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本文探究了D406A钢原始态、焊态及传统热处理后D406A钢焊接构件的组织结构和力学性能，对比分析了梯度热处理（空间梯度循环淬火+时间梯度热处理）对焊接构件组织和力学性能的影响，其中空间梯度循环淬火热处理为仅对构件焊缝区进行的处理，时间梯度热处理为对构件整体进行的处理。并且以梯度热处理工艺参数及拉伸力学性能测试结果为数据源，构建人工神经网络模型实现对焊接构件拉伸力学性能的预测。通过金相显微镜及扫描电子显微镜观测热处理后焊接构件显微结构及拉伸断口形貌。通过XRD鉴定不同热处理后焊接构件所含物相。通过CMT5305型电子万能试验机和HV-5型显微维氏硬度计进行力学性能测试。通过MATLAB软件进行人工神经网络创建、训练和预测。研究结果表明，D406A钢原始态组织为粒状珠光体。焊态下构件焊缝区为马氏体相，结构较粗大且不均匀，母材区为粒状珠光体相，组织结构状态最佳，热影响区组织结构相对较复杂。空间梯度循环淬火热处理能有效的细化焊接构件焊缝区组织，并影响后续热处理后焊接构件焊缝区组织状态。传统热处理及梯度热处理后焊接构件组织中皆主要为马氏体相，但XRD结果显示梯度热处理后焊接构件中存在一定量的奥氏体相。传统热处理后焊接构件的抗拉强度能达到1730MPa，延伸率能仅为9.3%。梯度热处理后构件延伸率最高可以达到13.67%，但抗拉强度降至1546MPa。不同热处理后，拉伸断口都存在较多韧窝，断裂机制均为微孔聚集型断裂，但梯度热处理后拉伸断口韧窝更深而且分布较均匀。焊态下，母材区硬度值小于焊缝区及热影响区硬度值。经过传统热处理或梯度热处理后，母材区硬度值最高，焊缝区硬度值最低。而经过梯度热处理后，焊接构件整体硬度值低于经过传统热处理后焊接构件整体硬度值。基于梯度热处理后焊接构件拉伸力学性能测试结果，构建BP神经网络模型。关于抗拉强度及延伸率的BP网络训练结果均良好，相关性可以达到0.999和0.999，能较好的逼近训练数据源中梯度热处理工艺参数与焊接构件力学性能之间的映射。通过BP网络得到其抗拉强度及延伸率的预测值均在实测值上下波动，且对抗拉强度的预测准确性高于对延伸率的预测准确性。