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JIS G3106 deckt warmgewalzte Stahlplatten, Bleche und Profile für Schweißkonstruktionen ab. Die Norm spezifiziert Kohlenstoffgrenzen, Kohlenstoffäquivalent-(CEV-)Werte und Charpy-Kerbschlaganforderungen, die JIS G3101 fehlen, was SM-Güten zur richtigen Wahl für geschweißte Brücken, Gebäude und Offshore-Konstruktionen macht. Hauptgüten sind SM400, SM490, SM520 und SM570, jeweils mit A-, B- oder C-Untergüten, die progressiv strengere Kerbschlaganforderungen anzeigen.
JIS G3106 (溶接構造用圧延鋼材 — Walzstahl für Schweißkonstruktionen) wurde speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen die Schweißbarkeit durch Chemie garantiert und nicht aus der Werkspraxis angenommen werden muss. Im Vergleich zu JIS G3101 enthält jede G3106-Güte explizite Kohlenstoffgehaltgrenzen und Kohlenstoffäquivalent-(CEV-)Maxima, die eine zuverlässige Schweißvorwärm-Berechnung ermöglichen und das Risiko von wasserstoffinduziertem Rissen verringern. JIS-Werkszeugnisse für G3106-Material können je nach Werk und Bestimmungsort nur auf Japanisch oder zweisprachig Japanisch/Englisch ausgestellt werden — für die Feld-für-Feld-Leseanleitung siehe [/standards/jis-mill-cert-guide].
Die „SM"-Bezeichnung leitet sich von Stahl für Marinestrukturen (溶接構造用) ab und spiegelt den Ursprung der Norm im Schiffbau wider, wo Schweißnahtintegrität sicherheitskritisch ist.
Anwendungsbereich und Geltungsbereich
JIS G3106 gilt für warmgewalzten Stahl in den folgenden Produktformen für Schweißkonstruktionen:
- Platten (厚板) und Flachstahl
- Bänder und Bleche (薄板 / 帯鋼)
- Profile: H-Profile, I-Träger, U-Profile und Winkel
- Spundwände (鋼矢板)
Typische Anwendungen umfassen:
- Geschweißte Stahlbrücken und Kastenträger
- Gebäudetragwerke (Hochhäuser, Industrie)
- Schiffbau und Offshore-Plattformen
- Krane, drucktragende Rahmen und Maschinenkonstruktionen
Für nicht-geschweißte allgemeine Konstruktionen, bei denen keine Schweißbarkeitssicherung erforderlich ist, kann JIS G3101 (SS-Güten) ausreichend sein.
JIS-Gütebezeichnungssystem
G3106-Güten folgen dieser Namenskonvention:
- SM = Stahl für Schweißkonstruktionen (Marine) (溶接構造用)
- Zahl = Mindestzugfestigkeit in MPa
- Suffix A / B / C = Kerbschlag-Untergüte (A = kein Kerbschlagversuch; B = 27 J bei 0 °C; C = 47 J bei 0 °C)
- Y-Suffix (nur SM490Y) = Variante mit höherer Streckgrenze
Beispiele:
- SM490B = Schweißkonstruktionsstahl, 490 MPa Mindestzugfestigkeit, 27 J Charpy bei 0 °C
- SM490YA = SM490-Variante mit höherer Streckgrenze, keine Charpy-Anforderung
- SM520C = 520 MPa Mindestzugfestigkeit, 47 J Charpy bei 0 °C
Güteumfang
| Güte | Untergüten | Mindestzugfestigkeit (MPa) | Kerbschlaganforderung |
|---|---|---|---|
| SM400 | A, B, C | 400 | A: keine; B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM490 | A, B, C | 490 | A: keine; B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM490Y | A, B | 490 | A: keine; B: 27 J @ 0 °C |
| SM520 | B, C | 520 | B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM570 | — (einzelne Untergüte) | 570 | 47 J @ −5 °C |
SM520 hat keine A-Untergüte (Kerbschlagprüfung ist immer erforderlich). SM570 hat eine einzige Bezeichnung mit der strengsten Kerbschlaganforderung.
Anforderungen an die chemische Zusammensetzung
Alle Werte sind Gew.-% Maximum, sofern kein Bereich angegeben ist. Pfannenanalyse (Schmelzenanalyse) gilt; Produktanalyse-Grenzwerte sind nach der Norm leicht weiter.
SM400
| Untergüte | C max | Mn | Si max | P max | S max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM400A | 0,23 | — | — | 0,035 | 0,035 | — |
| SM400B | 0,20 | 0,60–1,40 | 0,35 | 0,035 | 0,035 | 0,36 |
| SM400C | 0,18 | 0,60–1,40 | 0,35 | 0,035 | 0,035 | 0,36 |
SM490
| Untergüte | C max | Mn max | Si max | P max | S max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM490A | 0,20 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | — |
| SM490B | 0,18 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
| SM490C | 0,18 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
SM490Y
| Untergüte | C max | Mn max | Si max | P max | S max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM490YA | 0,20 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | — |
| SM490YB | 0,20 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
SM520
| Untergüte | C max | Mn max | Si max | P max | S max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM520B | 0,20 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
| SM520C | 0,20 | 1,60 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
SM570
| Güte | C max | Mn max | Si max | P max | S max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM570 | 0,18 | 1,70 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
Kohlenstoffäquivalent-Formel (JIS G3106): CEV = C + Mn/6 + (Si/24) + (Ni/40) + (Cr/5) + (Mo/4) + (V/14)
Die CEV-Grenze gewährleistet konsistente Schweißzone-WEZ-Eigenschaften über Schmelzen und Werke hinweg. C-Untergüten haben dieselbe CEV-Grenze wie B-Untergüten, erfordern aber auch die höhere 47-J-Kerbschlagenergie — die verbesserte Zähigkeit wird durch sauberere Stahlherstellung (niedrigeres S, kontrollierte Einschlussmorphologie) erreicht und nicht durch ein niedrigeres CEV.
Mechanische Eigenschaften
SM400
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 245 | 400–510 | 22 |
| > 16, ≤ 40 | 235 | 400–510 | 22 |
| > 40, ≤ 75 | 215 | 400–510 | 22 |
| > 75, ≤ 100 | 215 | 400–510 | 21 |
SM490
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 325 | 490–610 | 22 |
| > 16, ≤ 40 | 315 | 490–610 | 22 |
| > 40, ≤ 75 | 295 | 490–610 | 22 |
| > 75, ≤ 100 | 295 | 490–610 | 21 |
SM490Y
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 365 | 490–610 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 355 | 490–610 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 335 | 490–610 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 325 | 490–610 | 19 |
SM520
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 365 | 520–640 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 355 | 520–640 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 335 | 520–640 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 325 | 520–640 | 19 |
SM570
| Dicke (mm) | Streckgrenze min (MPa) | Zugfestigkeit (MPa) | Dehnung min % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 460 | 570–720 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 450 | 570–720 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 430 | 570–720 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 420 | 570–720 | 19 |
Dehnung gemessen auf Messlänge L₀ = 5,65√A₀.
Anforderungen an Kerbschlagversuche
Charpy-Kerbschlagversuch nach JIS Z 2242. Probenabmessungen: Standard 10 × 10 × 55 mm wo die Dicke es erlaubt; Untermaßproben für dünneres Material mit angepassten Energiewerten verwendet.
| Güte / Untergüte | Prüftemperatur | Mindestmittelenergie (3 Proben) | Mindesteinzelwert |
|---|---|---|---|
| SM400A, SM490A, SM490YA | Nicht erforderlich | — | — |
| SM400B, SM490B, SM490YB, SM520B | 0 °C | 27 J | 21 J |
| SM400C, SM490C, SM520C | 0 °C | 47 J | 33 J |
| SM570 | −5 °C | 47 J | 33 J |
Für SM570 spiegelt die niedrigere Prüftemperatur von −5 °C den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen wider, bei denen eine verbesserte Tieftemperaturzähigkeit benötigt wird. Eine Probe in einem Satz von drei darf unter dem Mittelwertminimum liegen, sofern sie nicht unter den Einzelwert-Minimalwert fällt.
JIS-Werkszeugnisformat
JIS G3106-Werkszeugnisse folgen demselben Prüfzeugnistyp-Rahmen wie G3101 (3.1A, 3.1B, 3.1C, 3.2 — siehe [/standards/jis-mill-cert-guide]). Für Schweißkonstruktionsgüten zeigt das Zeugnis zusätzlich:
- 炭素当量 (CEV) — Kohlenstoffäquivalentwert für die Schmelze
- 衝撃試験 (Kerbschlagversuch) — Charpy-Ergebnisse für B- und C-Untergüten, einschließlich Prüftemperatur (試験温度) und absorbierter Energie (吸収エネルギー) in Joule
- Untergütebuchstabe (z. B. SM490C, nicht nur SM490)
Überprüfen Sie, dass die Untergüte auf dem Zeugnis genau mit der Untergüte auf der Bestellung übereinstimmt. Ein Zeugnis, das SM490A zeigt, würde eine Bestellung für SM490C nicht erfüllen, obwohl die Zugeigenschaften identisch sind — der Kerbschlagversuch wurde nicht durchgeführt.
Normenäquivalente im Vergleich
| JIS G3106 | ASTM | EN 10025-2 | GB/T 1591 | IS 2062 |
|---|---|---|---|---|
| SM400A/B | A36 (ca.) | S235JR / S235J0 (ca.) | Q235B (ca.) | E250B (ca.) |
| SM490A/B | A572 Gr.50 (ca.) | S355JR / S355J0 (ca.) | Q345B/C (ca.) | E350B (ca.) |
| SM490C | A572 Gr.50 + CVN (ca.) | S355J2 (ca.) | Q345D (ca.) | E350C (ca.) |
| SM520B/C | A572 Gr.60 (ca.) | S355K2 / S420 (ca.) | Q390C/D (ca.) | — |
| SM570 | A633 Gr.E / A572 Gr.65 (ca.) | S460M/ML (ca.) | Q460C/D (ca.) | — |
Alle Äquivalenzen sind ungefähre Angaben. CEV-Grenzen, Kerbschlagtemperaturen und Produktformabdeckungen unterscheiden sich zwischen den Normen.
MTC-Verifizierungscheckliste
Bei der Verifizierung eines JIS G3106-Werkstoffprüfzeugnisses:
- Norm ist als JIS G3106 bestätigt (nicht G3101 oder eine andere Norm)
- Güte und Untergüte (z. B. SM490C) stimmen genau mit der Bestellung überein
- Schmelzennummer (熱番号) ist auf physische Markierungen rückverfolgbar
- Kohlenstoff (C) angegeben und innerhalb der Grenze für Güte/Untergüte
- CEV berechnet oder angegeben (für B- und C-Untergüten) — Bestätigung ≤ spezifizierten Grenzwert
- P ≤ 0,035 % und S ≤ 0,035 %
- Streckgrenze erfüllt dickengerechtes Minimum
- Zugfestigkeit liegt im spezifizierten Bereich
- Dehnung erfüllt das Minimum
- Für B- und C-Untergüten: Charpy-Ergebnisse bei korrekter Prüftemperatur gezeigt
- Mittlere Charpy-Energie erreicht das Minimum oder überschreitet es (27 J oder 47 J je nach Anforderung)
- Kein einzelner Charpy-Probekörper unter dem Einzelwert-Minimalwert
- Zeugnistyp (3.1B, 3.2 usw.) entspricht der Vertragsanforderung
- Werks-bevollmächtigte Prüferunterschrift und Stempel vorhanden
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen SM490A, SM490B und SM490C?
Alle drei haben denselben Zugfestigkeitsbereich (490–610 MPa) und dieselbe Mindeststreckgrenze sowie identische chemische Zusammensetzungsgrenzen. Die einzigen Unterschiede liegen in der Charpy-Kerbschlagversuchanforderung. SM490A hat keine Charpy-Anforderung. SM490B erfordert einen Mindestmittelwert von 27 J bei 0 °C. SM490C erfordert 47 J bei 0 °C. Für geschweißte Konstruktionen, die tiefen Temperaturen oder dynamischer Belastung ausgesetzt sind, bietet SM490C die höchste Sicherheit gegen duktilen Bruch. Untergüte A wird typischerweise für unkritische Bauteile verwendet.
Warum ist SM490Y eine separate Bezeichnung von SM490?
SM490Y (das Y steht für 降伏 — Streckgrenze) ist eine Variante von SM490 mit höherer Streckgrenze. Während SM490 eine Mindeststreckgrenze von 325 MPa aufweist (für t ≤ 16 mm), erreicht SM490Y 365 MPa Minimum im selben Dickenbereich. Der Zugfestigkeitsbereich ist identisch. SM490Y wird verwendet, wenn Konstrukteure eine zusätzliche Streckgrenzenmarge benötigen, ohne zur höheren Zugfestigkeit von SM520 überzugehen. Es ist nur in A- und B-Untergüten erhältlich, nicht in C.
Ist SM490 dasselbe wie ASTM A572 Güte 50?
Sie sind ungefähre Äquivalente hinsichtlich Zug- und Streckgrenze, aber nicht direkt austauschbar. SM490 hat eine Mindestzugfestigkeit von 490 MPa (71 ksi) gegenüber 450 MPa (65 ksi) Minimum für A572 Gr.50, sodass SM490 tatsächlich etwas fester ist. Die chemischen Zusammensetzungsprofile unterscheiden sich ebenfalls: A572 kontrolliert Kohlenstoff, Mangan, Phosphor und Schwefel, während SM490 zusätzlich CEV begrenzt. Für Projekte, die formale Konformität mit A572 Gr.50 erfordern, muss separat zertifiziertes Material beschafft werden.
Erfordert JIS G3106 Dickenzugprüfungen (Z-Güte)?
Nein. JIS G3106 enthält keine Dickenzugprüfungen (die „Z25"- oder „Z35"-Bezeichnung in EN 10164). Wenn Dickenzähigkeit erforderlich ist — beispielsweise bei stark eingespannten Schweißverbindungen, die zu lamellärem Reißen neigen — müssen Dickeneigenschaften als ergänzende Anforderung in der Bestellung spezifiziert werden, und das Werk muss bestätigen, dass es diese Anforderungen erfüllen kann.
Wie vergleichen sich JIS G3106-Güten mit EN S355-Güten?
SM490B/C ist das nächste japanische Gegenstück zu EN S355J0/J2. Beide haben Mindeststreckgrenzen von ca. 355 MPa für dünne Querschnitte und Mindestzugfestigkeiten von ca. 490–510 MPa. Der wesentliche Unterschied liegt in den Charpy-Tieftemperaturanforderungen: EN S355J2 prüft bei −20 °C, während SM490C bei 0 °C prüft. Für Projekte nach EN 1993 (Eurocode 3) in gemäßigten Klimazonen kann SM490C durch technische Vereinbarung akzeptiert werden, aber die formale Konformität erfordert EN-zertifiziertes Material.
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