碳当量计算器
碳当量可判断碳钢或低合金钢焊接时是否需要预热。请从目录中选择钢种,或输入证书上的成分。
1您输入(质量分数 %)
典型成分 = 标准各范围的中值;对于只有上限的残余元素(A105 中的 Cr、Ni、Cu),取上限的一半。实际值请使用证书上的成分。
目录钢种的碳当量
| 钢种 | 最不利 CE | 典型 CE | 典型 Pcm | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A182 F1 | 0.56 | 0.37 | 0.222 | 可焊性良好 |
| ASTM A694 F65 – 高屈服强度钢锻件 | 0.57 | 0.28 | 0.198 | 可焊性良好 |
| ASTM A105 – 管道用碳钢锻件 | 0.68 | 0.39 | 0.253 | 补充要求 S4:炉前 CE ≤ 0.47(截面不超过 2 in)· 可焊性良好 |
| ASTM A182 F11 Class 2 | 0.76 | 0.60 | 0.301 | 高预热和焊后热处理 |
| SAE 9315 – AMS 6263 | 0.83 | 0.73 | 0.313 | 高预热和焊后热处理 |
| SAE 4140 | 0.87 | 0.78 | 0.518 | 高预热和焊后热处理 |
| ASTM A522 Type I – 9%镍钢 | 0.91 | 0.74 | 0.245 | 超出 IIW CE 适用范围:预热按规范(P-No.) |
| SAE 4340 | 0.94 | 0.85 | 0.535 | 高预热和焊后热处理 |
| 8550 钢 – 34CrAlNi7-10 (W.Nr. 1.8550) | 0.97 | 0.86 | 0.482 | 高预热和焊后热处理 |
| ASTM A182 F22 / P22 (2¼Cr-1Mo) | 0.98 | 0.83 | 0.310 | 高预热和焊后热处理 |
| 300M 钢(改良型 4340)– UNS K44220 | 1.05 | 0.93 | 0.612 | 高预热和焊后热处理 |
| ASTM A182 F5 | 1.61 | 1.28 | 0.396 | 超出 IIW CE 适用范围:预热按规范(P-No.) |
| ASTM A182 F91 Type 1 | 2.41 | 2.17 | 0.660 | 超出 IIW CE 适用范围:预热按规范(P-No.) |
| ASTM A182 F9 | 2.47 | 2.15 | 0.639 | 超出 IIW CE 适用范围:预热按规范(P-No.) |
| Maraging 250 | 2.49 | 2.27 | 0.671 | 超出 IIW CE 适用范围:预热按规范(P-No.) |
* 数值需对照标准或适用焊接规范的现行版本确认。
最不利 CE = 所有元素同时达到标准上限(实际炉次远低于此);典型值 = 各范围的中值。不锈钢、双相钢、镍合金、钛和铜不使用碳当量:这些材料请参见 PREN 计算器。
如何解读
| CE | 可焊性 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 不超过 0.40 | 良好 | 通常无需预热 |
| 0.40 至 0.45 | 一般 | 预热取决于厚度 |
| 0.45 至 0.60 | 需要控制 | 预热、低氢焊条 |
| 高于 0.60 | 困难 | 高预热和焊后热处理 |
参考范围。预热温度还取决于厚度、焊材氢含量和接头拘束度(AWS D1.1 附录 H、EN 1011-2)。
常见问题
什么是碳当量?
它是碳钢和低合金钢的可焊性指标:汇总碳和合金元素对热影响区淬硬的作用。IIW 公式:CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15。不超过 0.40 时焊接通常无需预热;高于 0.45 则需要预热和控制氢。
哪些材料使用碳当量?
碳钢(A105、A350 LF2)、可淬硬低合金钢(4140、4340、9315)和低铬 Cr-Mo 钢(F1、F11、F22)。对于 5Cr、9Cr、F91 和 9 % Ni 钢,IIW CE 超出其适用范围:预热按规范(ASME B31.3 和第 VIII 卷)依据 P-Number 确定。不锈钢、双相钢和镍合金不使用 CE。
A105 有碳当量限值吗?
当采购方要求 ASTM A105 / ASME SA-105 的补充要求 S4(碳当量)时,按 IIW 公式计算的炉前分析 CE,在截面不超过 2 in(50.8 mm)时限制为 0.47,超过则限制为 0.48。采购方与供应商可约定更低的限值,例如 0.43(S4.3)。订单中没有 S4 时,标准不限制 CE。
何时使用 Pcm 而不是 CE?
适用于含碳量约 0.12 % 以下的钢,例如现代管线钢和结构钢。Pcm(Ito-Bessyo)更重视碳和硼。通常限值:不超过 0.20 至 0.25*。