热处理化学成分影响

合金钢材质中各元素及符号含义

钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。 我国的刚号表示方法一般采用汉语拼音字母、化学素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示

下面我们具体介绍一下合金钢材质中各元素及符号含义

1、钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。

2、钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。 当平均合金含量＜1.5%时，钢号中

一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，

例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同

当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3

、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

3、钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中

标出。例如20MnVB钢中钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。

4、高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。

5、专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，

钢号表示为ML30CrMnSi。

6、对专业用低合金高强度钢， 应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽 大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR” carbon equivalent 将钢铁中各种合金元素折算成碳的含量。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。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%）

碳当量：碳和硅是铸铁的主要组成元素，又都是强烈促进石墨化的元素，一般情况下碳和硅含量越高，越有利于石墨化。为了简化和避免使用多元合金相图，可以将碳、硅等元素，按

照其影响石墨化的程度，以一定的比例近似换算成相应的碳含量，这就是碳当量。

钢的碳当量就是把钢中包括碳在内的对淬硬、冷裂纹及脆化等有影响的合金元素含量换算成碳的相当含量。通过对钢的碳当量和冷裂敏感指数的估算，可以初步衡量低合金高强度钢冷裂敏感性的高低，这对焊接工艺条件如预热、焊后热处理、线能量等的确定具有重要

的指导作用。

50年代初，当时钢的强化主要采用碳锰，在预测钢的焊接性时，应用较广泛的碳当量

公式主要有国际焊接学会(IIW)所推荐的公式和日本JIS标准规定的公式。

60年代以后，人们为改进钢的性能和焊接性，大力发展了低碳微量多合金之类的低合

金高强度钢，同时又提出了许多新的碳当量计算公式。

由于各国所采用的试验方法和钢材的合金体系不尽相同，所以应搞清楚各国所使用的碳

当量公式的来源、用途及应用范围等，以免应用不当。

1 国际焊接学会推荐的08韩国饰品加盟碳当量公式CE(IIW)：

CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%) (1) (式中的元素符号均表示该元素的质量分数，下同。)

该式主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(σb=500～900 MPa。当板厚小于20 mm，CE(IIW)＜0.40%时，钢材淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热；CE(IIW)=0.40%～0.60%，特别当大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接前需预热。

2 日本推荐的碳当量公式

2.1 日本JIS和WES标准规定的碳当量公式：

Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (%)

(2)

该式主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb=500～1000 MPa)。

当板厚小于25 mm，手工焊线能量为17 kJ/cm时，确定的预热温度大致如下： 钢材σb=500 MPa, Ceq(JIS)≈0.46%, 不预热

σb=600 MPa, Ceq(JIS)≈0.52%, 预热75 ℃

σb=700 MPa, Ceq(JIS)≈0.52%, 预热100 ℃

σb=800 MPa, Ceq(JIS)≈0.62%, 预热150 ℃

(1)、(2)式均适用于含碳量偏高的钢种(C≥0.18%)，即

C≤0.20%;Si≤0.55%;Mn≤1.5%;Cu≤0.50%;Ni≤2.5%;Cr≤1.25%;Mo≤0.70%;V≤0.1%;B≤0.006%。

2.2 Pcm公式

日本伊藤等人进行了大量试验后，提出了冷裂敏感指数(Pcm)的计算公式：

Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B (%) (3) 该式适用于C=0.07%～0.22%,σb=400～1000 MPa的低合金高强度钢。

适用化学成分范围：C 0.07%～0.22%;Si 0～0.60%;Mn 0.40%～1.40%;Cu 0～0.50%;Ni 0～1.20%;Cr 0～1.20%;Mo 0～0.70%;V 0～0.12%;Nb 0～0.04%;Ti 0～0.05%;B 0～0.005%。 伊藤等又根据Pcm、板厚h或拘束度(R)，建立了冷裂敏感性(Pw)、冷裂敏感指数(Pcm)及防止冷裂所需要的预热温度的计算公式：

Pw=Pcm+［H］/60+h/600 (3-1)

或Pw=Pcm+［H］/60+R/40000 (3-2)

式中， ［H］熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g，甘油法)

R接缝拉伸拘束度(kg/mm．mm)

h板厚(mm)

Pcm冷裂敏感指数

当Pw＞0时，即有产生裂纹的可能性。

利用(3-1)、(3-2)两公式可以计算出无裂纹焊缝所需预热温度：

T0=1440Pw-392 (℃)

(3-1)、(3-2)两式适用条件：扩散氢含量［H］为1.0～5.0 ml/100g；板厚为19～50 mm；线能量为17～30 kJ/cm；化学成分范围同(3)式。

(3-1)、(3-2)两式不仅考虑了钢中化学成分的影响，还考虑到钢板厚度或拘束度，以及熔敷金属中含氢量，利用这两式可以计算出防止冷裂纹所需的预热温度。

3.3 新日铁的碳当量公式

日本新日铁公司近年来为适应工程需要提出的新的碳当量公式：CE=C+A(C)

｛Si/24+Mn/16+Cu/15+Ni/20+(Cr+Mo+V+Nb)/5+5B｝ (%) (4)

该CE公式是新日铁公司近年提出的，适用于w(C)为0.034%～0.254%的钢种，是目前应用较广、精度较高的碳当量公式。

式中，A(C)碳的适用系数

A(C)=0.75+0.25tgh［20(C-0.12)］

1、 Al

（1）Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。其作

用是：高的抗氧化性和电阻。

①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的

氧化物，分散于钢体积中。因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含

Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）

和改善钢的淬透性。所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢

冷却时又对A体分解起促进作用。

作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。

所以AlN本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢

的过热倾向。

③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③，

④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如

Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。Al使电阻增高的程 …… 此处隐藏：9397字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……