Respuesta Rápida
Quick Answer
JIS G3106 cubre placas de acero laminadas en caliente, flejes y perfiles para uso en estructuras soldadas. Especifica límites de carbono, valores de equivalente de carbono (CEV) y requisitos de impacto Charpy que G3101 no posee, lo que hace que los grados SM sean la opción correcta para puentes soldados, edificios y estructuras marinas. Los grados clave son SM400, SM490, SM520 y SM570, cada uno con subgrados A, B o C que indican requisitos de impacto progresivamente más estrictos.
JIS G3106 (溶接構造用圧延鋼材 — acero laminado para estructura soldada) fue desarrollado específicamente para aplicaciones donde la soldabilidad debe garantizarse por química en lugar de suponerse a partir de la práctica de fábrica. En comparación con JIS G3101, cada grado G3106 incluye límites explícitos de contenido de carbono y máximos de equivalente de carbono (CEV), permitiendo un cálculo confiable de precalentamiento de soldadura y reduciendo el riesgo de grietas inducidas por hidrógeno. Los certificados de prueba de fábrica JIS para material G3106 pueden emitirse solo en japonés o bilingües (japonés/inglés) dependiendo de la fábrica y el destino — ver [/standards/jis-mill-cert-guide] para guía de lectura campo por campo.
La designación "SM" proviene de Steel for Marine structure (溶接構造用), reflejando el origen del estándar en aplicaciones navales donde la integridad de la soldadura es crítica para la seguridad.
Alcance y Aplicabilidad
JIS G3106 se aplica a acero laminado en caliente en las siguientes formas de producto destinadas a estructuras soldadas:
- Placas (厚板) y barras planas
- Flejes y láminas (薄板 / 帯鋼)
- Perfiles: secciones H, vigas I, canales y ángulos
- Tablestacas de acero (鋼矢板)
Las aplicaciones típicas incluyen:
- Puentes de acero soldados y vigas caja
- Marcos estructurales de edificios (rascacielos, industriales)
- Construcción naval y plataformas marinas
- Grúas, marcos de presión y estructuras de maquinaria
Para estructuras generales no soldadas donde la garantía de soldabilidad no es requerida, JIS G3101 (grados SS) puede ser suficiente.
Sistema de Designación de Grados JIS
Los grados G3106 siguen esta convención de nomenclatura:
- SM = Acero para estructura soldada (Marina) (溶接構造用)
- Número = resistencia a la tracción mínima en MPa
- Sufijo A / B / C = subgrado de prueba de impacto (A = sin prueba; B = 27 J a 0 °C; C = 47 J a 0 °C)
- Sufijo Y (solo SM490Y) = variante de límite elástico más alto
Ejemplos:
- SM490B = acero para estructura soldada, 490 MPa de resistencia mínima a la tracción, 27 J de Charpy a 0 °C
- SM490YA = variante de límite elástico más alto SM490, sin requisito Charpy
- SM520C = 520 MPa de resistencia mínima a la tracción, 47 J de Charpy a 0 °C
Cobertura de Grados
| Grado | Subgrados | Resistencia Mínima a la Tracción (MPa) | Requisito de Impacto |
|---|---|---|---|
| SM400 | A, B, C | 400 | A: ninguno; B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM490 | A, B, C | 490 | A: ninguno; B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM490Y | A, B | 490 | A: ninguno; B: 27 J @ 0 °C |
| SM520 | B, C | 520 | B: 27 J @ 0 °C; C: 47 J @ 0 °C |
| SM570 | — (subgrado único) | 570 | 47 J @ −5 °C |
SM520 no tiene subgrado A (las pruebas de impacto siempre son requeridas). SM570 tiene una designación única con el requisito de impacto más estricto.
Requisitos de Composición Química
Todos los valores son máximos en % en peso a menos que se indique un rango. Se aplica análisis de cucharón (colada); los límites de análisis de producto son ligeramente más amplios por el estándar.
SM400
| Subgrado | C máx | Mn | Si máx | P máx | S máx | CEV máx |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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
| Subgrado | C máx | Mn máx | Si máx | P máx | S máx | CEV máx |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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
| Subgrado | C máx | Mn máx | Si máx | P máx | S máx | CEV máx |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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
| Subgrado | C máx | Mn máx | Si máx | P máx | S máx | CEV máx |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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
| Grado | C máx | Mn máx | Si máx | P máx | S máx | CEV máx |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SM570 | 0,18 | 1,70 | 0,55 | 0,035 | 0,035 | 0,44 |
Fórmula de equivalente de carbono (JIS G3106): CEV = C + Mn/6 + (Si/24) + (Ni/40) + (Cr/5) + (Mo/4) + (V/14)
El límite CEV asegura propiedades consistentes de la zona de influencia térmica a través de coladas y fábricas. Los subgrados C tienen el mismo límite CEV que los subgrados B pero también requieren la mayor energía de 47 J — la tenacidad mejorada se logra a través de siderurgia más limpia (S más bajo, morfología de inclusiones controlada) en lugar de un CEV más bajo.
Propiedades Mecánicas
SM400
| Espesor (mm) | Límite Elástico mín (MPa) | Resistencia a la Tracción (MPa) | Alargamiento mín % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 245 | 400–510 | 22 |
| > 16, ≤ 40 | 235 | 400–510 | 22 |
| > 40, ≤ 75 | 215 | 400–510 | 22 |
| > 75, ≤ 100 | 215 | 400–510 | 21 |
SM490
| Espesor (mm) | Límite Elástico mín (MPa) | Resistencia a la Tracción (MPa) | Alargamiento mín % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 325 | 490–610 | 22 |
| > 16, ≤ 40 | 315 | 490–610 | 22 |
| > 40, ≤ 75 | 295 | 490–610 | 22 |
| > 75, ≤ 100 | 295 | 490–610 | 21 |
SM490Y
| Espesor (mm) | Límite Elástico mín (MPa) | Resistencia a la Tracción (MPa) | Alargamiento mín % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 365 | 490–610 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 355 | 490–610 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 335 | 490–610 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 325 | 490–610 | 19 |
SM520
| Espesor (mm) | Límite Elástico mín (MPa) | Resistencia a la Tracción (MPa) | Alargamiento mín % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 365 | 520–640 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 355 | 520–640 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 335 | 520–640 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 325 | 520–640 | 19 |
SM570
| Espesor (mm) | Límite Elástico mín (MPa) | Resistencia a la Tracción (MPa) | Alargamiento mín % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 460 | 570–720 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 450 | 570–720 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 430 | 570–720 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 420 | 570–720 | 19 |
El alargamiento se mide en longitud de medida L₀ = 5.65√A₀.
Requisitos de Prueba de Impacto
Prueba Charpy de muesca en V según JIS Z 2242. Tamaño de probeta: estándar 10 × 10 × 55 mm donde el espesor lo permite; se usan probetas de tamaño reducido para material más delgado con valores de energía ajustados.
| Grado / Subgrado | Temperatura de Prueba | Energía Promedio Mínima (3 probetas) | Valor Mínimo Único |
|---|---|---|---|
| SM400A, SM490A, SM490YA | No requerida | — | — |
| 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 |
Para SM570, la temperatura de prueba más baja de −5 °C refleja su uso en aplicaciones exigentes donde se requiere mayor tenacidad a baja temperatura. Una probeta en un conjunto de tres puede caer por debajo del mínimo promedio siempre que no caiga por debajo del mínimo de valor único.
Formato de Certificado de Prueba de Fábrica JIS
Los certificados de prueba de fábrica JIS G3106 siguen el mismo marco de certificado de inspección que G3101 (3.1A, 3.1B, 3.1C, 3.2 — ver [/standards/jis-mill-cert-guide]). Para grados de estructura soldada, el certificado mostrará además:
- 炭素当量 (CEV) — valor de equivalente de carbono para la colada
- 衝撃試験 (Prueba de impacto) — resultados de Charpy para subgrados B y C, incluyendo temperatura de prueba (試験温度) y energía absorbida (吸収エネルギー) en julios
- Letra de subgrado (p. ej., SM490C, no solo SM490)
Verifique que el subgrado en el certificado coincida exactamente con el subgrado en la orden de compra. Un certificado que muestre SM490A no satisfaría una orden que requiere SM490C, aunque las propiedades de tracción sean idénticas — la prueba de impacto no ha sido realizada.
Equivalentes Cruzados de Estándares
| JIS G3106 | ASTM | EN 10025-2 | GB/T 1591 | IS 2062 |
|---|---|---|---|---|
| SM400A/B | A36 (aprox) | S235JR / S235J0 (aprox) | Q235B (aprox) | E250B (aprox) |
| SM490A/B | A572 Gr.50 (aprox) | S355JR / S355J0 (aprox) | Q345B/C (aprox) | E350B (aprox) |
| SM490C | A572 Gr.50 + CVN (aprox) | S355J2 (aprox) | Q345D (aprox) | E350C (aprox) |
| SM520B/C | A572 Gr.60 (aprox) | S355K2 / S420 (aprox) | Q390C/D (aprox) | — |
| SM570 | A633 Gr.E / A572 Gr.65 (aprox) | S460M/ML (aprox) | Q460C/D (aprox) | — |
Todos los equivalentes son aproximados. Los límites de CEV, temperaturas de prueba y cobertura de forma de producto difieren entre estándares.
Lista de Verificación de Verificación de MTC
Al verificar un certificado de prueba de fábrica JIS G3106:
- El estándar se confirma como JIS G3106 (no G3101 u otro estándar)
- El grado y subgrado (p. ej., SM490C) coinciden exactamente con la orden de compra
- El número de colada (熱番号) es rastreable a marcas físicas
- El carbono (C) se reporta y está dentro del límite para el grado/subgrado
- CEV calculado o reportado (para subgrados B y C) — confirme ≤ límite especificado
- P ≤ 0,035% y S ≤ 0,035%
- El límite elástico cumple el mínimo apropiado para el espesor
- La resistencia a la tracción cae dentro del rango especificado
- El alargamiento cumple el mínimo
- Para subgrados B y C: resultados de Charpy mostrados a temperatura de prueba correcta
- La energía promedio de Charpy cumple o excede el mínimo (27 J o 47 J según aplique)
- Ninguna probeta de Charpy por debajo del mínimo de valor único
- El tipo de certificado (3.1B, 3.2, etc.) coincide con requisito de contrato
- Firma y sello del inspector autorizado de la fábrica presentes
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre SM490A y SM490B y SM490C?
Los tres tienen el mismo rango de resistencia a la tracción (490–610 MPa) y límite elástico mínimo idéntico, y límites de composición química idénticos. Las únicas diferencias están en el requisito de prueba de impacto Charpy. SM490A no tiene requisito Charpy. SM490B requiere un promedio mínimo de 27 J a 0 °C. SM490C requiere 47 J a 0 °C. Para estructuras soldadas expuestas a bajas temperaturas o carga dinámica, SM490C proporciona la mayor seguridad de resistencia a fractura dúctil. El subgrado A se usa típicamente para miembros no críticos.
¿Por qué SM490Y es una designación separada de SM490?
SM490Y (la Y significa 降伏 — límite elástico) es una variante de límite elástico más alto de SM490. Mientras SM490 tiene un mínimo de límite elástico de 325 MPa (para t ≤ 16 mm), SM490Y logra 365 MPa mínimo en el mismo rango de espesor. El rango de resistencia a la tracción es idéntico. SM490Y se usa donde los diseñadores necesitan margen de límite elástico extra sin subir a SM520. Está disponible solo en subgrados A y B, no C.
¿Es SM490 lo mismo que ASTM A572 Grado 50?
Son equivalentes aproximados para propósitos de resistencia a la tracción y límite elástico, pero no son directamente intercambiables. SM490 tiene una resistencia mínima a la tracción de 490 MPa (71 ksi) versus 450 MPa (65 ksi) mínimo de A572 Gr.50, así que SM490 es realmente ligeramente más fuerte. Los perfiles de composición química también difieren: A572 controla carbono, manganeso, fósforo y azufre, mientras SM490 además limita CEV. Para proyectos que requieren conformidad formal con A572 Gr.50, material sertificado por separado debe obtenerse.
¿Requiere JIS G3106 prueba de espesor completo (Z-grade)?
No. JIS G3106 no incluye prueba de tensión de espesor completo (la designación "Z25" o "Z35" en EN 10164). Si se requiere ductilidad de espesor completo — por ejemplo en juntas soldadas fuertemente constreñidas propensas a desgarramiento laminado — propiedades de espesor completo deben especificarse como requisito complementario en la orden de compra, y la fábrica debe confirmar que puede suministrar a esos requisitos.
¿Cómo se comparan los grados JIS G3106 con los grados EN S355?
SM490B/C es el contraparte japonés más cercano a EN S355J0/J2. Ambos tienen límites elásticos mínimos alrededor de 355 MPa para secciones delgadas y resistencias a la tracción mínimas alrededor de 490–510 MPa. La diferencia principal está en los requisitos de temperatura subcero de Charpy: EN S355J2 prueba a −20 °C mientras SM490C prueba a 0 °C. Para proyectos diseñados a EN 1993 (Eurocódigo 3) en climas moderados, SM490C puede aceptarse por acuerdo de ingeniería, pero conformidad formal requiere material certificado por EN.
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