许 谦 胡广旭 董志波 任新星 方洪渊

1.中国科学院新疆天文台，乌鲁木齐,8300012.中国科学院射电天文重点实验室，乌鲁木齐，830011 3.哈尔滨商业大学轻工学院，哈尔滨，150028 4.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室，哈尔滨，150001

0 引言

焊接是钢结构制造最常用的工艺方法之一，具有成本低、效率高、工艺灵活等优势。然而，焊缝冷却过程中局部动态力学行为受形貌尺寸、降温梯度以及材料演变等多种复杂因素影响，易于产生内部微观缺陷，因此焊缝及附近区域往往也是结构承载的危险点。1Cr12钢为马氏体不锈钢，常用于高应力耐腐蚀载荷结构(如汽轮机叶片)[1]，研究1Cr12钢焊缝冷却过程动态力学行为，有助于进一步深入地分析1Cr12结构在高应力负载作用下的力学响应，对评估1Cr12结构疲劳寿命预测具有重要意义。

近年来，研究者针对HY100、P91、P92等高强钢的焊接固态相变影响展开相关研究，建立了热-冶金-力耦合材料本构模型，分析了相变过程对焊接纵向残余应力的影响[2-5]，但对相变过程中焊缝冷却动态力学行为的分析较少。本文针对1Cr12材料，在前人基础上，全面考虑马氏体相变体积应变、过冷奥氏体与马氏体两相体积不溶性引起的混合相力学性能、相变塑性以及混合硬化的影响，建立相变与冷却收缩耦合的数值模型，分析模型各要素对1Cr12钢焊缝冷却动态力学行为的影响。

1 1Cr12焊接试验

本研究所用材料1Cr12钢的主要成分见表1。

表1 1Cr12钢主要成分

对1Cr12钢平板进行TIG(tungsten inert gas)重熔试验，焊接电流为130 A，电压为12 V，焊接速度为200 mm/min。……