Быстрый ответ
Quick Answer
JIS G3114 охватывает горячекатаные листы износостойкой стали, пластины и профили с повышенной устойчивостью к атмосферной коррозии благодаря легированию медью, хромом и никелем. Три класса прочности — SMA400, SMA490 и SMA570 — каждый с подклассами A, B, C и/или W позволяют конструкторам балансировать прочность, ударную вязкость и внешний вид поверхности при выветривании. SMA490W является ближайшим японским эквивалентом ASTM A588 Grade A (Corten) и EN S355W (EN 10025-5).
JIS G3114 (溶接構造用耐候性熱間圧延鋼材 — горячекатаная сталь, устойчивая к атмосферной коррозии для сварных конструкций) — это японский стандарт для износостойкой стали. Элементы сплава медь (Cu), хром (Cr) и никель (Ni) способствуют образованию стабильной, прилипающей пленки ржавчины (錆び — sabi), которая действует как защитный барьер, замедляя коррозию примерно в 4-8 раз медленнее, чем обыкновенная конструкционная углеродистая сталь в умеренных промышленных или морских атмосферах. Материал JIS G3114 используется без покрытия на открытых мостах, зданиях и скульптурах, где желателен характерный коричнево-оранжевый внешний вид выветривания или где требуется длительный срок службы без технического обслуживания.
Сертификаты испытаний JIS G3114 могут быть на японском языке только или на двух языках — см. [/standards/jis-mill-cert-guide].
Область применения
JIS G3114 применяется к горячекатаным стальным листам, плоским стержням и профилям, используемым в сварных конструкциях. Стандарт явно предназначен для сварного использования (溶接構造用), что означает, что все классы включают ограничения на углерод и CEV, аналогично JIS G3106. Охватываемые продукты включают:
- Листы (厚板) толщиной от 6 мм до 100 мм
- Плоские стержни и полосы
- Структурные профили (уголки, каналы) — в зависимости от доступности на заводе
Типичные применения:
- Немалованные шоссейные и железнодорожные мосты
- Архитектурные фасады и скульптуры, требующие эстетики выветренной стали
- Подпорные стены, звукозащитные экраны и промышленные конструкции в сельской или пригородной среде
- Ситуации, когда доступ к окраске затруднен или стоимость жизненного цикла окраски является непомерной
Важные ограничения: Износостойкую сталь не следует использовать в местах, где ожидаются застойные воды, влажные-сухие циклы с загрязненной водой, постоянное погружение или прибрежная морская соль. В этих условиях защитная пленка не образуется должным образом и коррозия продолжается с высокой скоростью.
Система обозначения классов JIS
Классы SMA объединяют:
- SMA = Сталь для сварных морских конструкций, устойчивая к атмосферной коррозии (溶接構造用耐候性鋼)
- Цифра = минимальная прочность на разрыв в МПа
- Суффикс A / B / C = подкласс испытания Charpy (A = без испытания Charpy; B = 27 Дж при 0 °C; C = 47 Дж при 0 °C)
- Суффикс W = класс выветривания с улучшенным легированием (Cu + Cr + Ni) для максимальной коррозионной стойкости
Подкласс W имеет более строгие требования к сплаву (более высокий минимум Cu, Cr, Ni), чем подклассы A/B/C. Для большинства истинных применений износостойкой стали следует указывать подкласс W.
Охват классов
| Класс | Доступные подклассы | Мин. прочность на разрыв (МПа) | Требование удара |
|---|---|---|---|
| SMA400 | A, B, C, W | 400 | A: нет; B: 27 Дж @ 0 °C; C: 47 Дж @ 0 °C; W: 27 Дж @ 0 °C |
| SMA490 | A, B, C, W | 490 | A: нет; B: 27 Дж @ 0 °C; C: 47 Дж @ 0 °C; W: 27 Дж @ 0 °C |
| SMA570 | Только W | 570 | 47 Дж @ −5 °C |
SMA570 доступна только в подклассе W, что отражает тот факт, что высокая прочность и характеристики выветривания достигаются через одну и ту же контролируемую систему легирования.
Требования к химическому составу
Все значения являются максимальными в% по массе, если не указан диапазон. Анализ ковша (плавки).
SMA400
| Подкласс | C max | Si max | Mn max | P max | S max | Cu | Cr | Ni | Mo max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SMA400A | 0.18 | 0.55 | 1.40 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | — |
| SMA400B | 0.16 | 0.55 | 1.40 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | 0.36 |
| SMA400C | 0.14 | 0.55 | 1.40 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | 0.36 |
| SMA400W | 0.18 | 0.75 | 0.50–1.50 | 0.035 | 0.035 | 0.20–0.75 | 0.30–1.00 | ≤ 0.65 | 0.15 | 0.36 |
SMA490
| Подкласс | C max | Si max | Mn max | P max | S max | Cu | Cr | Ni | Mo max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SMA490A | 0.18 | 0.55 | 1.60 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | — |
| SMA490B | 0.16 | 0.55 | 1.60 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | 0.44 |
| SMA490C | 0.16 | 0.55 | 1.60 | 0.035 | 0.035 | — | — | — | — | 0.44 |
| SMA490W | 0.18 | 0.75 | 0.50–1.50 | 0.035 | 0.035 | 0.20–0.75 | 0.30–1.25 | ≤ 0.65 | 0.15 | 0.44 |
SMA570
| Подкласс | C max | Si max | Mn max | P max | S max | Cu | Cr | Ni | Mo max | CEV max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SMA570W | 0.18 | 0.80 | 0.50–1.70 | 0.035 | 0.035 | 0.20–0.75 | 0.30–1.25 | ≤ 0.65 | 0.40 | 0.44 |
Ключевые замечания по сплавам:
- Подклассы A/B/C не содержат указанных Cu, Cr или Ni и по существу представляют собой углеродистую сталь с тем же составом, что и G3106 SM
- Только подкласс W включает пакет легирования медь-хром-никель, ответственный за характеристики выветривания
- Для немалованных применений, устойчивых к выветриванию, всегда указывайте подкласс W
- Фосфор также используется в некоторых составах износостойкой стали для дополнительной коррозионной стойкости; предел P в G3114 0,035% является компромиссом между преимуществом коррозии и вязкостью теплоза зоны сварки
Механические свойства
SMA400
| Толщина (мм) | Мин. предел текучести (МПа) | Прочность на разрыв (МПа) | Мин. удлинение % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 245 | 400–510 | 22 |
| > 16, ≤ 40 | 235 | 400–510 | 22 |
| > 40, ≤ 75 | 215 | 400–510 | 22 |
| > 75, ≤ 100 | 215 | 400–510 | 21 |
SMA490
| Толщина (мм) | Мин. предел текучести (МПа) | Прочность на разрыв (МПа) | Мин. удлинение % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 325 | 490–610 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 315 | 490–610 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 295 | 490–610 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 295 | 490–610 | 18 |
SMA570
| Толщина (мм) | Мин. предел текучести (МПа) | Прочность на разрыв (МПа) | Мин. удлинение % |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 460 | 570–720 | 19 |
| > 16, ≤ 40 | 450 | 570–720 | 19 |
| > 40, ≤ 75 | 430 | 570–720 | 19 |
| > 75, ≤ 100 | 420 | 570–720 | 19 |
Удлинение измеряется на базе L₀ = 5.65√A₀.
Требования к испытанию на удар
Charpy V-образная выемка в соответствии с JIS Z 2242. Стандартный образец 10 × 10 × 55 мм.
| Класс / Подкласс | Температура испытания | Мин. среднее энергия | Мин. единичное значение |
|---|---|---|---|
| SMA400A, SMA490A | Не требуется | — | — |
| SMA400B, SMA490B, SMA400W, SMA490W | 0°C | 27 Дж | 21 Дж |
| SMA400C, SMA490C | 0°C | 47 Дж | 33 Дж |
| SMA570W | −5°C | 47 Дж | 33 Дж |
Обратите внимание, что подклассы W испытываются на уровне энергии подкласса B (27 Дж) для SMA400W и SMA490W. SMA570W требует более высокой энергии при −5°C.
Формат сертификата испытания завода JIS
Сертификаты испытания завода JIS G3114 следуют стандартному формату сертификата проверки JIS (3.1A, 3.1B, 3.1C, 3.2 — см. [/standards/jis-mill-cert-guide]). Для подклассов W сертификат должен показывать элементы сплава Cu, Cr и Ni в разделе химического состава, подтверждая наличие пакета износостойкого сплава. Ключевые поля для проверки:
- Суффикс подкласса должен быть четко указан (например, SMA490W, а не просто SMA490)
- Значения Cu, Cr, Ni, сообщаемые для классов W — подтвердить, что они находятся в пределах указанных диапазонов
- CEV, сообщаемый для подклассов B, C и W
- Для классов W сертификат также может отмечать "耐候性" (выветривание/устойчивость к атмосферной коррозии) как характеристику
Кроссстандартные эквиваленты
| JIS G3114 | ASTM | EN 10025-5 | BS 7668 | GB/T 4171 |
|---|---|---|---|---|
| SMA400W | A588 Gr.A (approx) | S235W (approx) | WR 235 (approx) | Q235NH (approx) |
| SMA490W | A588 Gr.A / A242 (approx) | S355W (approx) | WR 355 (approx) | Q355NH (approx) |
| SMA570W | A709 HPS 70W (approx) | S460W (approx) | — | Q460NH (approx) |
Все эквиваленты являются приблизительными. ASTM A588 Gr.A имеет другие диапазоны Cu/Cr/Ni и минимальный предел текучести 345 МПа (50 кси). EN S355W (EN 10025-5) проводит испытание Charpy при −20°C в сравнении с 0°C для SMA490W. Формальное соответствие любому из этих стандартов требует отдельно аттестованного материала.
Контрольный список проверки MTC
При проверке сертификата испытания завода JIS G3114:
- Стандарт подтвержден как JIS G3114 (не G3106)
- Класс и подкласс (например, SMA490W) точно совпадают с заказом на покупку
- Номер плавки (熱番号) отслеживается в физических маркировках
- Для подклассов W: Cu, Cr, Ni указаны и находятся в пределах указанных диапазонов
- Углерод указан и находится в пределах лимита для класса/подкласса
- CEV указан для подклассов B, C и W — подтвердить ≤ предел
- P ≤ 0.035%, S ≤ 0.035%
- Предел текучести соответствует минимуму для соответствующей толщины
- Прочность на разрыв находится в пределах указанного диапазона
- Удлинение соответствует минимуму
- Для подклассов B, C, W: результаты Charpy при правильной температуре с достаточной энергией
- Тип сертификата соответствует требованиям контракта
- Подпись/печать уполномоченного инспектора завода присутствует
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между SMA490B и SMA490W?
Оба класса имеют одинаковый диапазон прочности на разрыв (490–610 МПа) и идентичные пределы CEV (максимум 0,44). Критическое отличие — это химический состав и характеристики коррозии: SMA490B не содержит указанной меди, хрома или никеля, что делает его по существу углеродно-марганцевой сталью с такими же характеристиками выветривания, как обычная конструкционная сталь. SMA490W содержит 0,20–0,75% Cu, 0,30–1,25% Cr и до 0,65% Ni, которые производят стабильную пленку, ответственную за устойчивость к атмосферной коррозии. Для немалованных применений, устойчивых к выветриванию, SMA490W является обязательным. SMA490B используется в окрашенных конструкциях, где содержание углерода и ограничения CEV необходимы, но характеристики выветривания неактуальны.
SMA490W — это то же самое, что ASTM A588 Grade A (Corten)?
Это ближайшие японско-американские эквиваленты для немалованной износостойкой стали. Оба достигают устойчивости к атмосферной коррозии благодаря легированию Cu-Cr-Ni и имеют сопоставимые диапазоны прочности на разрыв. Ключевые отличия: ASTM A588 Gr.A имеет минимальный предел текучести 345 МПа (50 кси) для листов до 100 мм, тогда как SMA490W достигает минимума 325 МПа при той же толщине. A588 не требует испытаний на ударную вязкость Charpy, если не задействованы дополнительные требования; SMA490W включает требование Charpy 27 Дж при 0 °C в качестве стандарта. Для формального соответствия ASTM необходимо получить материал, аттестованный A588.
Можно ли использовать SMA490W в прибрежной морской среде?
Не без дополнительной защиты. Пленка выветривания на SMA490W и аналогичных сталях, устойчивых к атмосферной коррозии, эффективно образуется только в условиях умеренного загрязнения, чередующихся влажных-сухих циклов и умеренной влажности. В условиях с концентрацией хлорида в воздухе выше примерно 0,05 мг/м²/день (типичная примерно в 1 км от открытого берега) пленка не стабилизируется и сталь корродирует со скоростью, сопоставимой с обычной углеродистой сталью. В таких условиях должна использоваться окраска, покрытие или защита из нержавеющей стали.
Сколько времени требуется для стабилизации пленки выветривания?
В условиях типичного умеренного климата с адекватными влажными-сухими циклами стабильная защитная пленка развивается в течение 2–5 лет. В течение этого начального периода ожидается сток ржавчины (коричневые полосы на прилегающих поверхностях) и должен быть учтен в конструкции. Окончательный цвет пленки варьируется от глубокого коричневого до пурпурно-серого в зависимости от местной атмосферы. В очень чистых или сухих атмосферах полная стабилизация пленки может потребовать больше времени.
JIS G3114 охватывает тот же диапазон толщин, что и JIS G3106?
Да. Оба стандарта охватывают листы толщиной до 100 мм в стандартных диапазонах толщины. Механические свойства G3114 указаны для одних и тех же полос толщины (≤16, >16–40, >40–75, >75–100 мм). Для листов толще 100 мм из износостойкой стали требуются договорённости о специальных заказах с отдельными заводами.
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free