参数设置
默认值：C=0.40%、Mn=0.80%、Cr=0.50%、Ni=0.30%（Mo=V=Cu=0）。本工具采用简化公式：IIW 碳当量 CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15、最大淬火硬度 HRC_max ≈ 30 + 50C、理想临界直径 D_I ≈ 50·CE（mm）。乔米尼硬度按 HRC(d) = HRC_max · exp(−d / D_I / 10) 衰减显示。
乔米尼试样与硬度分布
上＝圆柱试样（左端水淬）／下＝长度方向 d 上的硬度 HRC(d) = HRC_max · exp(−d / D_I / 10)／黄＝距离 D_I 处硬度标记／红虚线＝HRC_max 水平
CE 与所需预热温度
横轴＝碳当量 CE [0, 1.5]／纵轴＝所需预热温度（°C）／蓝线＝经验公式（CE<0.4: 0°C、0.4–0.6: 100·(CE−0.4)/0.2 °C、CE>0.6: 200°C）／黄色标记＝当前 CE
理论与主要公式
IIW（国际焊接学会）碳当量 CE 是表征钢材可焊性／淬透性的代表性指标：
$$\mathrm{CE} = \mathrm{C} + \frac{\mathrm{Mn}}{6} + \frac{\mathrm{Cr}+\mathrm{Mo}+\mathrm{V}}{5} + \frac{\mathrm{Ni}+\mathrm{Cu}}{15}$$
最大淬火硬度大致与碳含量成正比，简化关系为：
$$\mathrm{HRC}_{\max} \approx 30 + 50\,\mathrm{C}$$
理想临界直径 D_I 由 Grossmann 的近似关系联系到 CE：
$$D_I \approx 50\,\mathrm{CE}\ \mathrm{[mm]}$$
乔米尼试样在距淬火端 d 处硬度的衰减模型为：
$$\mathrm{HRC}(d) = \mathrm{HRC}_{\max}\,\exp\!\left(-\frac{d}{D_I/10}\right)$$
C、Mn、Cr、Ni 为质量百分比（%），CE 无量纲，HRC 为洛氏 C 硬度，D_I、d 为长度（mm）。本工具仅作趋势级简化，用于把握定性规律。
什么是乔米尼淬透性模拟器
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"淬透性"不就是能不能淬硬吗？"乔米尼试验"我还是头一次听说。
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这是个好问题。"最大硬度"和"淬透性"是两回事。最大硬度几乎完全由碳量决定——本工具的式 HRC_max ≈ 30 + 50C 就反映这一点。而"淬透性"指能否在芯部也得到马氏体，即"能保持硬度的直径"。乔米尼试验（端淬试验）通过对圆柱试样一端进行水淬，测定长度方向的硬度分布来定量评价。本工具默认值（C=0.40、Mn=0.80、Cr=0.50、Ni=0.30）下，CE ≈ 0.653、HRC_max ≈ 50.0、D_I ≈ 32.7 mm，可焊性显示为"需要充分预热"。
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焊接里也常听到 CE，它和淬透性是同一个东西吗？
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可以说是"同一硬币的两面"。IIW 碳当量 CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 是把合金元素折算为碳的指标，CE 越大淬透性越高——对热处理来说"能淬硬"是好事，但对焊工来说焊接热影响区里容易出现脆硬的马氏体。所以 CE 对焊工是"危险度指标"，对热处理工是"质量指标"。本工具中将 Mn 由 0 调到 2%，CE 大幅变化，可焊性区分依次切换为"无需预热"→"轻预热"→"需要充分预热"。
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D_I 显示 32.7 mm，意思是"32.7 mm 以下的圆棒芯部也能淬硬"吗？
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对，这样理解是对的。D_I 定义为"理想急冷条件下芯部能获得 50% 马氏体的圆棒直径"，1942 年由 Grossmann 提出。本工具采用近似式 D_I ≈ 50·CE。例如汽车曲轴（直径 60〜80 mm）若要全断面马氏体化，需 D_I ≥ 80 mm，即 CE ≥ 1.6 的高合金钢。所以 JIS SCM440（CE ≈ 0.85）、SNCM439（CE ≈ 1.2）等合金钢被广泛使用。
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所需预热温度图很有意思，为什么在 CE=0.40 与 0.60 处出现台阶？
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这是经验法则，源自 AWS 与 JIS 的焊接规范。CE < 0.40 时 HAZ 中产生马氏体很少，使用低氢焊条即可，无需预热。0.40〜0.60 是过渡区，需视板厚与拘束度选 80〜150°C 的预热。CE ≥ 0.60 时急冷必然产生硬而脆的 HAZ，须 150〜250°C 充分预热并配合焊后热处理（PWHT）。本工具用线性插值简化表达。例如核电管材（SCMV44，CE ≈ 0.65）按 JIS 规定需预热 ≥ 150°C 并进行 ≥ 600°C 的 PWHT。
常见问题
乔米尼端淬试验（ASTM A255、JIS G 0561）通过对圆柱形试样的一端进行水淬，测定长度方向的硬度分布以评价钢材的淬透性。淬透性表示"马氏体相变发生的难易度"，与合金元素、碳含量、原始晶粒度等有关。本工具默认值（C=0.40、Mn=0.80、Cr=0.50、Ni=0.30）下，IIW 碳当量 CE ≈ 0.653、最大淬火硬度 HRC_max ≈ 50.0 HRC、理想临界直径 D_I ≈ 32.7 mm，可焊性区分为"需要充分预热"。
IIW（国际焊接学会）碳当量 CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 是用一个数值表示钢材可焊性的指标。CE 越大淬透性越高，焊接热影响区（HAZ）中越易生成硬而脆的马氏体。一般 CE < 0.40 无需预热，0.40 ≤ CE < 0.60 推荐轻预热（80〜150°C），CE ≥ 0.60 需要充分预热（150〜250°C）并使用低氢焊条。本工具中将 Mn 由 0.0 调到 2.0% 时可观察到 CE 大幅变化、可焊性区分相应切换。
理想临界直径 D_I 是在理想急冷条件下芯部能获得 50% 马氏体的圆棒直径，由 Grossmann 提出。D_I 越大表示淬透性越高。本工具采用近似关系 D_I ≈ 50 × CE（mm）。在轴、齿轮、螺栓等大型机械零件的材料选定与淬火条件预测中常用。直径小于 D_I 的圆棒芯部也能马氏体化，直径较大者芯部混有铁素体与珠光体。
急冷条件下能获得的最大淬火硬度几乎完全由碳含量 C 决定，合金元素影响较小。本工具采用简化式 HRC_max ≈ 30 + 50·C，C=0.10〜0.60% 范围返回 35〜60 HRC 的典型值。这反映了"马氏体硬度由碳含量决定"的金属组织学基本原理。淬透性（HRC 在芯部能否保持）由合金元素大幅左右，故实务中需同时关注 HRC_max、D_I、CE 三者来选材。本工具中将 C 由 0.40→0.60% 调整时 HRC_max 由 50 上升到 60 HRC。
实际应用
汽车驱动部件的材料选定：曲轴、凸轮轴、齿轮、传动轴等大截面要求全层硬化的零件，常选用 D_I 在直径的 1.5 倍以上的合金钢（SCM440、SNCM439、SCr420 等）。本工具中设 Cr=1.0%、Mo=0%（简化固定）、Ni=0.3%，CE 接近 0.75，D_I ≈ 38 mm。实际 SCM440 通过加 Mo 使 D_I 提高到 60 mm 级。齿轮还常采用渗碳淬火（表层 0.8% C、芯部 0.2% C）组合，形成表层 60 HRC、芯部 35 HRC 的梯度组织。
桥梁／建筑结构钢的焊接施工管理：高强度钢（SM490B、SM570、SBHS500 等，CE = 0.40〜0.55）的焊接，按板厚、拘束度、含氢量在 JIS Z 3158、WES 1108 中规定预热条件。本工具中令 Mn=1.5%、Cr=Ni=0，CE ≈ 0.65 落入"需要充分预热"区，要求 150〜200°C 预热与低氢焊条（H-5 以下），与实际规范一致。降低 CE 的手段包括抑制 Mn、用微量 Nb、Ti、V 进行析出强化的 TMCP 钢，已在桥梁中广泛应用。
压力容器／管道安全管理：火电、核电、石化压力容器（A516、SQV2A 等）与管道（STPA24、SCMV44 等）中，HAZ 硬度管理是防止爆破事故的核心。CE ＞ 0.60 的材料按 ASME B&PV Code 或 JIS B 8265 必须进行 PWHT（焊后热处理，600〜750°C 回火）。本工具中令 Cr=2.5%、Mn=0.5%，CE ≈ 0.95，可直观看到已进入 PWHT 必须级别。检测中常用超声波与磁粉探伤同步监控硬度与裂纹。
大型锻造轴的质量保证：发电机汽轮机轴、船舶推进轴、轧辊等直径 500 mm 级的大型锻件要求芯部为均匀的马氏体＋回火组织。为满足 D_I 在直径的 1.0〜1.5 倍范围，常选用 Ni 含量 2.0〜4.0% 的低合金钢（SFNCM 类规格、JIS G 3201）。本工具中设 Ni=3.0%，CE 接近 0.7，D_I ≈ 36 mm。实材料还添加 Mo、V，使 D_I 提高到 500 mm 级，再经油淬与 600°C 高温回火确保韧性。
常见误解与注意点
最常见的误解是"加碳即可提高淬透性"。碳含量确实支配最大淬火硬度（HRC_max ≈ 30 + 50C），但表示"芯部能否硬化的直径"的淬透性主要由 Mn、Cr、Mo、Ni 等合金元素决定。碳过多（C ＞ 0.5%）会使马氏体变脆、Ms 点下降、残余奥氏体增多，反而损害韧性与尺寸稳定性。本工具中将 C 由 0.4 调到 0.8%，HRC_max 升至 50→70 HRC，但实际中考虑淬裂与残余应力，碳通常控制在 0.4〜0.5%，依靠合金元素提升 D_I 才是常规做法。
其次是"仅靠 IIW 碳当量即可定可焊性"的误解。IIW 公式针对厚板低合金钢（CE ≈ 0.4〜0.6）优化，对低碳钢（C < 0.18%）更适合用 Pcm（伊藤・别所式）= C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B。实际中还需综合判断板厚、拘束度、含氢量、接头形态（对接／角焊）、是否后热处理等。本工具的 CE 值只是"可焊性的一阶近似"，重要结构必须按 JIS Z 3158、WES 1108、AWS D1.1 等规范的板厚预热表确认。
最后是"乔米尼试验结果可直接用于实际零件"的误解。乔米尼试验测的是标准试样（直径 25 mm、长 100 mm）的理想急冷，而实际零件的截面尺寸、形状、冷却介质（水／油／空冷）、搅拌强度都会改变冷却速度。换算需用 Grossmann 的"H 值"（severity of quench，搅拌水约 2.0、静止油约 0.3）并按有效直径 D_e = D × (Q/H) 修正。本工具的 D_I 假设理想急冷，要保证实零件芯部硬度还需 H 值修正、CCT 图核对与试制破坏试验。