碳当量计算方法及碳当量在钢板中的作用

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、屈眼强度碳当量、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。

1国际焊接学会推荐的碳当量公式CE(IIW)：［1］

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：［2］

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：［5～6］

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)］