碳當(dāng)量基本原理用于預(yù)測(cè)鋼性質(zhì)

日期：2020-11-19

修復(fù)天然氣或輸油管線時(shí)，需要確保新焊縫超牢固。在基本層面上，焊縫的完整性依賴于兩段管道完全兼容。如果兩段管道的性質(zhì)不同，或在焊接過程期間變脆，焊接將會(huì)失敗，從而帶來潛在的災(zāi)難性后果。

因此，需要確保使用正確鋼號(hào)。但是不能只依靠牌號(hào)會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榧词乖谕粋€(gè)牌號(hào)內(nèi)，精確成分也存在足夠差異，從而導(dǎo)致焊接完整性問題。為此，必須單獨(dú)測(cè)量每個(gè)部件的精確成分，才能完全理解部件的性質(zhì)。

這便是碳當(dāng)量概念的由來。通過碳當(dāng)量，可獲得詳細(xì)的材料成分，并將這些信息轉(zhuǎn)化為有用信息，以用于評(píng)價(jià)材料的可焊性。

碳當(dāng)量對(duì)于預(yù)測(cè)鋼性質(zhì)至關(guān)重要

當(dāng)不但將碳用作合金元素時(shí)，等效碳含量的概念可用于含鐵材料，通常為鋼和鑄鐵，以確定合金的各種性質(zhì)。

眾所周知，鐵或鋼中的碳含量會(huì)影響其強(qiáng)度和脆度，以及材料的加工和焊接方式。然而，碳不是只有的合金元素，其他元素對(duì)材料性質(zhì)也有貢獻(xiàn)。

難題在于，需考慮每個(gè)元素的影響以及其如何單獨(dú)與所有其他元素相互作用。因此，轉(zhuǎn)而使用碳當(dāng)量概念，采用一個(gè)公式將所有的合金元素“轉(zhuǎn)換”成碳當(dāng)量百分比。該想法是將除碳之外的合金元素的百分比轉(zhuǎn)換成碳當(dāng)量百分比，因?yàn)榕c其他鐵-合金相相比，鐵-碳相更容易被理解。該單一數(shù)值隨后可被用于評(píng)價(jià)性質(zhì)，如下表所示的可焊性：

從表中可以看出，CE數(shù)值越大，可焊性越差。如此說來，如何得出這個(gè)數(shù)值？以下便是碳當(dāng)量方程的由來：

國際焊接學(xué)會(huì)（IIW）CE：CE = (%C)+((%Mn)/6)+(((%Cr)+(%Mo)+(%V))/5)+(((%Cu)+(%Ni))/15)
日本焊接學(xué)會(huì)PCM：
PCM = (%C)+((%Si)/30)+(((%Cr)+(%Cu)+(%Cr))/20)+((%Ni)/60)+((%Mo)/15)+((%V)/10)+((%B)*5)
Düren CEM:
CEM = (%C)+((%Si)/25)+(((%Mn)+(%Cu))/20)+(((%Cr)+(%V))/10)+((%Mo)/15) +((%Ni)/40)
Thyssen CET:
CET = (%C)+(((%Mn)+(%Mo))/10)+(((%Cr)+(%Cu))/20)+((%Ni)/40)
EN 10025-1 CEV:
CEV = (%C)+((%Mn)/6)+(((%Cu)+(%Ni))/15)+(((%Cr)+(%Mo)+(%V))/5)