Kurzantwort
Quick Answer
AS/NZS 1163 deckt kaltgeformte Konstruktions-Stahlhohlprofile — RHS (rechteckig), SHS (quadratisch) und CHS (kreisförmig) — in drei Qualitäten ab: C250L0, C350L0 und C450L0. Das „C"-Präfix bezeichnet kaltgeformt; „L0" bezeichnet Charpy-Kerbschlagprüfung bei 0 °C. C350L0 liefert eine Mindeststreckgrenze von 350 MPa und eine Zugfestigkeit von 430 MPa.
AS/NZS 1163 ist die gemeinsame australische und neuseeländische Norm für kaltgeformte Konstruktions-Stahlhohlprofile. Sie gilt für rechteckige Hohlprofile (RHS), quadratische Hohlprofile (SHS) und kreisförmige Hohlprofile (CHS), die durch Kaltformen aus Band oder Blech hergestellt werden, mit oder ohne anschließendes Weichglühen oder Spannungsarmglühen. Hohlprofile nach dieser Norm werden in Australien und Neuseeland weit verbreitet für Stützen, Fachwerkträger, Aussteifungsglieder, Pfetten in Satteldachkonstruktionen und Architekturbauten verwendet.
Das „C"-Präfix in der Qualitätsbezeichnung unterscheidet kaltgeformte Hohlprofile von warmgewalzten Flachprodukten. Alle drei Qualitäten enthalten die Unterbezeichnung L0, was bedeutet, dass Charpy-Kerbschlagprüfungen bei 0 °C für alle Qualitäten obligatorisch sind.
Anwendungsbereich und Anwendbarkeit
AS/NZS 1163 gilt für:
- Kaltgeformte Konstruktions-Stahlhohlprofile in RHS-, SHS- und CHS-Profilen
- Wanddicken von 1,6 mm bis 16,0 mm
- Nominale Außenabmessungen bis 400 mm × 400 mm (RHS/SHS) und bis 508 mm Außendurchmesser (CHS)
- Profile, die in geraden Längen von 6,0 m bis 12,5 m geliefert werden (Standard-Werklängen)
- Qualitäten C250L0, C350L0 und C450L0
Die Norm deckt nicht ab:
- Warmgefertigte Hohlprofile (durch Warmwalzen oder Warmstrangpressen hergestellt)
- Druckrohre oder Rohre für Flüssigkeitsanwendungen (siehe AS 1074, AS 1579)
- Mechanikrohre ohne Konstruktionszertifizierung
Qualitätsübersicht
| Qualität | Charpy-Unterqualität | Streckgrenze (min) | Zugfestigkeit (min) | Typische Verwendung |
|---|---|---|---|---|
| C250L0 | L0 (0 °C) | 250 MPa | 320 MPa | Leichte Konstruktionen, Sekundärbauteile, Rahmen |
| C350L0 | L0 (0 °C) | 350 MPa | 430 MPa | Allgemeiner Konstruktionseinsatz, Fachwerke, Stützen |
| C450L0 | L0 (0 °C) | 450 MPa | 500 MPa | Hochlast-Stützen, weitgespannte Fachwerke |
Alle Qualitäten haben die L0-Bezeichnung in den Qualitätsnamen integriert. Kerbschlagprüfung bei 0 °C auf 27 J Durchschnitt ist eine Standardanforderung — es gibt keine Varianten ohne Kerbschlagprüfung, im Gegensatz zu AS/NZS 3678/3679.1-Grundqualitäten. Es gibt keine L15-Variante (−15 °C) in AS/NZS 1163.
Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
Die Zusammensetzung gilt für das Band- oder Spulenmaterial, das bei der Herstellung verwendet wird. Alle Werte sind Gew.-% Maximum, sofern kein Bereich angegeben ist.
Qualität C250L0
| Element | Grenzwert |
|---|---|
| C max | 0,22 |
| Mn max | 1,70 |
| Si max | 0,50 |
| P max | 0,040 |
| S max | 0,040 |
| CEV max | 0,43 |
Qualität C350L0
| Element | Grenzwert |
|---|---|
| C max | 0,22 |
| Mn max | 1,70 |
| Si max | 0,50 |
| P max | 0,040 |
| S max | 0,040 |
| CEV max | 0,43 |
Qualität C450L0
| Element | Grenzwert |
|---|---|
| C max | 0,22 |
| Mn max | 1,70 |
| Si max | 0,50 |
| P max | 0,040 |
| S max | 0,040 |
| CEV max | 0,46 |
CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Die höhere Festigkeit von C450L0 wird durch Kaltverfestigung beim Kaltformen erreicht, nicht primär durch Zusammensetzungsunterschiede. Das Gefüge und die Kaltverfestigung während des Kaltformprozesses erhöhen die effektive Streckgrenze über die des Ausgangsbands hinaus. Das bedeutet, dass Schweißen die kaltverfestigte Zone teilweise ausglühen und die Festigkeit in der WEZ verringern kann.
Mechanische Eigenschaften
Alle Zugprüfungen nach AS 1391. Prüfkörper werden von der Fläche des Hohlprofils entnommen (nicht aus der Eckzone).
| Qualität | Wanddicke (mm) | ReH min (MPa) | Rm min (MPa) | Bruchdehnung A5 min % |
|---|---|---|---|---|
| C250L0 | 1,6 bis 6,0 | 250 | 320 | 20 |
| C250L0 | > 6,0 bis 16,0 | 250 | 320 | 20 |
| C350L0 | 1,6 bis 6,0 | 350 | 430 | 16 |
| C350L0 | > 6,0 bis 16,0 | 350 | 430 | 16 |
| C450L0 | 1,6 bis 6,0 | 450 | 500 | 12 |
| C450L0 | > 6,0 bis 16,0 | 450 | 500 | 12 |
Hinweis: Die Dehnungsanforderungen für Hohlprofile sind niedriger als für Blech/Profile gleicher Qualität aufgrund der Kaltverfestigung beim Kaltformprozess. Für C450L0 ist das Dehnungsminimum von 12 % für die meisten Konstruktionsanwendungen ausreichend, schränkt jedoch die Verwendung in Anwendungen mit hohen Duktilitätsanforderungen ein.
Kerbschlagprüfungsanforderungen
Charpy-V-Kerbschlagprüfungen nach AS 1544.2 sind für alle Qualitäten obligatorisch (L0 ist in die Qualitätsbezeichnung integriert).
| Qualität | Prüftemperatur | Mindest-Durchschnittswert | Mindest-Einzelwert |
|---|---|---|---|
| C250L0 | 0 °C | 27 J | 20 J |
| C350L0 | 0 °C | 27 J | 20 J |
| C450L0 | 0 °C | 27 J | 20 J |
Drei Proben pro Prüfung. Der Durchschnitt muss ≥ 27 J sein; nicht mehr als ein Einzelergebnis darf unter 20 J liegen. Proben werden von der flachen Fläche des Profils entnommen, nicht aus der Eckzone. Eckbereiche sind ausgeschlossen, da Kaltbiegen das Material verfestigt und die Zähigkeit in Eckzonen gegenüber den flachen Flächen verringern kann.
Profilgrößenbereiche
Rechteckige Hohlprofile (RHS)
| Kategorie | Außenbreite (mm) | Außenhöhe (mm) | Wanddicke (mm) |
|---|---|---|---|
| Leicht | 50 × 25 bis 75 × 50 | — | 1,6 bis 4,0 |
| Standard | 100 × 50 bis 200 × 100 | — | 2,5 bis 9,0 |
| Schwer | 250 × 150 bis 400 × 200 | — | 6,0 bis 16,0 |
Quadratische Hohlprofile (SHS)
| Kategorie | Außenabmessung (mm × mm) | Wanddicke (mm) |
|---|---|---|
| Leicht | 20 × 20 bis 65 × 65 | 1,6 bis 4,0 |
| Standard | 75 × 75 bis 200 × 200 | 2,5 bis 12,5 |
| Schwer | 250 × 250 bis 400 × 400 | 6,0 bis 16,0 |
Kreisförmige Hohlprofile (CHS)
| Kategorie | Außendurchmesser (mm) | Wanddicke (mm) |
|---|---|---|
| Leicht | 21,3 bis 88,9 | 1,6 bis 6,0 |
| Standard | 101,6 bis 219,1 | 3,2 bis 12,5 |
| Schwer | 244,5 bis 508,0 | 6,0 bis 16,0 |
Die genauen verfügbaren Größen hängen vom Hersteller ab. InfraBuild (früher OneSteel) und Orrcon Steel veröffentlichen vollständige Größentabellen für in Australien gelagerte Produkte.
Maßtoleranzen
| Parameter | RHS/SHS | CHS |
|---|---|---|
| Außenbreite/-höhe | ±1 % oder ±0,5 mm (je nachdem, was größer ist) | — |
| Außendurchmesser | — | ±1 % oder ±0,5 mm (je nachdem, was größer ist) |
| Wanddicke | −10 % bis +10 % | −10 % bis +10 % |
| Masse pro Meter | ±6 % (einzeln), ±4 % (Charge) | ±6 % (einzeln), ±4 % (Charge) |
| Geradheit | 1 mm pro Meter | 1 mm pro Meter |
| Rechtwinkligkeit der Stirnfläche | 2° | — |
| Eckenradius (außen) | 2,0 bis 3,0× Wanddicke | — |
Schweißhinweise
Da C350L0 und C450L0 einen Teil ihrer Festigkeit durch Kaltverfestigung erreichen:
- Schweißen in der Eckzone sollte wenn möglich vermieden werden; Konstruktionsschweißnähte sollten an flachen Flächen liegen.
- WEZ-Erweichung angrenzend an Schweißnähte verringert die Streckgrenze lokal. Die Bemessung nach AS 4100 berücksichtigt dies, indem geschweißte Bereiche konservativ behandelt werden.
- Vorwärmungsanforderungen nach AS/NZS 1554.1: Für C350L0 mit CEV ≤ 0,43 ist im Allgemeinen keine Vorwärmung für Wanddicken bis ~12 mm erforderlich; C450L0 mit CEV ≤ 0,46 kann für dickere Wandstärken oder hocheinspannende Verbindungen Vorwärmung erfordern.
- Elektroden und Schweißzusatzwerkstoffe sollten der Grundqualität entsprechen. Für C450L0 E48- oder E49-Elektroden verwenden (480–490 MPa Schweißgut-Zugfestigkeit).
Normenäquivalente
| AS/NZS 1163-Qualität | EN 10219-Äquivalent | ASTM A500-Äquivalent | JIS G3466 | Hinweise |
|---|---|---|---|---|
| C250L0 | S250NH | Grade A (CHS) / Grade A (RHS) | STKR400 | EN-Kerbschlagprüfung bei 0 °C für J0-Unterqualität |
| C350L0 | S355NH (CHS) / S355NH (RHS) | Grade C (CHS/RHS) | STKR490 | S355NH = 355 MPa min. Streckgrenze, 0 °C Charpy |
| C450L0 | S420MH | Grade D | — | EN 10219-Qualität S420 ist warmgefertigt; kein direktes kaltgeformtes Äquivalent in EN |
ASTM A500 ist die US-Norm für kaltgeformte Konstruktions-Hohlprofile. Grade C (317 MPa Streckgrenze für RHS/SHS, 317 MPa für CHS) ist die nächste Entsprechung zu C350L0 nach Zugeigenschaften, obwohl A500 in seiner Basisausgabe keine Kerbschlagprüfung erfordert.
MTC-Verifikationscheckliste
- Norm angegeben als
AS/NZS 1163 - Qualität entspricht der Bestellung:
C250L0,C350L0oderC450L0(Hinweis: Qualität enthält das L0-Suffix — es ist nicht separat) - Profilquerschnitt (RHS, SHS, CHS) und Nennabmessung entsprechen dem bestellten Produkt
- Schmelzennummer (Gussnummer) rückverfolgbar anhand physischer Profilkennzeichnungen
- C-, Mn-, P-, S-, CEV-Werte innerhalb der Qualitätsgrenzwerte
- ReH ≥ Qualitätsminimum für den Wanddickenbereich
- Rm ≥ Qualitätsminimum
- Bruchdehnung ≥ 20 % (C250L0), ≥ 16 % (C350L0), ≥ 12 % (C450L0)
- Charpy: drei Einzelwerte und Durchschnittswert bei 0 °C angegeben; Durchschnitt ≥ 27 J
- Maßprüfbericht oder Erklärung zur Einhaltung der Werktoleranzen vorhanden
- ACRS-Zertifikatsnummer vermerkt (falls zutreffend)
- MTC von autorisiertem Werksvertreter unterzeichnet
Häufig gestellte Fragen
Warum enthält die Qualitätsbezeichnung in AS/NZS 1163 immer 'L0'?
Im Gegensatz zu AS/NZS 3678 und 3679.1, wo Kerbschlagprüfungen optional sind (Grundqualität ohne L-Suffix hat keine Charpy-Anforderung), schreibt AS/NZS 1163 Charpy-Prüfungen bei 0 °C für alle Qualitäten vor. Das L0 ist daher keine optionale Unterqualität, sondern eine in den Qualitätsnamen integrierte Standardanforderung. Es gibt kein Äquivalent zu einer Grundqualität ohne Kerbschlagprüfung, und es gibt keine L15-Unterqualität (−15 °C) in AS/NZS 1163.
Wie hoch ist die Streckgrenze von AS/NZS 1163 C350L0?
Die Mindeststreckgrenze (ReH) für C350L0 beträgt 350 MPa für alle Wanddicken von 1,6 mm bis 16,0 mm. Die Mindestzugfestigkeit beträgt 430 MPa. Die Bruchdehnung muss mindestens 16 % auf einer Messlänge von 5,65√A₀ betragen. Diese Eigenschaften sind über die gesamte Qualität hinweg unabhängig von der Profilgröße einheitlich.
Können kaltgeformte Hohlprofile feuerverzinkt werden?
Ja. AS/NZS 1163-Hohlprofile werden regelmäßig nach AS/NZS 4680 feuerverzinkt. Bei geschlossenen Profilen müssen jedoch vor dem Verzinken Entlüftungsbohrungen angebracht werden, damit Zink einströmen und eingeschlossene Luft/Dampf entweichen kann, um Explosionen im Verzinkungsbad zu verhindern. Eckbereiche mit hohen Eigenspannungen durch Kaltformen können anfällig für Flüssigmetallversprödung sein — die Zinkbadtemperatur (445–465 °C) und Eigenspannungen können interagieren. Dieses Risiko wird durch die Sicherstellung gehandhabt, dass die Profilchemie (Silizium- und Phosphorgehalt) innerhalb der vom Verzinker festgelegten Grenzen liegt, und durch Vermeidung übermäßig scharfer Biegungen.
Ist C450L0 gleichwertig zu Grade 450-Konstruktionsblech?
In der Streckgrenze vergleichbar, aber es handelt sich um unterschiedliche Produktformen mit unterschiedlichen Duktilitätsanforderungen. AS/NZS 3678 Grade 400-Blech hat ein Dehnungsminimum von 20 % gegenüber 12 % für C450L0-Hohlprofile. Der Kaltformprozess bei C450L0 erhöht die Streckgrenze durch Verfestigung, was auch die Duktilität verringert. Für Anwendungen, die hohe Zähigkeit oder erhebliche plastische Verformung erfordern, sollten Grade 400/350-Blech oder warmgefertigte Hohlprofile gegenüber C450L0 in Betracht gezogen werden.
Was ist der Unterschied zwischen kaltgeformten (AS/NZS 1163) und warmgefertigten Hohlprofilen?
Kaltgeformte Hohlprofile (AS/NZS 1163) werden aus flachem Band bei Umgebungstemperatur geformt, wodurch Eigenspannungen in den Eckbereichen entstehen und bei C350/C450-Qualitäten die Verfestigung für die Festigkeit genutzt wird. Warmgefertigte Hohlprofile (kein australischer Standard — nach EN 10210 bezogen) werden geformt, während der Stahl heiß ist, und dann abgekühlt, wodurch Eigenspannungen abgebaut werden und ein einheitlicheres Gefüge entsteht. Warmgefertigte Profile haben bessere Duktilität, gleichmäßigere Eckeigenschaften und verbesserte Schweißbarkeit, sind jedoch teurer und in Australien weniger häufig vorrätig.
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