碳当量

碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。合金钢(主要是低合金钢)除碳以外各种合金元素对钢材的强度与可焊性也起着重要作用。

为便于表达这些材料的强度性能和焊接性能便通过大量试验数据的统计简单地以碳当量来表示。有许多碳当量指标，如拉伸强度碳当量、屈服强度碳当量、焊接碳当量，还有裂纹敏感性指标（实质上也是碳当量）。

每一种元素的碳当量以1/X表示，X一般为正整数，由统计数据决定。若干元素的碳当量计算之和即各个1/X值之和。

基本信息

中文名 

碳当量

外文名 

carbon equivalent

定义

（carbon equivalent）将钢铁中各种合金元素对共晶点实际碳量的影响折算成碳的增减，这样算的碳量称为“碳当量”，用C.E.标识。

公式

碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。合金钢(主要是低合金钢)除碳以外各种合金元素对钢材的强度与可焊性也起着重要作用。

为便于表达这些材料的强度性能和焊接性能便通过大量试验数据的统计简单地以碳当量来表示。有许多碳当量指标，如拉伸强度碳当量、屈服强度碳当量、焊接碳当量，还有裂纹敏感性指标(实质上也是碳当量)。

每一种元素的碳当量以1/X表示，X一般为正整数，由统计数据决定。若干元素的碳当量计算之和即各个1/X值之和。同一元素在不同的碳当量计算法中其X值不同。

不同研究者得到的X值也不相同。

碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式

C当量=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100%

式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为钢中该元素含量

碳当量 Ceq（百分比）值可按以下公式计算：

Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15

(碳当量Ceq的允许偏差为+0.03%）国际焊接学会(IIW)的碳当量CE公式

CE= [W(c) +W(Mn)/6+[W(Cr)+W(Mo)+W(V) ]/5

+[W(Ni)+W(Cu)]/15

焊接性的Ce(碳当量)评估

CE≤0.4%焊接性好；

当CE=0.4~0.6%焊接性稍差，焊前需适当预热；

当CE≥0.6%焊接性较差，属难焊材料，需采用较高的预热温度和严格的工艺方法；

钢材中氧、氢、氮、硫、磷属有害元素，同样影响焊接性能；

铸铁碳当量计算公式

CE=[C+0.3（Si+P）+0.4S－0.03Mn]%

一般铸铁中S很低，而Mn的影响又较小，因此常简化为：

CE=[C+0.3(Si+P）]%

理论应用

碳当量的概念来源，及理论应用都与铁碳相图密切相关。将CE与共晶点的碳含量相比，即可判断具体成分铸铁偏离共晶点的方向和程度。

即可轻易判断其成分是过共晶、亚共晶还是共晶点。

铁碳相图

引用文件

1981.4.1<<铸铁及其熔炼>>—西安交大陆文华（机械工业出版社）