] 优选的，所述CFD软件为Fluent有限元分析软件。
[0085] 其中，所述步骤(3)中，通过制作扩散偶的方法测得碳在钢种内的扩散系数D。，所 述扩散偶的方法是将焊接同种类钢片和碳片用钢丝连接在一起制作成扩散偶，加热到焊接 最高溫度Tmax后进行降溫处理，然后测量扩散系数化的方法。D。也可W查阅相关文献获得。
[0086] 其中，所述步骤(4)中，不同溫度下碳在奥氏体与铁素体相界处奥氏体侧的平衡摩 尔分数;不同溫度下碳在奥氏体与铁素体相界处铁素体侧的平衡摩尔分数义不同 溫度下碳在奥氏体内的摩尔分数Ji通过查询《材料科学基础》中的铁碳相图得到。铁碳相图 如《材料科学基础》(胡慶祥，蔡，戎咏华著.上海交通大学出版社，2010年）中所述。
[0087] 其中，所述步骤（5)中的do、K和η的取值参考表1，未列入表中的溫度，可采用中间 插值法计算do、Κ和η。
[0088] 表 1
[0089]
[0090]
[0091] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0092] 上述方案中，将焊接冷却过程的溫度场与钢种CCT曲线图相结合，计算板条铁素体 焊接冷却过程中晶粒尺寸，W实现对焊接过程焊缝及热影响区的板条铁素体尺寸的实时计 算。
【附图说明】
[0093] 图1为本发明的计算流程图；
[0094] 图2为冷却过程中晶粒尺寸的动态演变进程图。
[00巧]附图标记说明：
[0096] 1、焊缝；
[0097] 2、烙合区；
[009引 3、粗晶粒区；
[0099] 4、正火区；
[0100] 5、不完全重结晶区；
[0101] 6、母材。
【具体实施方式】
[0102] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0103] 如图1所示，一种计算板条铁素体在焊接冷却过程中晶粒尺寸的方法，将焊接冷却 过程溫度场和焊接钢种的连续冷却相变CCT曲线图相结合，再通过材料学方法计算板条铁 素体的晶粒尺寸，具体步骤如下：
[0104] (1)获取钢种的CCT曲线图，从中得到焊接冷却过程中相变机制发生转变时的溫度 Tc、铁素体开始析出溫度An和结束溫度Tf;
[0105] 其中，可W通过热模拟试验机模拟分析不同冷却速度下组织组成及硬度，绘制CCT 曲线，获取钢种的CCT曲线图。也可W根据实际情况采用其他方法获得CCT曲线图。
[0106] (2)获得焊接冷却过程的焊缝及热影响区的溫度场，得到某位置点溫度随时间变 化的热循环曲线，将热循环曲线横坐标的时间转变为对数坐标，绘制在步骤（1)的CCT曲线 图上，该位置点的冷却速度可W通过公式1计算得到，
[0107] Vc=(Tmax-T)/to (1);
[0108] 其中，Vc是冷却速度，单位为°C · s^;
[0109] Tmax是焊接冷却过程最高溫度，单位为°C ;
[0110] T是当前溫度，单位为°c;
[0111] to是冷却时间，单位为S;
[0112] 其中，焊接冷却过程的焊缝及热影响区的溫度场可W通过CFD软件如Fluent有限 元分析软件等计算得到。焊接冷却过程的焊缝及热影响区的溫度场也可W通过红外热成像 仪或热电偶测量得到。
[0113] (3)通过制作扩散偶的方法测得碳在钢种内的扩散系数D。，单位为cm2 · S-1。所述 扩散偶的方法是将焊接同种类钢片和碳片用钢丝连接在一起制作成扩散偶，加热到焊接最 高溫度Tmax后进行降溫处理，然后测量扩散系数Dc的方法。当然，Dc也可W查阅相关文献获 得。
[0114] (4)分别获得不同溫度下碳在奥氏体与铁素体相界处奥氏体侧和铁素体侧的平衡 摩尔分数W及碳在奥氏体内的摩尔分数：义Γ"、ζΓ"和，可W通过查询《材料科学基础》 中的铁碳相图得到。然后根据公式2计算与铁素体长大速率Gf有关的无量纲参数Ωο，
[0115] (2);
[0116] 其中，Ω 0是与铁素体长大速率有关的无量纲参数；
[0117] ΖΓ"是不同溫度下碳在奥氏体与铁素体相界处奥氏体侧的平衡摩尔分数；
[0118] 是不同溫度下碳在奥氏体与铁素体相界处铁素体侧的平衡摩尔分数；
[0119] Ζ?是不同溫度下碳在奥氏体内的摩尔分数。
[0120] (5)通过公式3采用迭代计算的方法求解得到奥氏体晶粒的平均直径化，通过公式 4计算单位奥氏体有效晶界面积Sy，
[0123] 其中，do为恒定溫度下奥氏体起始平均晶粒直径，单位为cm;
[0124] 山为当前时刻奥氏体平均晶粒直径，单位为cm;
[0125] K为常数；
[0126] η为指数；
[0127] to是冷却时间，单位为S;
[0128] Sy是单位奥氏体有效晶界面积，单位为cm2;
[0129] JI 是圆周率，取 3.1415926;
[0130] 其中，do、K和η的取值参考表1。未列入表中的溫度，可采用中间插值法计算do、K和 n〇
[0131] 表1
[0132]
[0133]
[0134] (6)根据公式5计算铁素体长大速率Gf，
[01 对
(3):
[0136] 其中，Gf是铁素体长大速率，单位为cm ·
[0137] Dc是碳在钢种内的扩散系数，单位为cm2 ·
[013引ro是铁素体成长段的极限曲率半径，取1.8 X l0-6cm;
[0139] Ω 0是与铁素体长大速率有关的参数，由公式2获得；
[0140] (7)根据公式6计算铁素体形核速率Is，
[0141] (6);
[0142] 其中，Is是铁素体形核速率，单位为cm ·
[0143] K2、K3、k 为常数，分别取2.07X 103、1.14X10^P1.38X 10-23;
[0144] Dc是碳在钢种内的扩散系数，单位为cm2 ·
[0145] Τ是当前溫度，单位为°C;
[0146] Gf是铁素体长大速率，单位为cm · s^i，由公式5获得；
[0147] (8)计算铁素体相变前期和后期的相变率，在铁素体相变前期，相变主 要由"成核长大"机制驱动，动力学方程如公式7所示，在铁素体相变后期，符合"位置饱和" 机制，动力学方程如公式8所示，
[0150] 其中，馬5分别是铁素体相变前期和后期的相变率，单位为kg · cm-3 · S-1;
[0151] Is是铁素体形核速率，单位为cm · s-i;
[0152] Gf是铁素体长大速率，单位为cm · s-i;
[0153] t为铁素体相变当前时间，单位为s;
[0154] Sy是单位奥氏体有效晶界面积，单位为cm2;
[0155] Is由公式6获得，Gf由公式5获得，Sy由公式4获得；
[0156] (9)根据公式9计算铁素体形核总数电，
[0157] ,、 (9)·
[0158] 其中，祀是铁素体形核总数；
[0159] T。是相变机制发生转变时的溫度，单位为°C ;
[0160] An是铁素体相变开始溫度，单位为°C ;
[0161 ] Is是铁素体形核速率，单位为cm · ;
[0162] Vc是冷却速度，单位为°C · s^;
[0163] 是铁素体相变前期的相变率，单位为kg · cnf3 ·
[0164] Τ是当前溫度，单位为°C;
[01化]Is由公式6获得，由公式7获得，Ar3由步骤(1)中钢种CCT曲线图获得；
[0166] (10)通过公式10和11分别计算在丫 相变前期的铁素体晶粒尺寸C,和丫 相 变后期的长大增量Α<。，
[0169] 其中，是在丫 相变前期的铁素体晶粒尺寸，单位为cm;
[0170] Δ爲2是丫 相变后期的长大增量，单位为cm;
[0171] 馬、馬分别是铁素体相变前期和后期的相变率，单位为kg · cnf3 ·
[0172] Ji 是圆周率，取 3.1415926;
[0173] <是铁素体形核总数；
[0174] Sy是单位奥氏体有效晶界面积，单位为cm2;
[0175] Tf是铁素体相变结束溫度，单位为°C ;
[0176] T。是相变机制发生转变时的溫度，单位为°C ;
[0177] Gf是铁素体长大速率，单位为cm · S-1;
[017引 Vc是冷却速度，单位为。C · S-1;
[0179] T是当前溫度，单位为Γ;
[0180] Sy由公式4获得，Gf由公式5获得，^由公式7获得，而由公式8获得，< 由公式