本发明涉及铸钢性能评价，特别涉及一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，尤其是基于小样热处理试验的410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法。
背景技术：
1、对于船舶、石化、海工、建工等领域，大刚性结构部位往往需要采用大壁厚铸钢，这类铸件的形状通常较为复杂，且对强韧性、焊接性等综合性能要求较高。随着铸件壁厚的增加，凝固、传热、传质等条件的改变，铸件不同位置的性能会存在不均匀，且不同壁厚铸件力学性能也存在差异，不仅会导致力学性能存在瓶颈，而且铸造过程中的夹杂、疏松、宏观偏析等问题也会逐渐凸显出来。实践表明，当壁厚超过300mm时，以410mm厚船体结构铸钢为例，小尺寸试样已无法反映铸件内部真实性能，在满足冶铸要求规范且充分去氢的前提下，大壁厚铸钢件内部强度不足是该类产品在生产中存在的主要质量问题。
2、铸钢件的强度主要取决于合金元素及回火工艺，但由于采用小样进行成分工艺试验结果会存在偏差，特别是对正火+回火的碳钢或低合金铸钢而言，小样强度通常较等壁厚试块偏高，如直接采用等壁厚当量试块开展试验试错，虽然结果较为可靠，但前期试验周期长、成本高，因此通常在试制过程中会留一定强度裕量。在考虑大壁厚铸钢偏析的情况，如裕量太大，则合金成分可能存在局部偏高，造成低温韧性下降和淬硬性上升；裕量不足，则铸件强度可能不达标，但裕量具体取值仍然依赖经验，缺乏足够的分析依据，且其合适范围随车间条件、环境温度等变化各不相同。降低了大壁厚铸钢小样试制结果的指导意义。相应的，对于410mm厚船体结构铸钢的生产、检测分析过程中，现有的分析方法往往难以对410mm壁厚船体结构铸钢件表面至心部性能进行较为精准的预测，不利于对相关材料进行改进设计、工艺优化，不利于提高产品的质量水平。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提出一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，以解决现有技术中往往难以对410mm壁厚船体结构铸钢件表面至心部性能进行较为精准预测的问题。
2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
3、一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，包括：s1、取多组410mm厚船体结构铸钢作为原始样，对每一组原始样中切取至少一个20mm厚的样板，检测各个样板的屈服强度rel、抗拉强度rm；对各个样板的拉伸断口进行成分检测、晶粒度检测，获取各个样板的成分、组织、强度性能数据；s2、对步骤s1获取的数据进行主成分分析，经过多元回归得到等效屈服强度rel,eff’和等效抗拉强度rm,eff’的解析表达式；s3、分别获取原始样的表面、t/4和心部位置处的实际屈服强度rel、实际抗拉强度rm，并根据对应位置的晶粒度以及霍尔佩奇公式，计算得到原始样的表面、t/4和心部位置处的实际等效屈服强度rel,eff,410、实际等效抗拉强度rm,eff,410；s4、根据rel,eff,410、rm,eff,410对步骤s2中的解析表达式进行拟合修正后，得到410mm厚船体结构铸钢的预测等效屈服强度rel,eff,y和预测等效抗拉强度rm,eff,y的计算模型。
4、进一步的，步骤s2中，等效屈服强度rel,eff’的解析表达式为：
5、rel,eff’=871×w(c)+199.4；
6、等效抗拉强度rm,eff’的解析表达式为：
7、rm,eff’=1201.7×w(c)-0.194×t+492.9；
8、其中，w(c)为c元素的质量百分比，t为船体结构铸钢回火保温温度。
9、进一步的，步骤s4中，410mm厚船体结构铸钢的预测等效屈服强度rel,eff,y的计算模型为：
10、rel,eff,y=708.994×w(c)+162.312+c1；
11、410mm厚船体结构铸钢的预测等效抗拉强度rm,eff,y的计算模型为：
12、rm,eff,y=1098.354×w(c)-0.177×t+450.511+c2；
13、其中，在410mm厚船体结构铸钢的表面位置，c1=13.1，c2=16.7；
14、在410mm厚船体结构铸钢的t/4位置，c1=12.3，c2=2.7；
15、在410mm厚船体结构铸钢的心部位置，c1=-23.1，c2=9.5。
16、进一步的，步骤s1中，成分数据至少包括c元素含量。
17、相对于现有技术，本发明所述的一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法具有以下优势：
18、本发明所述的一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，提供了对410mm厚船体结构铸钢的屈服强度、抗拉强度进行预测的计算模型，可以实现410mm壁厚船体结构铸钢件表面至心部性能的预报，从而根据铸钢成分炉前分析结果或小样热处理工艺试验结果，准确预测对应成分或工艺410mm铸钢件的实际性能，提前为相关产品生产制造过程的成分工艺调整指明方向，以降低产品的成分设计和工艺应用风险，提升产品的质量水平。
1.一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，其特征在于，步骤s2中，等效屈服强度rel,eff’的解析表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，其特征在于，步骤s4中，410mm厚船体结构铸钢的预测等效屈服强度rel,eff,y的计算模型为：
4.根据权利要求1所述的一种410mm厚船体结构铸钢强度性能替代性分析方法，其特征在于，步骤s1中，成分数据至少包括c元素含量。
