第三章 结构用钢牌号及化学成分
第一节 工程和焊接结构用钢
一、日本JIS标准普通结构用碳素钢[JISG3101(1995)
1.JIS标准普通结构用碳素钢的钢号与化学成分,见表4-3-1。
表4-3-1 普通结构用碳素钢的钢号与化学成分(质量分数)(%)
| 钢号 |
旧钢号 |
C |
Si |
Mn |
P≤ |
S≤ |
| SS330 |
SS34 |
- |
- |
- |
0.050 |
0.050 |
| SS400 |
SS41 |
- |
|
- |
0.050 |
0.050 |
| SS490 |
SS50 |
- |
- |
- |
0.050 |
0.050 |
| SS540 |
SS55 |
≤0.30 |
- |
1.60 |
0.040 |
0.040 |
2.JIS标准普通结构用碳素钢的力学性能,见表4-3-2。
表4-3-2 普通结构用碳素钢的力学性能
| 钢号 |
力学性能(不小于) |
弯曲试验 |
| 屈服点 |
抗拉强度 |
伸长率 |
弯曲角度:180度
r - 内侧半径
a- 厚度或直径 |
| 钢材厚度或直径/mm |
Ъ
/MPa |
钢格厚度或直径
/mm |
δ
(%) |
| ≤16 |
16-40 |
>40 |
| SS330 |
205 |
195 |
175 |
330-430 |
钢板、带、扁钢:≤5
5-16
16-50
>40 |
26
21
26
28 |
r=0.5a |
| 205 |
195 |
175 |
330-430 |
棒材、角钢
≤25
>25 |
25
30 |
r=0.5a |
| SS400 |
245 |
235 |
215 |
400-510 |
钢板、带、扁钢:≤5
5-16
16-50
>40 |
21
17
21
23 |
r=1.5a |
| 245 |
235 |
215 |
400-510 |
棒材、角钢
≤25
>25 |
20
24 |
r=1.5a |
| SS490 |
280 |
275 |
255 |
490-605 |
钢板、带、扁钢:≤5
5-16
16-50
>40 |
19
15
19
21 |
r=2.0a |
| 280 |
275 |
255 |
490-605 |
棒材、角钢
≤25
>25 |
18
21 |
r=6.0a |
| SS540 |
400 |
390 |
- |
540 |
钢板、带、扁钢:≤5
5-16
16-50
>40 |
16
13
17 |
r=2.0a |
注:1.钢材厚度或直径>100mm,其屈服点或屈服强度;SS330为165MPa,SS400为206MPa,SS490为245MPa。
2.厚度>90mm的钢材,按厚度每增加25mm,其伸长率减去1%,但最多只减3%为止。
二、JIS G 3106-1999焊接结构用轧制钢材
桥梁、船舶、车辆人、石油贮槽、容器及其他结构用焊接性能良好的热轧钢材。牌号和适用厚度见表4-3-3所示。
表4-3-3
| 牌号 |
适用厚度,mm |
| SM400A |
钢板、钢带、型用及扁钢≤200 |
| SM400B |
| SM400C |
钢板、钢带及型钢≤100 |
| SM490A |
钢板、钢带、型用及扁钢≤200 |
| SM490B |
| SM490C |
钢板、钢带及型钢≤100 |
| SM490YA |
钢板、钢带、型钢及扁钢≤100 |
| SM490YB |
| SM520B |
钢板、钢带及型钢≤100 |
| SM520C |
钢板、钢带及型钢≤100 |
| SM570 |
钢板、钢带及型钢≤100 |
注:SM520B、SM520C和SM570C,根据双方协议可生产厚度至150mm的钢板。
(一)形状、尺寸、重量及允许偏差
钢材的形状、尺寸、重量及允许偏差应符合JIS G3192《热轧型钢的形状、尺寸、重量及允许偏差》、JIS G3193《热轧钢板的形状、尺寸、重量及允许偏差》、JIS
G3194《热轧扁钢的形状、尺寸、重量及允许偏差》的规定。
在此情况下,钢板和钢带的长度及切边宽度的允许偏差,如无特殊规定应按JIS G3193的A级。
(二)牌号和化学成分
钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表4-3-4的规定。
表4-3-4
| 牌号 |
化学成分,% |
| C最大 |
Si最大 |
Mn |
P最大 |
S最大 |
| SM400A |
厚度≤50mm 0.23
厚度>50-200mm 0.22 |
- |
2.5*C(最小) |
0.035 |
0.035 |
| SM400B |
厚度≤50m 0.20
厚度>50-200mm 0.22 |
0.35 |
0.6-1.40 |
0.035 |
0.035 |
| SM400C |
厚度≤100m 0.23
|
0.35 |
1.4(最大) |
0.035 |
0.035 |
| SM490A |
厚度≤50m 0.20
厚度>50-200mm 0.22 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
| SM490B |
厚度≤50m 0.18
厚度>50-200mm 0.20 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
| SM490C |
厚度≤100m 0.18 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
|
SM490YA
SM490YB |
厚度≤100m 0.20 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
| SM520B |
厚度≤100m 0.20 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
| SM570 |
厚度≤100m 0.18 |
0.55 |
1.60(最大) |
0.035 |
0.035 |
(三)碳当量和焊接裂纹敏感性组合
1.SM570的碳当量和焊接裂纹敏感性组合如下。
碳当量适用于淬火和回火的钢材。
1)碳当量应符合表4-3-5的规定。碳当量计算用熔炼分析值,按公式(1)计算。
表4-3-5
| 钢材厚度,mm |
≤50 |
>50-100 |
>100 |
| 碳当量,% |
≤0.44 |
≤0.47 |
双方协议 |
2)根据双方协议,可采用焊接裂纹敏感性组成代替碳当量。在此情况下,焊接裂纹敏感性组成应符合表4-3-6的规定。焊接裂纹敏感性组成计算用熔炼分析值,按公式(4-3-2)计算。
表4-3-6
| 钢材厚度,mm |
≤50 |
>50-100 |
>100 |
| 焊接裂纹敏感性组合,% |
≤0.428 |
≤0.30 |
双方协议 |
2.热加工控制钢板的碳当量和焊接裂纹敏感性组合根据供需双方协议,热加工控制钢板的碳当量,以及根据供需双方协议采用焊接裂纹敏感性组合代替碳当量,按如下规定。
1)碳当量应符合表4-3-7的规定。碳当量计算用熔炼分析值,按公式(4-3-3)计算。
表4-3-7
| 牌号 |
SM490A SM490YA
SM490B SM490YB
SM490C |
SM52B SM520C |
|
适用厚度
mm |
≤50 |
≤0.38 |
≤0.40 |
| >50-100 |
≤0.40 |
≤0.42 |
注:厚度大于100mm钢板的碳当量供需双方协议。
2)焊接裂纹敏感性组成应符合表4-3-8的规定。焊接裂纹敏感性组成计算用熔炼分析值,接公式(4)计算。
表4-3-8
| 牌号 |
SM490A SM490YA
SM490B SM490YB
SM490C |
SM52B SM520C |
| 适用厚度
mm |
≤50 |
≤0.24 |
≤0.26 |
| >50-100 |
≤0.26 |
≤0.427 |
注:厚度大于100mm钢板的焊接裂纹敏感性供需双方协议。
(四)力学性能
1.钢材的屈服点或屈服强度、抗拉强度和伸长率应符合表4-3-9的规定。
表4-3-9
| 牌号 |
屈服点或屈服强度,MPa,最小 |
抗拉强度,MPa |
伸长率,最小 |
| 钢材厚度,mm |
钢材厚度,mm |
钢材厚度
mm |
试样 |
% |
| ≤16 |
>16-40 |
>40-75 |
>75-100 |
>100-160 |
>160-200 |
≤100 |
>100-200 |
|
SM400A
SM400B |
245 |
235 |
215 |
215 |
205 |
195 |
400-510 |
400-510 |
≤5
5-16
16-50
>40 |
5号
1A号
1A号
4号 |
23
18
22
24 |
| SM400C |
- |
- |
- |
- |
|
SM490A
SM490B |
325 |
315 |
295 |
295 |
285 |
275 |
490-610 |
490-610 |
≤5
5-16
16-50
>40 |
5号
1A号
1A号
4号 |
22
17
21
23 |
| SM490C |
- |
- |
|
SM490YA
SM490YB |
365 |
355 |
335 |
325 |
- |
- |
490-610 |
- |
≤5
5-16
16-50
>40 |
5号
1A号
1A号
4号 |
19
15
19
21 |
|
SM520B
SM520C |
365 |
355 |
355 |
325 |
- |
- |
520-640 |
- |
≤5
5-16
16-50
>40 |
5号
1A号
1A号
4号 |
19
15
19
21 |
| SM570 |
460 |
450 |
430 |
420 |
- |
- |
570-720 |
- |
≤16
>16
>20 |
5号
5号
5号 |
19
26
20 |
2.夏比冲击
厚度大于12mm的钢材进行夏比冲击试验,吸收能应符合表4-3-10的规定。夏比冲击试验吸收能为3个试样的平均值。
表4-3-10
| 牌号 |
试验温度 |
吸收能,最小J |
试样 |
|
SM400B
SM400C
SM490B
SM490C
SM490YB
SM520B
SM520C
SM570 |
0
0
0
0
0
0
0
-5 |
27
47
27
47
27
27
47
47 |
4号
轧制方向 |
(五)表面质量
钢材的表面质量应符合JIS G3192、JIS G3193或JIS G3194的有关规定。
SM570钢板的焊接修补,应按双方协议。
(六)热处理及符号
根据需要钢材可进行正火、淬火和回火、回火处理。此外,根据双方协议可进行热加工控制和适当的热处理。
2.在钢材进行热处理的情况下,表示热处理的符号如下(附在牌号的末尾):
根据协议,钢材进行正火:N;
根据协议,钢材进行回火:T;
钢材进行淬火和回火:Q;
钢材进行热加工控制:TMC;
钢材进行适当的热处理:按协议。
三、JIS G3114-1988焊接结构用耐大气腐蚀热轧钢材
桥梁、建筑和其他结构用考虑焊接性能的耐大气腐蚀热轧钢材。牌号和适用厚度见表4-3-11所示。
表4-3-11
| 牌号 |
适用厚度,mm |
牌号 |
适用厚度,mm |
|
SMA400AW
SMA400AP
SMA400BW
SMA400BP
SMA400CW
SMA400CP |
具有耐大气腐蚀性能的6-50mm
的钢板和型钢 |
SMA490AW
SMA490AP
SMA490BW
SMA490BP
SMA490CW
SMA490CP |
具有耐大气腐蚀性能的6-50mm
的钢板和型钢 |
|
SMA570W
SMA570P |
具有耐大气腐蚀性能的6-50mm
的钢板和型钢 |
注:W通常在不涂层或进行稳定化处理状态下使用;P通常在涂层状态下使用。
(一)形状、尺寸、重量及允许偏差
钢材的形状、尺寸、重量及允许偏差应符合JIS G3192《热轧型钢的形状、尺寸、重量及允许偏差》、JIS G3193《热轧钢板的形状、尺寸、重量及允许偏差》。
在此情况下,钢板的长度及切边宽度的允许偏差,如无特殊规定应按JIS G3193的A级。
(二)牌号和化学成分
钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表4-3-12的规定。
表4-3-12
| 牌号 |
化学成分,% |
| C最大 |
Si |
Mn最大 |
P最大 |
S最大 |
Cu |
Cr |
Ni |
|
SMA400AW
SMA400BW
SMA400CW |
0.18 |
0.15-0.65 |
1.25 |
0.035 |
0.035 |
0.30-0.50 |
0.45-0.75 |
0.05-0.30 |
|
SMA400AP
SMA400BP
SMA400CP |
0.18 |
0.55最大 |
1.25 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.35 |
0.35-0.55 |
- |
|
SMA490AW
SMA490BW
SMA490CW |
0.18 |
3.15-0.65 |
1.40 |
0.035 |
0.035 |
0.30-0.50 |
0.45-0.75 |
0.05-0.30 |
|
SMA490AP
SMA490BP
SMA490CP |
0.18 |
0.55最大 |
1.40 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.35 |
0.30-0.55 |
- |
| SMA570W |
0.18 |
0.15-0.65 |
1.40 |
0.035 |
0.035 |
0.30-0.50 |
0.45-0.75 |
0.05-0.30 |
| SMA570P |
0.18 |
0.55最大 |
1.40 |
0.035 |
0.035 |
0.20-0.35 |
0.30-0.55 |
- |
注:各牌号可添加对耐大气腐蚀性能有效的合金元素钼、铌、钛、钒、锆等,但这些元素的总最不得大于0.15%。
根据供需双方协议热加工控制钢板的碳当量,及根据需双方协议采用焊接裂纹敏感性组成代替当量应符合本标准的有关规定。
(三)力学性能
1.钢材屈服点或屈服强度、抗拉强度和伸长率应符合表4-3-13的规定。
表4-3-13
| 牌号 |
屈服点或屈服强度,MPa 最小 |
抗拉强度
MPa |
伸长率 最小 |
| 钢材厚度,mm |
钢材厚度,mm |
试样 |
% |
| ≤16 |
>16-40 |
>40 |
|
SMA400AW
SMA400BW
SMA400CW
SMA400AP
SMA400BP
SMA400CP |
245 |
235 |
215 |
400-540 |
≤16 |
1A号 |
17 |
| >16 |
1A号 |
21 |
| >40 |
4号 |
23 |
|
SMA490AW
SMA490BW
SMA490CW
SMA490AP
SMA490BP
SMA490CP |
365 |
355 |
335 |
490-610 |
≤16 |
1A号 |
15 |
| >16 |
1A号 |
19 |
| >40 |
4号 |
21 |
|
SMA570W
SMA570P |
460 |
450 |
430 |
570-720 |
≤16 |
5号 |
19 |
| >16 |
5号 |
26 |
| >20 |
4号 |
20 |
注:抗拉强度上限仅适用于钢板,型钢按双方协议。
2.夏比冲击试验
厚度大于12mm的钢材进行夏比冲击试验,吸收能应符合表4-3-14的规定。夏比冲击试验吸收能为3个试样的平均值。
表4-3-14
| 牌号 |
试验温度
℃ |
吸收能 最小
J |
试样 |
|
SMA400BW
SMA400BP |
0 |
27 |
4号轧制方向 |
|
SMA400CW
SMA400CP |
0 |
47 |
|
SMA490BW
SMA490BP |
0 |
27 |
|
SMA490CW
SMA490CP |
0 |
47 |
|
SMA570W
SMA570P |
-5 |
47 |
(四)表面质量
钢材的表面质量应符合JIS G3192或JIS G3193的有关规定。
SMA570W和SMA P钢板的焊接修补,应按双方协议。
(五)热处理及符号
为保证钢材的质量要求,可进行正火、淬火和回火、热加工控制和适当热处理。但热加工控制应根据双方协议。
钢材在进行正火、淬火和回火、热加工控制的情况下,按照表4-3-15在牌号的末尾附加热处理符号。但除SMA570W和SMA570P以外,进行正火处理时其附加符号仅在双方协议的情况下采用。
在进行适当热处理的情况下,其附加符号按双方协议。
表4-3-15
| 热处理工艺 |
符号 |
|
正火
淬火和回火
热加工控制 |
N
Q
TMC |
四、JIS G3474-1995铁塔用高强度钢管
送电铁塔用高强度钢管。钢管尺寸:外径139.8-1117.6mm;厚度3.5-24.0mm。钢管采用电阻焊或电弧焊(直缝)工艺制造,在制造状态下使用,原则上不进行热处理。
(一)牌号和化学成分
钢的牌号和化学成分应符合表4-3-16的规定。
表4-3-16
| 牌号 |
化学成分,% 最大 |
| C |
Si |
Mn |
P |
S |
Nb+V |
|
STKT540
STKT590 |
0.23
0.12 |
0.55
0.40 |
1.50
2.00 |
0.040
0.030 |
0.040
0.030 |
-
0.15 |
注:①STKT590为细晶粒镇静钢,厚度为不大于25mm。
②根据需要可添加表列以外的合金元素。
③STKT540厚度大于12.5mm的钢管和STKT590厚度大于22mm钢管的化学成分按双方协议。
(二)力学性能
1.管的抗拉强度、屈服点或屈服强度、伸长率、压扁性能和焊接部位强度应符合表4-3-17的规定。压扁性能试验管壁不应产生缺陷和裂纹。
表4-3-17
| 牌号 |
抗拉强度MPa |
屈服点或
屈服强度
最小 MPa |
伸长率,% 最小 |
压扁试验 |
焊接部位
抗拉强度
MPa |
|
11号试样
12号试样 |
5号试样 |
平板间的距离
H(D为钢管外径) |
| 纵向 |
横向 |
| 电阻焊,电弧焊 |
电阻焊 |
电弧焊 |
| 全部外径 |
全部外往 |
外径大于40mm |
全部外径 |
外径大于350mm |
| STKT540 |
≥540 |
390 |
20 |
16 |
1/8D |
≥540 |
| STKT590 |
590-740 |
440 |
3/4D |
590-740 |
2.夏比冲击试验
STKT590钢管进行夏比冲击试验,吸收能应符合表4-3-18的规定,试验温度为-5℃。夏比冲击试验吸收能为3个试样的平均值。
表4-3-18
| 试样的厚度*宽度,mm |
吸收能,J最小 |
|
10*10
10/7.5
10*5 |
47
35
24 |
注:对于不能切取10mm*5mm试样的钢管尺寸,不进行冲击试验。
(三)碳当量
钢管的碳当量为不大于0.40%。碳当最计算用熔炼分析值,按式4-3-5
碳当量(%)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14。。。。。。(4-3-5)
(四)表面质量
1.钢管应平直,两端面应与钢管轴线垂直。
2.钢管应无对使用有害的缺陷。
3.钢管表面精度,如有特殊要求,应双方协议。 |