焊接上经常说的碳当量是什么意思

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碳当量
焊接上经常说的碳当量是什么意思

我们经常拿的炼钢工艺上有碳当量要求，还有计算公式，请问是什么意思？？

紫金

碳当量：碳和硅是铸铁的主要组成元素，又都是强烈促进石墨化的元素，一般情况下碳和硅含量越高，越有利于石墨化。为了简化和避免使用多元合金相图，可以将碳、硅等元素，按照其影响石墨化的程度，以一定的比例近似换算成相应的碳含量，这就是碳当量。

      钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。通过对钢的碳当量和冷裂敏感指数的估算，可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低，这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要的指导作用。
　　50年代初，当时钢的强化主要采用碳锰，在预测钢的焊接性时，应用较广泛的碳当量公式主要有国际焊接学会(IIW)所推荐的公式和日本JIS标准规定的公式。
　　60年代以后，人们为改进钢的性能和焊接性，大力发展了低碳微量多合金之类的低合金高强度钢，同时又提出了许多新的碳当量计算公式。
　　由于各国所采用的试验方法和钢材的合金体系不尽相同，所以应搞清楚各国所使用的碳当量公式的来源、用途及应用范围等，以免应用不当。
1　国际焊接学会推荐的08韩国饰品加盟碳当量公式CE(IIW)：
CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15　(%)　　　　　　　　　　　　　　　　(1)

　　(式中的元素符号均表示该元素的质量分数，下同。)
　　该式主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(σb=500～900 MPa。当板厚小于20 mm，CE(IIW)＜0.40%时，钢材淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热；CE(IIW)=0.40%～0.60%，特别当大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接前需预热。

2　日本推荐的碳当量公式
2.1　日本JIS和WES标准规定的碳当量公式：
Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14　(%)　　　　　　　　　　　　　　　　(2)

　　该式主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb=500～1000 MPa)。
　　当板厚小于25 mm，手工焊线能量为17 kJ/cm时，确定的预热温度大致如下：
钢材σb=500 MPa,　Ceq(JIS)≈0.46%,　不预热
　　σb=600 MPa,　Ceq(JIS)≈0.52%,　预热75 ℃
　　σb=700 MPa,　Ceq(JIS)≈0.52%,　预热100 ℃
　　σb=800 MPa,　Ceq(JIS)≈0.62%,　预热150 ℃
　　(1)、(2)式均适用于含碳量偏高的钢种(C≥0.18%)，即C≤0.20%;Si≤0.55%;Mn≤1.5%;Cu≤0.50%;Ni≤2.5%;Cr≤1.25%;Mo≤0.70%;V≤0.1%;B≤0.006%。

2.2　Pcm公式
　　日本伊藤等人进行了大量试验后，提出了冷裂敏感指数(Pcm)的计算公式：
Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B　(%)　　　　　　　　　　　　　(3)

　　该式适用于C=0.07%～0.22%,σb=400～1000 MPa的低合金高强度钢。
　　适用化学成分范围：C 0.07%～0.22%;Si 0～0.60%;Mn 0.40%～1.40%;Cu 0～0.50%;Ni 0～1.20%;Cr 0～1.20%;Mo 0～0.70%;V 0～0.12%;Nb 0～0.04%;Ti 0～0.05%;B 0～0.005%。
　　伊藤等又根据Pcm、板厚h或拘束度(R)，建立了冷裂敏感性(Pw)、冷裂敏感指数(Pcm)及防止冷裂所需要的预热温度的计算公式：

Pw=Pcm+［H］/60+h/600　　　　　　　　　　(3-1)
或Pw=Pcm+［H］/60+R/40000　　　　　　　  (3-2)

式中，　［H］熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g，甘油法)
　　　　　R接缝拉伸拘束度(kg/mm．mm)
　　　　　h板厚(mm)
　　　　　Pcm冷裂敏感指数
　　当Pw＞0时，即有产生裂纹的可能性。
　　利用(3-1)、(3-2)两公式可以计算出无裂纹焊缝所需预热温度：

T0=1440Pw-392　(℃)

　　(3-1)、(3-2)两式适用条件：扩散氢含量［H］为1.0～5.0 ml/100g；板厚为19～50 mm；线能量为17～30 kJ/cm；化学成分范围同(3)式。
　　(3-1)、(3-2)两式不仅考虑了钢中化学成分的影响，还考虑到钢板厚度或拘束度，以及熔敷金属中含氢量，利用这两式可以计算出防止冷裂纹所需的预热温度。

3.3　新日铁的碳当量公式
　　日本新日铁公司近年来为适应工程需要提出的新的碳当量公式：CE=C+A(C)｛Si/24+Mn/16+Cu/15+Ni/20+(Cr+Mo+V+Nb)/5+5B｝　(%)　　　　(4)

　　该CE公式是新日铁公司近年提出的，适用于w(C)为0.034%～0.254%的钢种，是目前应用较广、精度较高的碳当量公式。
式中，A(C)碳的适用系数
　　　A(C)=0.75+0.25tgh［20(C-0.12)］

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很详细了
谢谢版主

刘枣花

API 5L 管线钢管规范中钢管产品分析中对碳当量也有计算公式。通过您的回复我理解了碳当量的含义。谢谢版主!

cqwhd

焊接碳当量是评估焊接性的指标之一，与冶金碳当量是不同的。

lhy19876

学习了 谢谢！！

qiuzhi67

解释的精确！易懂！感谢！！！！

zhangshihong

呵呵，学习了，看了老半天。

forgin-g

《钢铁材料学》介绍的碳当量
Ce=C+Mn/4+Si/4           适用于其他元素可忽略的情况
Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5        英美常用
Ce=C+Mn/20+Si/30+Ni/60+Mo/4+V/10+Cu/20+B/0.2      已由日本焊接工程师学会推荐为国际标准