)利用热力模拟机制备焊接热影响区各微区样品， 观察组织， 验证特征热循环曲线的 准确性； 至此， 完成焊接热影响区特 征热循环曲线的确定 。 2.根据权利要求1所述的耐液态铅(铅铋)腐蚀的F/M耐热钢焊接热影响区特征热循环 曲线确定方法， 其特征在于： 步骤(1)中， 采用的焊接工艺为TIG焊接方法， 焊接电流100～ 200A， 电压为10～ 20V， 焊接 速度为60～180mm/min。 3.根据权利要求1所述的耐液态铅(铅铋)腐蚀的F/M耐热钢焊接热影响区特征热循环 曲线确定方法， 其特征在于： 步骤(1)中， 所述热电偶点焊位置在焊缝外侧且距离焊缝边缘 1 ～10mm范围内。 4.根据权利要求1所述的耐液态铅(铅铋)腐蚀的F/M耐热钢焊接热影响区特征热循环 曲线确定方法， 其特征在于： 步骤(4 )中， 粗晶区特征热循环曲线峰值温度介于1200℃～ 1350℃， 细晶区特征热循环曲线峰值温度介于1000℃～1200℃， 不完全重结晶区特征热循 环曲线峰值温度介于90 0℃～1000℃。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115458087 A 2一种耐液态铅 （铅铋） 腐蚀的F/M耐热钢焊接热影响区特征热 循环曲线确定方 法 技术领域 [0001]本发明涉及金属材料焊接性研究技术领域， 具体涉及一种 耐液态铅  (铅铋)腐蚀 的F/M耐热钢焊接热影响区特 征热循环曲线获取 方法。 背景技术 [0002]随着世界范围的能源供应日趋紧张， 以及人们对全球气候变暖和可持续发展等问 题的日益关注， 核能必将在未来世界的发展中发挥举足轻重的作用。 由于铅(铅铋)合金具 有良好的中子学性能、 导热性能以及抗辐照损伤等优点， 因此， 铅(铅铋)快堆被列为未来 发 展的四代堆型中的一种， 是我国未来核电产业 发展的主要方向。 F/M耐热钢是重要的候选 关 键结构材料， 但其抗铅(铅铋)腐 蚀性能差。 加入适量Si元素后会改善其抗铅(铅铋)腐蚀性 能(发明名称： 一种耐液态铅(铅铋)腐蚀的铁素体/马氏体耐热钢及其制备方法； 专利号： ZL202110724436.5)。 但如果Si含量过多， 会使焊接热影响区组织脆化， 进而恶化热影响区 的冲击性能。 为了进一步地确定合适的Si含量， 有必要先确定热影响区各微区特征热循环 曲线， 这样才能制备各微区样品， 进而评估不同Si含量下各微区的冲击性能。 热影响区宽度 (1.5～3mm)很窄， 从中划分不同的微区、 实验测量热循环曲线很困难， 因此， 如 何通过简便 的方法精确地确定各微区特征热循环曲线， 是进一步确定研制的F/M耐热钢化学成分亟待 解决的问题。 发明内容 [0003]为了方便而准确地焊接热影响区特征热循环曲线， 本发明提供了一种耐液态铅 (铅铋)腐蚀的F/ M耐热钢焊接热影响区特 征热循环曲线获取 方法。 [0004]为实现上述目的， 本发明所采用的技 术方案是： [0005](1)采用丙酮和酒精将加工的耐热钢钢板表面进行处理， 去除油污。 采用点焊机将 已校对的K型热电偶点焊在钢板上， 采用一定的焊接工艺进 行自熔焊， 记录点焊位置的焊接 热循环曲线。 [0006](2)焊接结束后， 采用维勒试剂腐蚀焊缝截面， 获得焊缝截面形貌 。 [0007](3)建立钢板自熔焊有限元模型， 结合步骤(2)实测焊缝宽度和深度， 初步设置焊 接热源模型中的相关参数； 模拟自熔焊过程， 与步骤(2)  中实测的焊缝截面形貌和热循环 曲线进行对比， 如吻合不好， 则修正热源模型中参数， 直至吻合较好， 则完成自熔焊热过程 模拟， 确定温度场； [0008](4)对步骤(2)中焊缝截面进行显微 组织观察， 确定组织特征； 结合步骤(3)获得的 温度场， 提取焊接热影响区各微区的特 征热循环曲线； [0009](5)利用热力模拟机制备焊接热影响区各微区样品， 观察组织， 验证特征热循环曲 线的准确性； 至此， 完成焊接热影响区特 征热循环曲线的确定 。 [0010]步骤(1)中， 焊接工艺为TIG焊接方法， 焊接电流100～250A， 电压为10～20V， 焊接说　明　书 1/3 页 3 CN 115458087 A 3