carbon equivalent 将钢铁中各种合金元素折算成碳的含量。碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。合金钢(主要是低合金钢)除碳以外各种合金元素对钢材的强度与可焊性也起着重要作用。为便于表达这些材料的强度性能和焊接性能便通过大量试验数据的统计简单地以碳当量来表示。有许多碳当量指标,如拉伸强度碳当量、屈服强度碳当量、焊接碳当量,还有裂纹敏感性指标(实质上也是碳当量)。每一种元素的碳当量以1/X表示,X一般为正整数,由统计数据决定。若干元素的碳当量计算之和即各个1/X值之和。同一元素在不同的碳当量计算法中其X值不同。不同研究者得到的X值也不相同。 通信设备降耗有助于降低碳排放。
碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式:
C当量=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100%
式中:C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为钢中该元素含量
碳当量Ceq科迅网(百分比)值可按以下公式计算:
Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15
(碳当量Ceq的允许偏差为+0.03%)
什么是碳当量?什么是CEQ?
1 什么是焊接性?试述碳钢的焊接性。
焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。
碳钢是以铁元素为基础的,铁碳合金,碳为合金元素,其碳的质量分数不超过1%,此外,锰的质量分数不超过1.2%,硅的质量分数不超过0.5%,后两者皆不作为合金元素。其它元素如Ni、Cr、Cu等均控制在残余量的限度以内,更不作为合金元素。杂质元素如S、P、O、N等,根据钢材品种和等级的不同,均有严格限制。因此,碳钢的焊接性主要取决于含碳量,随着含碳量的增加,焊接性逐渐变差,其中以低碳钢的焊接性最好,见表1。
表1 碳钢焊接性与含碳量的关系
2013中央一号文件名 称 非接触测量 | 碳的质量分数(%) | 典型硬度 | 典型用途 | 居里夫人的女儿 dm500s焊接性 |
低碳钢 | ≤0.15 | 60HRB | 特殊板材和型材薄板、带材、焊丝 | 优 |
0.15~0.25 | 90HRB | 结构用型材、板材、棒材 | 良 |
中碳钢 | 0.25~0.60 | 25HRC | 机器部件和工具 | 中(需预热、后热,推荐使用低氢焊接方法) |
高碳钢 | ≥0.60 | 冷气机组40HRC | 弹簧,模具,钢轨 | 劣(需预热、后热,必需使用低氢焊接方法) |
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2 什么是碳当量?碳钢的碳当量如何计算?
把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换自成碳的相当含量,称为该种钢材的碳当量,可作为评定钢材焊接性的一种参考指标。
碳钢中的元素除C外,主要是Mn和Si,它们的含量增加,焊接性变差,但其作用不及碳强烈。国际焊接学会推荐的碳当量公式为
Mn Cu+Ni Cr+Mo+V
CE(IIW)= C + ── + ──── + ────── (质量分数)(%)
6 15 5
随着碳当量值的增加,钢材的焊接性会变差。当CE值大于0.4%~0.6%时,冷裂纹的敏感性将增大,焊接时需要采取预热、后热及用低氢型焊接材料施焊等一系列工艺措施。
3 利用碳当量值评价钢材焊接性有何局限性?
碳当量值只能在一定范围内,对钢材概括地、相对地评价其焊接性,这是因为:
1)如果两种钢材的碳当量值相等,但是含碳量不等,含碳量较高的钢材在施焊过程中容易产生淬硬组织,其裂纹倾向显然比含碳量较低的钢材来得大,焊接性较差。因此,当钢材的碳当量值相等时,不能看成焊接性就完全相同。
2)碳当量计算值只表达了化学成分对焊接性的影响,没有考虑到冷却速度不同,可以得到不同的组织,冷却速度快时,容易产生淬硬组织,焊接性就会变差。
3)影响焊缝金属组织从而影响焊接性的因素,除了化学成分和冷却速度外,还有焊接循环中的最高加热温度和在高温停留时间等参数,在碳当量值计算公式中均没有表示出来。
因此,碳当量值的计算公式只能在一定的钢种范围内,概括地、相对地评价钢材的焊接性,不能作为准确的评定指标。