碳当量作用和碳当量计算公式详解

一、什么是碳当量？

碳当量是指将各种温室气体排放转化为二氧化碳排放所需的量。不同的温室气体对环境的影响不同，因此需要将它们的排放量转化为等效的二氧化碳排放量来进行比较和评估。通常情况下，将不同温室气体的排放量乘以一个对应的碳当量系数，就可以得到它们的二氧化碳排放量。

碳当量在不同行业也会表示的有所不同，比如在钢铁行业指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。

二、碳当量的作用和影响

了解材料的碳当量可以帮助我们减少碳排放，更好地保护环境。在产品设计和制造过程中，选择碳当量低的材料可以减少产品的碳排放，从而降低对环境的影响。同时，对于需要进行碳排放抵消的企业来说，了解材料的碳当量也是一个重要的参考指标。

碳当量是估计金属材料焊接性能的重要指标

1. 碳当量与焊接性能

碳当量是估计金属材料焊接性能的重要指标，因为它直接影响金属的焊接性能。如果碳当量过高，金属的焊接性能将变差，因为高碳含量会导致冷裂倾向增加。

2. 碳当量与冷裂倾向

碳当量还与金属的冷裂倾向有关。碳当量高的金属，容易在焊接过程中出现冷裂。因此，通过控制碳当量，可以预测金属的冷裂倾向，从而选择最适合的焊接工艺和焊接材料。

3、碳当量对材料性能的影响

钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当含碳量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

4、碳当量对焊接的影响

碳当量越大，被焊材料的淬硬倾向越大，焊接区域容易产生冷裂纹。碳当量与焊接热影响的淬硬及冷裂纹倾向之所以有关，是因为：碳当量大时在焊接热影响区易产生淬硬的马氏体组织，对裂纹和氢淬敏感。淬硬会形成更多的晶格缺陷，在焊缝中应力和热力不平衡的条件下，晶格缺陷会称为裂纹源，增加了焊缝中形成冷裂纹的倾向。

三、碳当量计算

计算碳当量的公式为CE=C+（Mn/6）+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15。其中，C、Mn、Cr、Mo、V、Ni和Cu分别为金属中的碳、锰、铬、钼、钒、镍和铜含量。通过计算碳当量，可以预测金属的焊接性能和冷裂倾向。

①国际焊接学会(IIW)推荐的碳当量公式：

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

适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(σb=500～900MPa)。

②日本JIS和WES标准规定的碳当量公式：

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

适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb=500～1000MPa)。

③德国Thyssenkrupp钢厂的CET计算公式：

CET=C+(Mn+Mo)/10+(Cr+Cu)/20+Ni/40

在以上常见碳当量计算方法中，我国常采用的CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

四、碳当量与含碳量的区分

碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。钢中随着含碳量的增加，淬硬倾向就增大，而塑性则下降，同时易产生焊接裂纹。简单来说: 碳素钢中含碳量越高，可焊性越差。

合金钢（主要是低合金钢）中，除碳外，各种合金元素对钢材的强度与可焊性都起着非常重要的作用，不能简单地以含碳量来作为衡量指标。为便于表示这些材料的强度性能和焊接性能，通常用碳当量来表示。

碳当量与含碳量的根本区别在于，碳当量用来综合评估钢中所有合金元素对钢材焊接性能的影响程度。

五、小结

总之，了解材料的碳当量可以帮助我们更好地保护环境，减少碳排放。我们除了选择碳当量低的材料之外，还可以采取其他措施来降低碳排放。例如，开发和使用低碳能源、改善能源效率、推广循环经济等。同时，个人也可以通过减少开车、节约用水等简单的生活方式来减少碳排放，为环保事业贡献自己的力量。通过采取各种措施，我们可以一起为环保事业贡献力量，为我们的星球创造更加美好的未来。