
今天我们来聊一下碳当量的话题。在聊这个话题之前,我们先看下面这张图片。
这张图片是含碳质量分数对退火钢力学性能的影响。
随着含碳量的上升,钢材的硬度是在直线上升的。但是抗拉强度Rm是有最高点的。这个最高点一般是在含碳量0.9%左右。塑性和韧性随着含碳质量分数的增加,都是一直在下降的。
这就是为什么我们钢材中含碳量不能过高的原因。因为过高的话,钢材就特别容易变脆。尤其对我们焊接来说,一般超过了1.2%的含碳量的钢材,就很难被焊接了。
钢材里面的含碳量跟碳当量又有什么关系呢?
在钢材里面,除了碳元素以外,还会有一些其他的合金元素。比如像Mn,S,P,Si,V,Mo等等这些合金元素。实际上某些合金元素,它们对焊接性的影响跟碳起的作用是类似的。只是碳起的作用是最大的。但某些合金元素也起了一定的作用。
所以人们就把这些合金元素转化成相对于碳来说,对焊缝的影响,起个名字就叫碳当量。
大家看下面这个图片。这个图片是国际焊接学会给出的关于碳当量的计算公式。
这个公式里除了碳元素以外,还有Mn,Cr,Mo,V,Cu,Ni。它们起的作用各不相同。所以下面那个分子才会不一样。碳对碳当量的影响是最大的。右侧给出了一个适用范围。这个公式其实并不是万能的,它是在一定范围内才成立的。
我们再看下面这张图片。这张图片是日本的 JIS 标准,它也给出了一个碳当量公式。
它这个公式跟国际焊接学会那个有一些区别。这里面加了一个Si元素。右侧也给出了这个公式的适用范围。
下面这个是美国焊接学会的碳当量计算公式:
所以这个碳当量公式,不同国家或者学会,会有一些区别。
具体该使用哪个要看客户和项目要求来定。使用公式的时候,注意适用范围。
碳当量法是间接评价焊接冷裂纹的一种有效方法。但是在前面的文章中我们也分享过:焊接裂纹有很多种。除了冷裂纹还有热裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹等等。
所以碳当量并不能评价所有的焊接裂纹倾向。它只能评价焊接冷裂纹倾向。这个大家一定要记住。
本期内容就到这儿。
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