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公告:
鋼的碳當量是將影響硬化、冷裂和脆化的合金元素包括碳的含量換算為碳當量含量。通過估算鋼的碳當量和冷裂紋敏感性指數,可以初步測出低合金高強鋼的冷裂紋敏感性。這會影響預熱、焊接熱處理、焊絲能量測定等焊接工藝條件。具有重要的指導作用。
在1950 年代初期,碳錳主要用於鋼筋。在預測鋼的可焊性時,最常用的碳當量公式主要有國際焊接學會(IIW)推薦的公式和日本JIS標準規定的公式。
1960年代以後,為了提高鋼的性能和焊接性,人們大力開發高強度低合金鋼,如低碳微量多元合金,同時提出了許多新的碳當量計算公式。
由於各國所用的試驗方法和鋼合金體係不盡相同,因此有必要明確各國所用碳當量公式的來源、目的和適用範圍,以免出現應用錯誤。
國際焊接學會推薦的CE(IIW)碳當量公式:
[1] EC (IIW)=C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 (%)
(1)(式中各元素符號均表示該元素的質量分數,下同)。
該配方主要適用於中高強度調質低合金高強度鋼(b=500-900 MPa。板厚小於20mm,CE(IIW)0.40%時,鋼幾乎沒有淬硬傾向和焊接性)嗯,不需要預熱;CE(IIW)=0.40%-0.60%,尤其是在0.5%以上時,鋼材容易硬化,焊接前需要預熱。
2 日本推薦的碳當量公式
2.1 日本JIS和WES標準規定的碳當量公式:
[2] Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%) (2) 此公式主要適用於低碳淬火和淬火高強度合金鋼(b=500-1000 MPa)。
當板厚小於25mm,手工焊線能量為17kJ/cm時,確定的預熱溫度近似如下:
鋼b=500 MPa,Ceq (JIS) 0.46%,未預熱
b=600 MPa, Ceq (JIS) 0.52%, 預熱75
b=700 MPa,Ceq(JIS)0.52%,預熱100
b=800 MPa,Ceq(JIS)0.62%,預熱150
(1)和(2)適用於高碳鋼種(C0.18%),即C0.20%; Si0.55%;錳1.5%;銅0.50%;鎳2.5%; Cr1.25%;鉬0.70%; V0.1%; B0.006%。
2.2 Pcm 公式
經過日本伊藤等人的大量實驗,他們提出了冷裂紋敏感性的計算公式指數(Pcm): Pcm=C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr )/20 + 鎳/60+
月/15 + V/10 + 5B (%)
(3)本公式適用於C=0.07%-0.22%,b=400-1000MPa的低合金、高強度鋼。
適用化學成分範圍:C 0.07% -0.22%;矽0-0.60%;錳0.40%-1.40%;銅0-0.50%;鎳0-1.20%;鉻0-1.20%;鉬0-0.70%; V 0-0.12%;铌0-0.04%;鈦0-0.05%;乙0-0.005%。
根據Pcm、板厚h或限製度(R),Ito建立冷裂敏感性(Pw)、冷裂敏感性指數(Pcm)和避冷所需的預熱溫度開裂計算公式:
Pw=Pcm + [H]/60 + h/600 (3-1)
或Pw=Pcm + [H]/60 + R/40000 (3-2)
式中,[H] 熔敷金屬中的擴散氫含量(ml/100g,甘油法)
R 縫紉張力限製(kg/mm.mm)
h 板厚(mm)
pcm對冷裂敏感指數
當Pw0 時,有裂紋的可能。
使用(3-1)和(3-2)兩個公式可以計算出無縫焊縫所需的預熱溫度:
T0=1440Pw-392()
(3-1)、(3-2)兩個公式的適用條件:擴散氫含量[H]為1.0-5.0ml/100g,板厚19-50mm,線能量17-30kJ/厘米;化學成分。範圍同(3)。
這兩個式(3-1)和(3-2)不僅考慮了化學成分對鋼材的影響,還考慮了鋼板的厚度或含量和倉內的氫含量。金屬這兩個公式可以用來計算防冷裂紋所需的預熱溫度。
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