Schnellantwort
Quick Answer
JIS G3101 deckt warmgewalzte Stahlplatten, Bleche, Bänder und Profile für den allgemeinen Konstruktionseinsatz ab. Die Norm definiert vier Güten — SS330, SS400, SS490 und SS540 — identifiziert durch ihre Mindestzugfestigkeit in MPa. Entscheidend ist, dass SS400 keine Kohlenstoffgrenze spezifiziert, sondern nur Phosphor- und Schwefelmaximum — was Ingenieure, die mit ASTM- oder EN-Normen vertraut sind, häufig überrascht.
JIS G3101 (溶接構造用圧延鋼材 — Warmgewalzter Stahl für allgemeine Konstruktionen) ist eine der am weitesten verbreiteten japanischen Konstruktionsstahlnormen. Sie wird vom Japanischen Industrienormen-Ausschuss herausgegeben und deckt Platten, Flachstahl, Profile (H, I, U, Winkel) und Spundwände aus Kohlenstoffstahl ab. JIS-Werkszeugnisse für G3101-Material können nur auf Japanisch oder in zweisprachigem Japanisch/Englisch ausgestellt werden, je nach Werk und Exportziel — westliche Ingenieure, die nur japanische Zeugnisse erhalten, sollten den Feldübersetzungsleitfaden unter [/standards/jis-mill-cert-guide] konsultieren.
Anwendungsbereich und Geltungsbereich
JIS G3101 gilt für warmgewalzte Stahlprodukte, die vorgesehen sind für:
- Allgemeine Konstruktionsfertigung (Gebäude, Brücken, Maschinenrahmen)
- Schraub- und Nietverbindungen
- Anwendungen, bei denen die Schweißbarkeitssicherung keine primäre Anforderung ist (für geschweißte Konstruktionen werden JIS G3106-SM-Güten bevorzugt)
- Konstruktionsprofile und Spundwände
Die Norm deckt keine Druckbehälter, Kessel oder Anwendungen mit garantierter Kerbzähigkeit bei tiefer Temperatur ab. Für diese Anwendungen sollte JIS G3106 (Schweißkonstruktion) oder JIS G3115 (Druckbehälter) spezifiziert werden.
Anwendungsbereich und Geltungsbereich
G3101 gilt für die folgenden Produktformen:
| Produktform | Japanischer Begriff |
|---|---|
| Platte (≥ 6 mm dick) | 厚板 (atsuita) |
| Band/Blech (< 6 mm dick) | 薄板 / 帯鋼 (usaita / obiko) |
| Flachstahl | 平鋼 (hirakō) |
| Profile (H, I, U, Winkel) | 形鋼 (katakō) |
| Spundwand | 鋼矢板 (kōyaita) |
JIS-Gütebezeichnungssystem
Japanische Konstruktionsstahlgütenamen folgen einem einfachen Muster:
- SS = Structural Steel (一般構造用 — allgemeiner Konstruktionseinsatz)
- Zahl = Mindestzugfestigkeit in MPa (N/mm²)
SS400 bedeutet also „Konstruktionsstahl, Mindestzugfestigkeit 400 MPa". Diese Konvention steht im Gegensatz zu ASTM-Güten (die eine Streckgrenzenzahl verwenden, z. B. A572 Güte 50 = 50 ksi Streckgrenze) und EN-Güten (die ebenfalls die Streckgrenze verwenden, z. B. S235 = 235 MPa Streckgrenze). Beim Vergleich von Güten über Normen hinweg ist stets zu prüfen, welche Festigkeitsgröße die Gütenummer darstellt.
Güteumfang
| Güte | Mindestzugfestigkeit (MPa) | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| SS330 | 330 | Leichte Konstruktionselemente, allgemeine Fertigung |
| SS400 | 400 | Weltweit am häufigsten verwendete Konstruktionsgüte |
| SS490 | 490 | Mittelfeste Konstruktionen |
| SS540 | 540 | Hochfeste Konstruktionselemente |
SS400 ist bei weitem die verbreitetste Güte und wird im asiatisch-pazifischen Konstruktionswesen häufig als japanisches Äquivalent zu ASTM A36 zitiert.
Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
Alle Werte sind Gew.-% Maximum, sofern nicht anders angegeben. Pfannenanalyse (Schmelzenanalyse) gilt.
| Güte | C max | Mn | Si | P max | S max |
|---|---|---|---|---|---|
| SS330 | — | — | — | 0,050 | 0,050 |
| SS400 | — | — | — | 0,050 | 0,050 |
| SS490 | — | — | — | 0,050 | 0,050 |
| SS540 | 0,30 | 1,60 max | 0,55 max | 0,040 | 0,040 |
Wichtiger Hinweis — keine Kohlenstoffgrenze für SS330, SS400, SS490: Im Gegensatz zu ASTM A36 (C ≤ 0,26 %) oder EN S235JR (C ≤ 0,17 %) legt JIS G3101 für die drei unteren Güten keinen Maximalkohlenstoffgehalt fest. Nur Phosphor und Schwefel werden kontrolliert. Dies ist der wichtigste Zusammensetzungsunterschied, den westliche Ingenieure verstehen müssen:
- SS400 von einem japanischen Werk kann C ≈ 0,12 % haben, während Material von einem anderen Werk, das dieselbe Norm erfüllt, C ≈ 0,24 % haben kann
- Vorwärmanforderungen für das Schweißen können nicht allein aus der Gütebezeichnung zuverlässig berechnet werden
- Für Schweißanwendungen werden G3106-SM-Güten (die Kohlenstoff- und CEV-Grenzen spezifizieren) dringend empfohlen
SS540 ist die einzige G3101-Güte mit Kohlenstoff-, Mangan- und Siliziumgrenzen, was die höhere Festigkeit widerspiegelt, die durch Mikrolegierung oder höheren Kohlenstoff erreicht wird.
Mechanische Eigenschaften
Die Streckgrenze variiert mit der Produktdicke. Zugfestigkeit und Dehnung gelten für alle Dicken innerhalb jeder Güte, sofern nicht anders angegeben.
SS330
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 205 | 330–430 | 26 |
| > 16, ≤ 40 | 195 | 330–430 | 26 |
| > 40, ≤ 100 | 175 | 330–430 | 24 |
SS400
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 245 | 400–510 | 21 (Platte/Band) / 17 (Profile) |
| > 16, ≤ 40 | 235 | 400–510 | 21 |
| > 40, ≤ 100 | 215 | 400–510 | 19 |
SS490
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 285 | 490–610 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 275 | 490–610 | 19 |
| > 40, ≤ 100 | 255 | 490–610 | 17 |
SS540
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 400 | 540 min | 16 |
| > 16, ≤ 40 | 390 | 540 min | 16 |
| > 40, ≤ 100 | 370 | 540 min | 13 |
Dehnungsmesslänge: 5,65√A₀ (proportionale Messlänge) für Platten; 50 mm für dünne Bleche.
Anforderungen an Kerbschlagversuche
JIS G3101 schreibt für keine Güte einen Charpy-Kerbschlagversuch vor. Dies ist eine wesentliche Einschränkung im Vergleich zu JIS G3106, wo B- und C-Untergüten eine verifizierte Kerbzähigkeit erfordern. Für Anwendungen, die eine Schlagzähigkeitssicherung erfordern (z. B. Konstruktionen in Kälteklimaten oder dynamischer Belastung), sollten G3106-SM-Güten mit C-Untergütenbezeichnung spezifiziert werden.
Anforderungen an Biegeversuche
Ein Biegeversuch ist Teil der Standard-Abnahmekriterien:
| Güte | Biegewinkel | Innerer Biegeradius |
|---|---|---|
| SS330 | 180° | 0,5 × Dicke |
| SS400 | 180° | 1,0 × Dicke |
| SS490 | 180° | 1,5 × Dicke |
| SS540 | 180° | 2,0 × Dicke |
Der Probekörper darf nach dem Biegen keine Risse oder Fehler auf der Außenfläche aufweisen.
JIS-Werkszeugnisformat
JIS G3101-Material wird mit einem Prüfzeugnis gemäß JIS Z 2242 (Probekörper) geliefert, das unter einem der folgenden Prüfzeugnistypen ausgestellt wird:
| JIS-Zeugnistyp | Beschreibung | EN 10204-Äquivalent |
|---|---|---|
| 3.1A | Prüfung durch werkeigenen bevollmächtigten Prüfer | 2.2 (Werkszeugnis) |
| 3.1B | Prüfung durch unabhängigen, vom Werk benannten Prüfer | 3.1 |
| 3.1C | Prüfung durch Käufervertreter im Werk | 3.1 |
| 3.2 | Prüfung durch unabhängigen Prüfer des Käufers (oder Sachverständigen) | 3.2 |
Für den Export nach Europa wird ein JIS 3.1B-Zeugnis typischerweise anstelle von EN 10204 3.1 akzeptiert. Für Projekte, bei denen EN 10204 3.2 vertraglich vorgeschrieben ist, muss ein JIS 3.2-Zeugnis bei der Bestellung spezifiziert werden — die meisten japanischen Werke können dies mit Vorlaufzeit arrangieren.
Ein typisches JIS G3101-Werkszeugnis enthält:
- 規格 (Norm): JIS G3101
- 鋼種 (Stahlgüte): SS400 (oder andere)
- 熱番号 (Schmelzennummer): z. B. 2B1234A
- 寸法 (Abmessungen): Dicke × Breite × Länge in mm
- 化学成分 (Chemische Zusammensetzung): P- und S-Werte; C/Mn/Si können freiwillig angegeben werden
- 機械的性質 (Mechanische Eigenschaften): YS, UTS, Dehnung, Biegeversuchsergebnis
- 合格-Stempel oder Unterschrift zur Bestätigung der Konformität
Normenäquivalente im Vergleich
SS400 wird oft als äquivalent zu ASTM A36 und EN S235JR beschrieben, aber diese Äquivalenzen sind ungefähre Angaben. Das Fehlen einer Kohlenstoffgrenze in SS400 bedeutet, dass die Übereinstimmung nur auf mechanischen Eigenschaften basiert.
| JIS G3101 | ASTM | EN 10025 | GB/T 700 | IS 2062 |
|---|---|---|---|---|
| SS330 | — | S235JR (ca.) | Q215 (ca.) | E210 (ca.) |
| SS400 | A36 (ca.) | S235JR (ca.) | Q235B (ca.) | E250 (ca.) |
| SS490 | A572 Gr.42–50 (ca.) | S275JR (ca.) | Q275 (ca.) | E300 (ca.) |
| SS540 | A572 Gr.50–60 (ca.) | S355JR (ca.) | Q345B (ca.) | E350 (ca.) |
Alle Äquivalenzen sind ungefähre Angaben und dienen nur als Orientierung. Chemische Zusammensetzungsprofile unterscheiden sich erheblich, insbesondere für SS400 vs. A36/S235JR, die explizite Kohlenstoffgrenzen haben.
MTC-Verifizierungscheckliste
Bei der Verifizierung eines JIS G3101-Werkstoffprüfzeugnisses:
- Normbezeichnung bestätigt JIS G3101 (nicht G3106 oder eine andere Norm)
- Güte (鋼種) entspricht der Bestellung — SS400, SS490 usw.
- Schmelzennummer (熱番号) ist lesbar und auf Bündel-/Plattenmarkierungen rückverfolgbar
- Zugfestigkeit (引張強さ) liegt im spezifizierten Bereich für die Güte
- Streckgrenze (降伏点 oder 耐力) erfüllt das Minimum für die gelieferte Dicke
- Dehnung (伸び) erreicht das Minimum oder überschreitet es
- Biegeversuch (曲げ試験) zeigt keine Risse — Ergebnis als 合格 (bestanden) angegeben
- P- und S-Werte angegeben; bestätigen, dass beide ≤ 0,050 %
- Wenn C freiwillig angegeben, Wert für Schweißvorwärm-Berechnung notieren
- Zeugnistyp (3.1B, 3.2 usw.) entspricht der vertraglichen Anforderung
- Werkstempel oder bevollmächtigte Unterschrift vorhanden
Häufig gestellte Fragen
Warum hat SS400 keine Kohlenstoffgrenze?
JIS G3101 wurde für den allgemeinen Konstruktionseinsatz entwickelt, bei dem Schweißbarkeit kein primärer Auslegungsgesichtspunkt war. Die Norm kontrolliert nur die Eigenschaften, die die Tragfähigkeit direkt beeinflussen — Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung — ohne den metallurgischen Weg zur Erreichung dieser Eigenschaften vorzuschreiben. Japanische Werke produzieren SS400 typischerweise mit Kohlenstoff im Bereich 0,10–0,20 %, aber dies ist Werkspraxis und keine Spezifikationsanforderung. Ingenieure, die garantierte Schweißbarkeit benötigen, sollten JIS G3106-SM-Güten spezifizieren, die Kohlenstoff- und Kohlenstoffäquivalent-(CEV-)Grenzen enthalten.
Ist SS400 dasselbe wie ASTM A36?
Sie sind ungefähre Äquivalente hinsichtlich Zug- und Streckgrenze, aber ohne Qualifizierung nicht austauschbar. ASTM A36 spezifiziert einen maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,26 % (Platten) und kontrolliert Silizium und andere Elemente. SS400 hat keine Kohlenstoffgrenze. In der Praxis hat der heute produzierte SS400 meist Kohlenstoff deutlich unter 0,26 %, aber ein Zeugnis, das nur „JIS G3101 SS400" zeigt, garantiert dies nicht. Für Projekte, die ASTM A36-Konformität erfordern, muss A36-zertifiziertes Material separat bestellt werden.
Muss ich eine englische Übersetzung eines JIS G3101-Zeugnisses anfordern?
Für die meisten Verifizierungszwecke folgen Schlüsselfelder auf einem JIS-Zeugnis konsistenten positions- und zahlenmäßigen Konventionen, die ohne Übersetzung anhand des Feld-für-Feld-Leitfadens unter [/standards/jis-mill-cert-guide] verifiziert werden können. Wenn das Zeugnis jedoch einer Klassifikationsgesellschaft, einer notifizierten Stelle oder einer europäischen Ingenieurbehörde vorgelegt werden soll, sollte bei der Bestellung eine beglaubigte Übersetzung oder ein zweisprachiges Zeugnis angefordert werden. Viele japanische Werke bieten zweisprachige Zeugnisse für Exportmaterial ohne zusätzliche Kosten an.
Was ist der Unterschied zwischen JIS G3101 und JIS G3106?
G3101 ist für den allgemeinen Konstruktionseinsatz ohne explizite Schweißbarkeitsanforderungen. G3106 (SM-Güten) ist speziell für geschweißte Konstruktionen und fügt Kohlenstoffgrenzen, Kohlenstoffäquivalent-(CEV-)Grenzen und Charpy-Kerbschlaganforderungen für B- und C-Untergüten hinzu. Für jede Anwendung mit erheblichem Schweißen ist G3106 die geeignete Norm und sollte anstelle von G3101 spezifiziert werden.
Wie berechne ich das Schweißvorwärmen für SS400?
Da SS400 keine spezifizierte Kohlenstoffgrenze hat, muss das Vorwärmen anhand des tatsächlichen Kohlenstoffäquivalents (CEV) aus der berichteten Schmelzenchemie des Werkszeugnisses berechnet werden. Wenn das Zeugnis nur P und S angibt (wie nach der Norm zulässig), die vollständige Chemie beim Werk anfordern. Die im JIS/AWS-Bereich üblicherweise verwendete CEV-Formel lautet: CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15. Für SS400 mit typischer Werkschemie liegt CEV im Allgemeinen bei 0,28–0,38 %, was ihn für dünne Querschnitte in die Kategorie „geringes Vorwärmen" einordnet.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free