эквивалентное содержание углерода хорошо сваривающихся сталей
Оценка свариваемости сталей. Формулы углеродного эквивалента
Оценка свариваемости сталей включает в себя такие показатели, как:
1. Склонность стали к образованию холодных и горячих трещин при сварке в металле сварного шва или зоне термического влияния.
2. Склонность к образованию закалочных структур и изменению структуры металла в зоне термического влияния. В этой области происходит сильное укрупнение зёрен, и, как следствие, снижение прочности.
3. Физико-механические характеристики сварного соединения
4. Соответствие специальных показателей сварного соединения (таких как жаропрочность, износостойкость и др.) заданным требованиям.
Формулы углеродного эквивалента сталей и других параметрических выражений для оценки свариваемости
Для оценки свариваемости сталей применяют такую величину, как углеродный эквивалент сталей (Сэкв). При определении углеродного эквивалента учитывается химический состав сталей, т.к. влияние легирующих элементов на свариваемость стали очень большое. Особенно сильно на свариваемость влияет углерод (С). Для определения склонности металла к образованию холодных трещин при сварке, применяют следующие формулы расчёта углеродного эквивалента:
Однако, как оказалось на практике, для микролегированных сталей с пониженным содержанием углерода эти уравнения не могут охарактеризовать снижение прочности из-за роста зёрен. Немцем Дюреном была выведена формула углеродного эквивалента микролегированных сталей, которая достаточно точно характеризует их склонность к образованию холодных трещин:
Значение углеродного эквивалента позволяет определить, к какой группе свариваемости сталей относится та, или иная марка, кроме того, это значение понядобится, чтобы определить температуру предварительного подогрева при сварке металлов. Определяется она по формуле:
В итоге, получаем: С=Сэкв*(1+0,005*S)
Кроме углеродного эквивалента для определения и оценки свариваемости сталей существуют несколько параметрических формул, из которых наибольшую популярность получила формула Ито-Бессио:
Многочисленные измерения показали, что при Рw>0,286, то возникает риск возникновения холодных трещин в сварном соединении.
Если речь идёт об опасности образования горячих трещин в металле сварного шва, то оценить свариваемость стали по этому критерию можно при помощи показателя HCS, вычисляемого по формуле:
Если получившаяся величина HCS>4, то возникает риск образования горячих трещин. Однако, если выполняется сварка высокопрочных сталей большой толщины, то риск возникновения данного дефекта сварного шва возникает уже при показателе HCS>1,6…2.
Основной способ оценки теоретической свариваемости сталей
На практике одним из основных и, зачастую, трудноопределимым дефектом сварного шва являются холодные трещины. Поэтому, наиболее популярной оценкой свариваемости стали, является определение углеродного эквивалента Сэкв по вышеуказанным формулам.
Исходя из получившейся величины, можно условно разделить стали на 4 группы свариваемости:
Об этом мы более подробно поговорим на странице: «Классификация сталей по свариваемости».
Свариваемость сталей
Выделяют довольно большое количество параметров, которые определяют основные свойства металла. Среди них выделяют показатель свариваемости. На сегодняшний день сварка стали проводится крайне часто. Подобный способ соединения металлов и других материалов характеризуется высокой эффективностью, так сварной шов может выдерживать большую нагрузку. При плохом показателе провести подобную работу сложно, в некоторых случаях даже невозможно. Все металлы разделяются на несколько групп, о чем далее поговорим подробнее.
Основные критерии, устанавливающие свариваемость
Оценивая свариваемость сталей, всегда уделяют внимание химическому составу металла. Некоторые химические элементы могут повысить этот показатель или снизить его. Углерод считается самым важным элементов, который определяет прочность и пластичность, степень закаливаемости и плавкость. Проведенные исследования указывают на то, что при концентрации этого элемента до 0,25% степень обрабатываемости не снижается. Увеличение количества углерода в составе приводит к образованию закалочных структур и появлению трещин.
К другим особенностям, которые касаются рассматриваемого вопроса, можно отнести нижеприведенные моменты:
В зависимости от особенностей структуры и химического состава материала все сплавы делятся на несколько групп. Только при учете подобной классификации можно выбрать наиболее подходящий сплав.
Классификация сталей по свариваемости
Хорошей обрабатываемостью обладают сплавы, в которых при нагреве не образуются трещины. По данной характеристике выделяют четыре основных группы:
Классификация сталей по свариваемости
Каждая группа характеризуется своими определенными особенностями, которые нужно учитывать. Сталь 20 относится к первой группе, в то время как распространенная сталь 45 обладает низкой податливостью к сварке.
Группы свариваемости
Все группы свариваемости сталей характеризуются своими определенными особенностями. Среди них можно отметить следующие моменты:
Каждый сплав и металл относится к определенной группе. Кроме этого, степень свариваемости меняется после улучшения материала, к примеру, путем азотирования или закалки.
Как влияют на свариваемость легирующие примеси
Как ранее было отмечено, включение в состав большого количества легирующих элементов приводит к изменению основных характеристик. При этом отметим следующие моменты:
Именно поэтому при выборе легированного сплава уделяется внимание не только типу легирующих элементов, но и их концентрации. Принятые стандарты ГОСТ определяют то, что при маркировке могут указывать основные химические вещества и их количество в составе.
Влияние содержания углерода на свариваемость стали
Во многом именно углерод определяет основные эксплуатационные характеристики сплава. Слишком высокая концентрация подобного химического вещества приводит к повышению твердости и прочности, но также и хрупкости. Кроме этого, в несколько раз снижается степень свариваемости. К другим особенностям отнесем следующие моменты:
Стоит учитывать, что проводимая химикотермическая процедура может привести к снижению податливости к рассматриваемому способу соединения. Именно поэтому улучшение сплава проводится после создания конструкции путем обработки шва.
Свариваемость низкоуглеродистых сталей
Низкоуглеродистые сплавы хорошо подаются свариванию. При этом можно отметить следующие моменты:
Как правило, подобные металлы не нужно перед обработкой подвергать подогреву, а после проведения процедура закалка или отпуск выполняется только для при необходимости.
Свариваемость закаленной стали
Распространенной термической обработкой можно назвать закалку. Она предусматривает воздействие высокой температуры, которая может изменить структуру материала. После охлаждения происходит перестроение структуры, за счет чего происходит упрочнение структуры и повышение твердости поверхностного слоя. К другим особенностям отнесем следующие моменты:
Закаленная сталь сложна в обработке. Кроме этого, если ранее не проводился отпуск в структуре может быть переизбыток напряжения, что и приводит к появлению трещин.
Повторная обработка швов может не привести к повышению их прочности.
В заключение отметим, что хорошей податливость сварке обладают металлы из различных групп. Примером можно назвать некоторые нержавейки, которые даже после воздействия тепла обладают коррозионной устойчивостью. Именно поэтому для сварочных работ рекомендуется выбирать материал, который характеризуется хорошей обрабатываемостью.
Свариваемость стали
Свариваемость стали — это способность металлов образовывать качественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.
Влияние легирующих элементов на свариваемость стали
Стали в своём составе имеют различные легирующие элементы, которые по — разному влияют на свариваемость стали и её механические свойства. Давайте рассмотрим основные легирующие элементы:
Хром повышают твёрдость в зоне термического влияния, что приводит к ухудшению процесса сварки.
Никель не влияет на свариваемость стали.
Молибден способствует измельчению зерна, делая сталь устойчивой к ударным нагрузкам.
Ванадий может ухудшить процесс сварки, так как способствует закалки стали при нагреве.
Вольфрам способствует увеличению твёрдости стали, но в связи с этим затрудняет свариваемость стали.
Титан способствует повышению коррозионностойкости стали.
Марганец в небольших количествах не ухудшает свариваемость. С увеличением марганца до 2,5%, способствует образованию горячих трещин.
Кремний не ухудшает процесс сварке.
Углерод очень сильно влияет на свариваемость стали. Его влияние намного сильнее, чем суммарное воздействие свойств всех приведённых выше легирующих элементов. Содержание его в стали до 0,25% не влияет на процесс сварки. Если содержание углерода выше 0,25%, то свариваемость стали начинает ухудшатся.
Свариваемость можно определить по эквиваленту углерода (Сэк).
Cэк = C + Mn/6 + Cr + Mo/5 + V + (Ni + Cu)/15,
где: С — содержание углерода в процентах, %;
Mn — содержание марганца в процентах, %;
Cr — содержание хрома в процентах, %;
Mo — содержание молибдена в процентах, %;
V — содержание ванадия в процентах, %;
Ni — содержание никеля в процентах, %;
Cu — содержание меди в процентах, %.
Зная Cэк стали, можно определить к какой группе свариваемости относится сталь.
Группы свариваемости сталей
Стали условно разделяют на 4 группы свариваемости:
1 — свариваемая безограничений (Сэк до 0,25%);
2 — ограниченно свариваемая (Сэк свыше 0,25 до 0,35%);
3 — трудно свариваемая (Сэк свыше 0,35 до 0,45%);
4 — не применяемая для сварки (Сэк свыше 0,45%).
1 группа — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки.
3 группа — сварка возможна при подогреве до 300-500°С и последующее плавное остывание.
4 группа — стали не применяемые для сварных конструкций
Свариваемость сталей
Свариваемость — способность металла к образованию качественных сварных соединений, удовлетворяющих эксплуатационные требования к ним.
Возможности и условия образования качественного сварного соединения определяются многими факторами, важнейшими из которых являются:
На свариваемость существенно влияет химический состав стали, в частности, содержание углерода и легирующих элементов. Воздействие отдельных элементов проявляется по-разному – особенно в соединении с углеродом.
Среди главных характеристик свариваемости сталей стоит выделить склонность к образованию трещин и механические свойства сварного соединения. Их можно определить путем сваривания контрольных образцов.
Формула определения свариваемости стали
Если известен химический состав стали, можно определить ее свариваемость по эквивалентному содержанию углерода. Для этого используют формулу:
С экв. = С + Mn/20 + Ni/15 + (Cr + Mo + V)/10.
Цифры в этой формуле – это постоянные величины, а символы каждого из химических элементов обозначают максимальное включение его в сталь определенной марки, выражаемое в процентах.
Эквивалентное содержание углерода, полученное по этой формуле, является указанием на свариваемость сталей, которые можно условно разделить на четыре группы:
О хорошей свариваемости низкоуглеродистых сталей можно судить по прочному сварному соединению с основным металлом без трещин и снижения пластичности в околошовной зоне.
Свариваемость легированных сталей оценивается по возможности получения соединений, устойчивых к образованию трещин и закаленных структур, а также по снижению прочности, коррозии и так далее.
Однородные металлы свариваются гораздо легче, чем разнородные. Металл шва и металл зоны термического воздействия являются неоднородными. Признак неудовлетворительной свариваемости – склонность к образованию трещин, категорически недопустимых в сварных соединениях.
Характеристикой свариваемости термически упроченных сталей является склонность к снижению прочности в зоне термического воздействия при температуре 400-720º C, в зависимости от температуры отпуска стали при ее изготовлении на заводе. Таким образом, изготовление прочной сварной конструкции возможно только при условии детального изучения и учета свариваемости стали.
Влияние основных элементов на свариваемость сталей
Углерод, если его в стали менее 0,25%, свариваемость не ухудшает, а при большем его содержании свариваемость ухудшается, поскольку в зоне термического воздействия образуются закаленные структуры, что имеет следствием образование трещин. Если повышенное содержание углерода отмечается в присадочном материале, это приводит к пористости шва.
Марганец при его содержании не более 0,8% свариваемость не ухудшает, но при превышении этого показателя велики риски появления трещин из-за того, что этот элемент способствует закаленности стали.
Кремний в пределах 0,02–0,35% никак не воздействует на качество сваривания, а при содержании от 0,8 до 1,5% существенно затрудняет сварку по причине повышенной жидкотекучести и образования тугоплавких оксидов кремния.
Ванадий способствует закаленности стали, что усложняет процесс сварки. При сваривании ванадий, активно окисляясь, выгорает.
Вольфрам повышает прочность стали и усложняет сварку по причине сильного окисления.
Никель повышает пластичность и мощность, при этом не ухудшая свариваемость стали.
Молибден при сварке активно окисляется и выгорает, способствуя образованию трещин.
Хром, образующий тугоплавкие карбиды, значительно затрудняет сварку.
Ниобий и титан в процессе сварки соединяются с углеродом и препятствуют образованию карбида хрома, способствуя улучшению свариваемости.
Медь улучшает свариваемость, повышая прочность и пластичность стали, делая ее более устойчивой к коррозии.
Кислород работает на снижение пластичности и прочности стали, ухудшая ее свариваемость.
Азот обладает способностью создавать нитриды, то есть химические соединения с железом, которые повышают твердость и прочность, существенно снижая показатели пластичности стали.
Водород негативно сказывается на свариваемости, поскольку он накапливается в шве, вызывая образование пор и мелких трещин.
Фосфор – вредная добавка, повышающая твердость стали и делающая ее более хрупкой, что приводит к образованию холодных трещин.
Сера крайне нежелательна, поскольку она способствует быстрому образованию горячих трещин. При превышении содержания серы свариваемость резко ухудшается.
Что такое эквивалентное количество углерода в сталях
Оценка свариваемости сталей. Формулы углеродного эквивалента
Оценка свариваемости сталей включает в себя такие показатели, как:
1. Склонность стали к образованию холодных и горячих трещин при сварке в металле сварного шва или зоне термического влияния.
2. Склонность к образованию закалочных структур и изменению структуры металла в зоне термического влияния. В этой области происходит сильное укрупнение зёрен, и, как следствие, снижение прочности.
3. Физико-механические характеристики сварного соединения
4. Соответствие специальных показателей сварного соединения (таких как жаропрочность, износостойкость и др.) заданным требованиям.
Формулы углеродного эквивалента сталей и других параметрических выражений для оценки свариваемости
Для оценки свариваемости сталей применяют такую величину, как углеродный эквивалент сталей (Сэкв). При определении углеродного эквивалента учитывается химический состав сталей, т.к. влияние легирующих элементов на свариваемость стали очень большое. Особенно сильно на свариваемость влияет углерод (С). Для определения склонности металла к образованию холодных трещин при сварке, применяют следующие формулы расчёта углеродного эквивалента:
Сэкв=С+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15, % — данная формула принята для расчёта в Европейском стандарте
Сэкв=С+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4, % — эта формула для определения углеродного эквивалента стали в стандартах Японии
Cэкв=C+Mn/20+Ni/15+(Cr+Mo+V)/10, % — такая формула углеродного эквивалента предлагается Британским институтом сварки
Однако, как оказалось на практике, для микролегированных сталей с пониженным содержанием углерода эти уравнения не могут охарактеризовать снижение прочности из-за роста зёрен. Немцем Дюреном была выведена формула углеродного эквивалента микролегированных сталей, которая достаточно точно характеризует их склонность к образованию холодных трещин:
Значение углеродного эквивалента позволяет определить, к какой группе свариваемости сталей относится та, или иная марка, кроме того, это значение понядобится, чтобы определить температуру предварительного подогрева при сварке металлов. Определяется она по формуле:
где С — общий эквивалент углерода, который можно вычислить следующим образом:
Сэкв — химический эквивалент углерода, вычисляется по формулам, приведённым выше;
Сs — эквивалент углерода, в зависимости от толщины листа, в мм. Вычисляется по формуле:
В итоге, получаем: С=Сэкв*(1+0,005*S)
Кроме углеродного эквивалента для определения и оценки свариваемости сталей существуют несколько параметрических формул, из которых наибольшую популярность получила формула Ито-Бессио:
Где К — коэффициент интенсивности жёсткости, который Ито и Бессио применяли при расчётах на основании данных, которые они получили при оценке свариваемости сталей с У-образной разделкой кромок.
К=Ко*S, где Ко — константа, равная 69; S — толщина листа, мм. Исследования, проведённые позже, показали, что константу Ко=69 можно применять для приблизительных определений величины К в случае, когда свариваются листы большой толщины, до 150 мм включительно.
Рсм — коэффициент, характеризующий снижение прочности вследствие структурного преобразования сплава;
Н — количество растворённого водорода в металле, образующего сварной шов, измеряется в мл/100г. В Японских стандартах величина Н=0,64, в Европейских Н=0,93.
Многочисленные измерения показали, что при Рw>0,286, то возникает риск возникновения холодных трещин в сварном соединении.
Если речь идёт об опасности образования горячих трещин в металле сварного шва, то оценить свариваемость стали по этому критерию можно при помощи показателя HCS, вычисляемого по формуле:
Если получившаяся величина HCS>4, то возникает риск образования горячих трещин. Однако, если выполняется сварка высокопрочных сталей большой толщины, то риск возникновения данного дефекта сварного шва возникает уже при показателе HCS>1,6…2.
Основной способ оценки теоретической свариваемости сталей
На практике одним из основных и, зачастую, трудноопределимым дефектом сварного шва являются холодные трещины. Поэтому, наиболее популярной оценкой свариваемости стали, является определение углеродного эквивалента Сэкв по вышеуказанным формулам.
Исходя из получившейся величины, можно условно разделить стали на 4 группы свариваемости:
Сэкв не более 0,2 — свариваемость стали хорошая;
Сэкв свыше 0,2 и не более 0,35 — свариваемость стали удовлетворительная;
Сэкв свыше 0,35 и не более 0,45 — сталь ограниченно свариваемая;
Сэкв свыше 0,45 — свариваемость стали плохая (трудносвариваемая).
Об этом мы более подробно поговорим на странице: «Классификация сталей по свариваемости».
углеродный эквивалент
Смотреть что такое «углеродный эквивалент» в других словарях:
углеродный эквивалент — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN carbon equivalent valuecarbon equivalentCE … Справочник технического переводчика
Углеродный эквивалент — – условная величина содержания углерода, получаемая из набора основных химических элементов арматурной стали. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Углеродный эквивалент — Cэ величина, характеризующая влияние важнейших элементов на структуру и свойства серого чугуна; определяется по формуле Cэ=Cэ+0,3(Si Р). Углеродный эквивалент алюминеев чугунов равен: Cэ=C+0,25Si+0,15Al. При Cэ4,26 заэвтектическим. Углеродный… … Энциклопедический словарь по металлургии
УГЛЕРОДНЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ С э — величина, характеризующая влияние важнейших элементов на структуру и свойства серого чугуна; определяется по формуле Cэ=Cэ+0,3(Si P). Углеродный эквивалент алюминиевых чугунов равен: Cэ=C+0,25Si+0,15Al. При Сэ Металлургический словарь
углеродный эквивалент топлива — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN carbon equivalent valueCEV … Справочник технического переводчика
Эквивалент никеля и хрома — множитель, учитывающий влияние элементов, способствующих превращению (ферритизации) или препятствующих этому превращению (аустенизации) в Cr Ni сталях. К аустенитообразующим элементам, т. е. действующим аналогично Ni, относятся С, N, Mn; к… … Энциклопедический словарь по металлургии
Эквивалент — [equivalent] предмет или количество, равноценные, равнозначные или соответствующие в каком либо отношении другим и могущие служить или выражением, или заменой: Смотри также: Эквивалент никеля и хрома электрохимический эквивалент хромовый… … Энциклопедический словарь по металлургии
механический эквивалент теплоты — [mechanical equivalent of heat] количество работы, эквивалентное единице количества теплоты, переданной при теплообмене. Понятие механический эквивалент теплоты возникло в связи с тем, что исторически механическую работу и количество теплоты… … Энциклопедический словарь по металлургии
химический эквивалент элемента — [chemical equivalent of element] его масса (выраженная в углеродных единицах), которая присоединяет или замещает одну атомную масса водорода или половину атомной массы кислорода. В реакциях окисления восстановления химический эквивалент… … Энциклопедический словарь по металлургии
электрохимический эквивалент — [electrochemical equivalent] количество вещества, подвергаемое химическому превращению на электродах в результате прохождения через электролит 1 кулона электричества. Выражается обычно в г/Кл. Электрохимический эквивалент связан с химическим… … Энциклопедический словарь по металлургии
Как рассчитать углеродный эквивалент?
Количество углерода в железе или стали может повлиять на его прочность и хрупкость, а также на способ его обработки и сварки. Тем не менее, углерод не единственный сплавляющий элемент; другие элементы также способствуют свойствам материала. Задача состоит в том, чтобы рассмотреть влияние каждого элемента и то, как он индивидуально взаимодействует со всеми другими. Таким образом, концепция углеродного эквивалента используется для «преобразования» всех сплавляющих элементов в проценты эквивалента углерода. Углеродным эквивалентом стали является преобразование содержимого сплавных элементов в сталь, с включенным углеродом, что влияет на затвердевание, холодное растрескивание и улавливание. Оценивая углеродный эквивалент и индекс чувствительности холодных трещин стали, чувствительность холодного трещины низкого сплава ивысоко прочность сталиможет быть предварительно измерена, и условия процесса сварки, такие как разогрев, послесварочная тепловая обработка и энергия линии могут быть разумно определены.
Во-первых, мы должны четко понимать разницу между углеродным эквивалентом и содержанием углерода. Содержание углерода является основным фактором, который определяет прочность и сварочность в углеродной стали. С увеличением содержания углерода, утоляющая тенденция увеличивается, и пластичность уменьшается, что, как правило, производят сварочные трещины. Другими словами, чем выше содержание углерода, тем хуже свароносимость. Для сплавов стали (в основном из стали с низким сплавом), различные сплавные элементы, кроме углерода, повлияют на прочность и свароемость стали, а содержание углерода не может быть просто использовано в качестве показателя индекса. Для облегчения выражения сильных свойств и сварочных материалов концепция углеродного эквивалента используется через большое количество тестовых данных. Принципиальное различие между углеродным эквивалентом и содержанием углерода заключается в том, что углеродный эквивалент может быть использован для оценки влияния всех сплавляющих элементов в стали на свароносимость стали.
Углеродный эквивалент часто сокращенно как CEV, иногда CE, и на практике включает в себя CET, CEЗ, и так далее. Из вышесказанной таблицы видно, что чем больше значение CE, тем хуже сварная шва. Как мы получим это значение? Формула расчета заключается в следующем:
Международный институт сварки (IIW) :
Ce (IIW)КЗМН/6 «(Крзмо-МозВ)/5» (Нику)/15
Он подходит для средних и высокой прочности неутолимых и закаленной стали из низкого сплава (Nob’500 и 900MPa). Когда толщина стальной пластины составляет менее 20 мм и Ce (IIW) составляет менее 0,40%, сталь имеет мало склонности к затвердевания, хорошая свароченность, и не нуждается в разогреве. CE (IIW) — 0,40% — 0,60%, особенно если она превышает 0,5%, сталь легко затвердевает и нуждается в разогреве перед сваркой
Он подходит для закалки и закалки низкоуглеродной низкой прочности сплава стали (Nob’500 и 1000MPa). Японские ученые выдвинули формулу для расчета индекса чувствительности холодных трещин после многих испытаний, который подходит для стали с высокой прочностью сплава с C-0,07% и 0,22%, 400 и 1000 МПа. Применим к следующему ассортименту химического состава материала:
Индекс чувствительности к холодным трещинам: Pcm и C-Si/30 (Mn’Cu’Cr)/20’Ni/60’Mo/15’V/10’5B
Немецкая сталь Thyssenkrupp ：
Эквивалентное содержание углерода — Equivalent carbon content
СОДЕРЖАНИЕ
Стали
C E знак равно % C + % Mn + % Si 6 + % Cr + % Пн + % V 5 + % Cu + % Ni 15 > + > + \% >> > + > + \% > + \% >> > + > + \% >> >> 
Другой и наиболее популярной формулой является формула Дирдена и О’Нила, которая была принята IIW в 1967 году. Эта формула была признана подходящей для прогнозирования прокаливаемости в большом диапазоне обычно используемых углеродистых и углеродисто-марганцевых сталей, но не для микролегированные высокопрочные низколегированные стали или низколегированные хромомолибденовые стали. Формула определяется следующим образом:
C E знак равно % C + % Mn 6 + % Cr + % Пн + % V 5 + % Cu + % Ni 15 > + >> > + > + \% > + \% >> > + > + \% >> >>
Для этого уравнения свариваемость на основе диапазона значений CE может быть определена следующим образом:
| Углеродный эквивалент (CE) | Свариваемость |
|---|---|
| До 0,35 | Отлично |
| 0,36–0,40 | Очень хороший |
| 0,41–0,45 | Хорошо |
| 0,46–0,50 | Справедливая |
| Более 0,50 | Бедные |
Японское общество сварщиков приняло критический параметр металла (Pcm) для растрескивания сварного шва, который был основан на работе Ито и Бессио:
п c м знак равно % C + % Si 30 + % Mn + % Cu + % Cr 20 + % Ni 60 + % Пн 15 + % V 10 + 5 B > + >> > + > + \% > + \% >> > + >> > + >> > + >> > + 5B>
Если некоторые значения недоступны, иногда используется следующая формула:
C E знак равно % C + % Mn 6 + 1 20 > + >> > + >>
Углеродный эквивалент — это мера склонности сварного шва к образованию мартенсита при охлаждении и к хрупкому разрушению. Если углеродный эквивалент составляет от 0,40 до 0,60, может потребоваться предварительный нагрев сварного шва. Когда углеродный эквивалент выше 0,60, необходим предварительный нагрев, может потребоваться последующий нагрев.
C E знак равно % C + % Mn 6 + % Cr + % Пн + % Zr 10 + % Ti 2 + % Cb 3 + % V 7 + U Т S 900 + час 20 > + >> > + > + \% > + \% >> > + >> > + >> > + >> > + > + >>
Где UTS — предел прочности на разрыв в тысячах фунтов на квадратный дюйм, а h — толщина полосы в дюймах. Значение CE 0,3 или меньше считается безопасным.
Юриока разработал специальный углеродный эквивалент, который может определять критическое время в секундах Δt 8-5 для образования мартенсита в зоне термического влияния (HAZ) в низкоуглеродистых легированных сталях. Уравнение имеет вид:
C E * знак равно % C * + % Mn 3,6 + % Cu 20 + % Ni 9 + % Cr 5 + % Пн 4 > * + >> > + >> > + >> > + >> > + >> >>
% C * знак равно > * = 5 \% > & > \% > \ leq 0.30 \% \\ > \% > & > \% > \ geq 0.30 \% \ end >>
Тогда критическую продолжительность времени в секундах Δt 8-5 можно определить следующим образом:
бревно 10 Δ т 8 — 5 знак равно 2,69 C E * \ Delta t_ = 2.69CE *>
Чугун
Для чугуна концепция эквивалентного содержания углерода (CE) используется для понимания того, как легирующие элементы повлияют на термическую обработку и поведение отливки. Он используется в качестве показателя прочности чугунов, поскольку дает приблизительный баланс аустенита и графита в конечной структуре. Существует ряд формул для определения CE в чугунах, в которые входит все большее количество элементов: