JISG4051-2009机械结构用碳钢.doc

JIS日本工业标准日本标准协会翻译和发布JIS G 4051: 2009(JISF)机械结构用碳钢ICS 77.140.10参考号：JIS G 4051:2009(E)受版权保护10SG4051:2009标准制定日期：1965年7月1日修订日期：2009年11月20日官方公报上的公共通告日期：2009年11月20日调查机构：日本工业标准委员会标准董事会钢铁技术委员会JIS G4051:2009，首个英语版本于2010年3月发布翻译和发布：日本标准协会地址：4-1-24, Akasaka, Minato-ku, Tokyo, 107-8440 JAPAN如果对内容有任何疑问，以原版JIS为准。JSA 2010版权所有。除非另有说明，在没有发布者的书面许可情况下，不得以任何形式或方法复制或使用本出版物的任何部分，不管是电子的或是机械的方式，包括影印和缩微拍摄。在日本印刷AT受版权保护G 4051:2009目录页码引言51范围52参考标准53分类和符号64制造方法65化学成分66外观、形状、尺寸和其误差76.1热轧钢筋和钢丝筋条76.2热轧钢板、钢片和钢带，冷轧钢板、钢片和钢带116.3热轧扁钢126.4其它钢产品137测试137.1化学分析137.2其它测试138检验149标识1410报告14前言本翻译版本基于经济产业大臣在日本工业标准委员会上按照日本钢铁协会（JISF）提交的日本工业标准修改建议所修改的原版日本工业标准，修改建议基于工业标准法第12条第1款，适用于第14条的修改，修改案的草稿见附件。因此JIS G 4051:2005号标准将由本标准替代。本JIS文件受版权法保护。注意本标准的某些部分可能与有相关技术特性的专利权、在本文公布之后的专利申请、在本文公布之后实用新型专利权或者实用新型的注册申请相冲突。相关的部长和日本工业标准委员会将不对这些部分与有相关技术特性的专利权、在本文公布之后的专利申请、在本文公布之后实用新型专利权或者实用新型的注册申请的冲突负责。机械结构用碳钢引言这个日本工业标准是基于1987年发布的ISO 683-1和ISO 683-11第一版国际标准制定的，并对一些技术内容进行了修改。带有边线的部分是从原来的国际标准修改的内容。修改内容和说明的清单见附件JA（供参考）。1 范围本标准描述了主要通过热成形技术例如热轧和热锻工艺制造的机械结构用碳钢（以下简称“钢材”）的技术要求。钢材通常在进一步锻造、切割和热处理工艺之后才实际应用。另外，对于钢板和钢带，根据材料厚度，可能包括冷轧和热轧产品。说明：本标准的相应国际标准以及对应程度的符号如下：ISO 683-1:1987热处理钢、合金钢和易切削钢第1部分：以不同黑钢产品形式存在的直接淬火冷却非合金和低合金钢ISO 683-11:1987热处理钢、合金钢和易切削钢第11部分：渗碳钢（总体评估：MOD）另外，按照ISO IEC 21号指南，表示相关国际标准和JIS标准之间的内容对应度的符号是IDT（完全相同）、MOD（修改）和NEQ（非等效）。2 参考标准下面的标准有些条件在本文中被引用，从而构成本标准的条款。下面的标准（包括修改条款）的最新版本将适用。JIS G 0320钢材产品热分析的标准测试方法JIS G 0321锻钢产品分析和其误差JIS G 0404钢材和钢产品一般技术要求JIS G 0415钢材和钢产品检验文件JIS G 0551钢材表观晶粒尺寸的显微观察JIS G 0553钢材蚀刻法宏观检查JIS G 0555钢材内非金属杂质的微观测试方法JIS G 0556钢材的断面缺陷测试方法JIS G 0558钢材脱碳层深度的确定JIS G 0561钢材可硬化性测试方法（顶端淬火方法）JIS G 0901用于建筑的结构轧制钢板和宽带钢超声波测试分类法JIS G 3141冷轧碳钢板和钢带JIS G 3191热轧钢筋和钢卷中钢筋的尺寸、质量和允许偏差JIS G 3192热轧型钢尺寸、质量和允许偏差JIS G 3193热轧钢板、钢片和钢带的尺寸、质量和允许偏差JIS G 3194热轧扁钢的尺寸、质量和允许偏差JIS Z 2241金属材料张力测试方法JIS Z 2242金属材料夏比摆锤冲击测试方法JIS Z 2243布氏硬度测试测试方法JIS Z 2245洛氏硬度测试测试方法JIS Z 2320-1无损测试磁性颗粒测试第1部分：一般原则JIS Z 2344金属材料脉冲回波法超声波测试一般规则3 分类和符号钢材必须被分为23个级别，相应的符号见表1。但是，三个级别即S09CK、S15CK和S20CK用于表面硬化钢材。4 制造方法制造方法如下：a) 钢材必须用镇静钢生产。b) 钢材必须采用钢锭轧制或锻造，锻造比不得低于4S，除非另有说明。用于锻造或轧制的钢方坯的锻造比可能低于4S，前提是采购方和制造商事先达成了协议。c) 钢材必须热轧或热锻，除非另有说明。对于钢板和钢带，如果按照采购方和制造商之间的协议实施了冷轧，则通常需要在轧制之后退火处理。5 化学成分如果钢材按照第7.1节进行测试，热分析值如表1所示。如果对钢材的产品分析按照采购方和制造商之间的协议进行，钢材必须按照第7.1条之规定进行测试，而表1的允许偏差见JIS G 0321号标准的表3。表1 化学成分a),b)单位：%级别名称到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到到最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值最大值说明：a) Cr含量不得高于0.20%。但是，如果制造商和采购方协商一致，则它可以是0.30%以下的值。b) 作为杂质，S09CK、S15CK和S20CK级别的Cu、Ni和Nr + Cr含量分别不得超过0.25%、0.20%和0.30%。而所有其它级别的Cu、Ni和Nr + Cr含量分别不得超过0.30%、0.20%和0.35%。但是，如果制造商和采购方之间协商一致，则S09CK、S15CK和S20CK级别的Nr + Cr含量上限可以规定在0.40%以下，而其它级别的则可规定在0.45%以下。6 外观、形状、尺寸和其误差6.1 热轧钢筋和钢丝筋条6.1.1 外观热轧钢筋和钢丝筋条必须表面光滑，没有对使用外观有影响的缺陷。但是，对于以钢卷形式提供的钢材，整体材料的缺陷检测有困难，无法消除它们，还可能有异常部分。因此，异常部分的处理必须按照采购方和制造商之间的协议进行。6.1.2 缺陷处理和允许的残余缺陷深度参考缺陷处理和允许的残余缺陷深度的参考如下：a) 用于一般锻造的钢筋。用于一般锻造的钢筋的缺陷处理必须达到光滑，且残余缺陷深度不超过额定尺寸以下4%（最多5mm），而整体宽度不超过该截面周长的1/4。但是，如果被处理的部分在尺寸误差范围内，则它不能被视为被处理部分的缺陷。残余缺陷的允许量必须由采购方和制造商协商决定。b) 用于直接切割的圆钢筋。通常不允许移除用于直接切割的圆钢筋的缺陷。如果需要移除缺陷，缺陷处理的参考方法必须遵照采购方和制造商之间的协议。用于直接切割的圆钢筋的缺陷处理深度必须符合表2规定的相对于额定尺寸的深度值。表2 用于直接切割的圆钢筋（热轧钢筋）允许相对于额定尺寸的缺陷处理深度直径（mm）允许相对于额定尺寸的缺陷处理深度小于16不超过额定尺寸的4%，最大值0.5mm16到50，不包括50不超过额定尺寸的3%，最大值1.0mm50到100，不包括100不超过额定尺寸的2%，最大值1.5mm100或以上不超过额定尺寸的1.5%，最大值3.0mmc) 用于冷拔的钢筋。用于冷拔的钢筋的缺陷处理必须达到表面光滑，相对于最小尺寸误差的缺陷处理深度极限值见表3。允许的缺陷残余量必须由采购方和制造商协商决定。表3 用于冷拔的钢筋（热轧钢筋）相对于最小尺寸误差的缺陷处理深度极限值直径或宽度（mm）相对于最小尺寸误差的缺陷处理深度极限值小于160.15mm16到50，不包括50不超过额定尺寸的1%，最大值0.35mm50到100，不包括100不超过额定尺寸的0.7%，最大值0.50mm100到130，包括130不超过额定尺寸的0.5%d) 其它钢筋。对于其它钢筋，如果需要处理缺陷，则需要遵照采购方和制造商之间的协议。e) 钢丝筋条。对于钢丝筋条的缺陷处理深度极限值，必须遵照采购方和制造商之间的协议。6.1.3 标准尺寸热轧钢筋（圆钢、方钢、六角形钢）和钢丝筋条的标准尺寸必须符合表4要求。表4 热轧钢筋和钢丝筋条的标准尺寸单位：mm圆钢（直径）六角形钢（开口宽度）钢丝筋条（直径）方钢（开口宽度）说明：最好不要采用括号内的数值。6.1.4 形状和尺寸误差热轧钢筋和钢丝筋条的形状和尺寸误差必须符合下面第a)到c)条的规定。但是，经热处理的钢材的形状和尺寸误差必须符合采购方和制造商之间的协议。另外，必须执行规定的长度误差，除非采购方和制造商之间另有协定。a) 热轧圆钢和方钢的形状和尺寸误差必须符合表5的要求。项目形状和尺寸误差直径或开口宽度误差+1.5%，最小值+0.4mm直径偏差或偏差a)不超过直径或开口宽度误差范围的70%长度误差对于不超过7m的长度mm对于超过7m的长度对于每增长1m或其小段部分，增加正侧误差5mm。负侧误差为0mm。圆角半径（R）规则为：开口宽度的10%到20%。扭曲度在不影响实际使用的程度范围内。弯折度每1m不超过3mm，且全长弯折度不超过。说明：a) 直径偏差指的是圆钢钢材相同截面的最大和最小直径的差异。偏差指的是方钢钢材相同截面开口宽度的最大和最小值的差异。b) 热轧六角形钢的形状和尺寸误差必须符合表6要求。项目开口宽度（mm）小于1919到32，不包括3232到55，不包括5555以上开口宽度误差（mm）10.710.811.011.2偏差a)（mm）最大1.0最大1.1最大1.4最大1.7长度误差对于不超过7m的长度mm对于超过7m的长度对于每增长1m或其小段部分，增加正侧误差5mm。负侧误差为0mm。扭曲度在不影响实际使用的程度范围内。弯折度每1m不超过3mm，且全长弯折度不超过。说明：a) 偏差指的是六角形钢钢材相同截面开口宽度的最大和最小值的差异。c) 热轧钢丝筋条的尺寸误差必须符合表7的要求。单位：mm表7 热轧钢丝筋条的尺寸误差直径直径误差偏差15以下10.3最大0.415到25，包括2510.4最大0.525到32，包括320.5最大0.632到50，包括5010.6最大0.7直径大于50mm的钢丝筋条的尺寸误差必须遵照采购方和制造商之间的协议。6.2 热轧钢板、钢片和钢带，冷轧钢板、钢片和钢带6.2.1 外观热轧钢板、钢片和钢带的外观必须符合JIS G 3193号标准第7款的要求。冷轧钢板、钢片和钢带的外观必须符合JIS G 3141号标准第12款的要求。6.2.2 缺陷处理参考标准热轧钢板和钢片的缺陷处理参考标准必须符合JIS G 3193号标准第7c)款的要求。但是，通过焊接实现的修复以及允许的残余缺陷量必须遵照采购方和制造商之间的协议。6.2.3 标准尺寸热轧钢板、钢片和钢带的标准尺寸必须符合JIS G 3193号标准第4款的要求。冷轧钢板、钢片和钢带的标准尺寸必须符合JIS G 3141号标准第7款的要求。6.2.4 形状和尺寸误差热轧钢板、钢片和钢带以及冷轧钢板、钢片和钢带的形状和尺寸误差要求如下：a) 热轧钢板、钢片和钢带的形状和尺寸误差必须符合JIS G 3193号标准第5款的要求。在这种情况下，厚度的误差标准适用于厚度在160mm以下的产品。但是，如果是厚度为160mm以上，则必须遵照采购方和制造商之间的协议。b) 热轧钢板和钢片以及冷轧钢板和钢片的允许最大平整度值必须符合以下1)到3)条的要求。1) 厚度在160mm以下的S10C到S25C号钢板和钢片必须符合JIS G 3193号标准第5)f款的要求。2) 厚度在160mm以下的S28C到S58C号钢板和钢片必须符合表8的要求。3) 厚度在160mm以上的钢板和钢片必须遵照采购方和制造商之间的协议。c) 冷轧钢板和钢带的形状和尺寸误差必须符合JIS G 3193号标准第5款的要求。冷轧钢板和钢带的厚度误差必须符合JIS G 3141号标准表16的要求。必须在距离热轧缘边25mm以上的任何一点测量厚度值，并在距离切割缘边15mm以上的任何一点测量厚度值。厚度误差不适用于钢带两端的不规则部分。表8 热轧钢板和钢片以及冷轧钢板和钢片的允许最大平整度值（S28C到S58C）单位：mm厚度宽度小于12501250到1600，不包括16001600到2000，不包括20002000到2500，不包括25002500到3000，不包括30003000以上小于1.6027301.60到4.00，不包括4.002427304.00到6.30，不包括6.302124273339426.30到10.0，不包括10.018212430363910.0到25.0，不包括25.015182124273025.0到63.0，不包括63.012151821242763.0到160，不包括160121215182124 上述表格适用于任何长度为4000mm的钢板和钢片，以及全长为4000mm以下的钢板和钢片。 钢板和钢片的平整度值必须在钢板上表面最大翘曲位置减少其厚度之后测量。 轧制钢板和钢片（有边缘的）的平整度必须遵照采购方和制造商之间的协议。说明：钢板和钢片的平整度测量通常必须在表面钢板上进行。6.3 热轧扁钢6.3.1 外观热轧扁钢的外观必须符合JIS G 3194号标准第10a)款的要求。6.3.2 缺陷处理参考标准热轧扁钢的缺陷处理参考标准必须符合JIS G 3194号标准第10b)款的要求。但是，通过焊接实现的修复以及残余缺陷量误差必须遵照采购方和制造商之间的协议。6.3.3 标准尺寸热轧扁钢的标准尺寸必须符合JIS G 3194号标准第5款的要求。6.3.4 形状和尺寸误差热轧扁钢的形状和尺寸误差必须符合JIS G 3194号标准第7款的要求。6.4 其它钢产品第6.1、6.2和6.3节规定之外的其它钢产品的外观、缺陷处理参考标准、残余缺陷量容差、形状、尺寸和尺寸误差将由采购方和制造商协商决定。7 测试7.1 化学分析化学分析如下：a) 化学成分必须用热分析方法确定。化学分析的一般事务以及热分析的取样方法必须符合JIS G0404号标准第8款的要求。b) 产品分析的取样方法必须符合JIS G 0321号标准第4款的要求。c) 热分析的方法必须符合JIS G 0320号标准的要求，而产品分析的方法必须符合JIS G 0321号标准的要求。7.2 其它测试在采购方和制造商协商一致的情况下，采购方可以指定以下的测试，前提是取样方法和其它事项必须事先与制造商商定。磁粒测试、超声波测试、脱碳层深度测试、非金属杂质、粒度、机械性能、可硬化性、宏观结构、断面缺陷和微观结构测试。微观结构之外的测试方法必须符合以下标准要求：磁粒测试JIS Z 2320-1超声波测试JIS G 0901、JIS Z 2344脱碳层深度测试JIS G 0558非金属杂质JIS G 0555粒度JIS G 0551金属性能JIS Z 2241、JIS Z 2242、JIS Z 2243、JIS Z 2244、JIS Z 2245可硬化性JIS G 0561宏观结构JIS G 0553断面缺陷JIS G 0556微观结构的测试方法将由采购方和制造商之间协商决定。8 检验检验要求如下：a) 检验的一般事务必须符合JIS G 0404号标准的要求。b) 化学成分的检验必须符合第5款的要求。c) 外观、形状、尺寸和尺寸误差的检验必须符合第6款的要求。d) 其它检验。如果执行了第7.2条规定的任何测试，测试结果必须符合采购方和制造商协商一致的验收标准。9 标识每件钢产品的标识必须以合适的方法标明以下的内容。钢板、钢片、钢带、扁钢以及直径或开口宽度小于30mm的钢筋和钢丝筋条可以捆绑在一起，然后以合适的方法在每捆上面做标识。直径或开口宽度为30mm或以上的钢筋可以捆绑在一起，并以采购方和制造商之间协商一致的合适方法做标识。在采购方和制造商协商一致的情况下，下面的部分内容可以省略。a) 级别符号。对于冷轧钢片和钢带，必须在级别符号之后标明“-C”。但是，在采购方和制造商协商一致的情况下，“-C”可以省略。b) 炉号或者其它制造编号。c) 制造商全名或其简称。d) 质量（对于钢板、钢片和钢带）。e) 尺寸。尺寸的标识方法必须符合JIS G 3141、JIS G 3191、JIS G 3192、JIS G 3193和JIS G 3194。钢丝筋条尺寸的表述方法必须符合JIS G 3191号标准的钢卷中钢筋尺寸表述方法。10 报告报告必须符合JIS G 0404号标准第13款的要求。如果在订货的时候没有特殊的要求，检验文件的类型必须遵照JIS G 0415号标准中表1的第2.3或3.1.B条要求。8d)的报告要求将由采购方和制造商协商决定。附件JA（供参考）JIS标准和对应国际标准的对照表JIS G 4051:2009用于机械结构的碳钢ISO 683-1:1987热处理钢、合金钢和易切削钢第1部分：以不同黑钢产品形式存在的直接淬火冷却非合金和低合金钢ISO 683-11:1987热处理钢、合金钢和易切削钢第11部分：渗碳钢(I) JIS要求(II) 国际标准号(III)国际标准的要求(IV) JIS和国际标准条款的技术偏差分类和详情(V) 技术偏差的理由以及未来措施条款编号和名称内容条款编号内容条款分类技术偏差详情1.范围热轧、热锻和其它工艺（锻造、切割、冷拔，等）及热处理（淬火、回火、正火、渗碳，等）工艺生产的机械结构用碳钢。对于钢板和钢带，可以根据其厚度包括冷轧产品。ISO 683-1ISO 683-111应用领域：半成品，钢筋，钢丝筋条，热轧钢板和碳钢或低合金钢的锻造（ISO 683-1）机械部件的QT或奥氏体等温淬火、部分正火（ISO 683-11）表面硬化机械部件删除标准系统不同。ISO对每个热处理和应用提出技术要求。JIS对钢材级别提出要求，而不考虑热处理和应用。在JIS系统中考虑了“对一个级别的钢材适用和采用多个热处理工艺”，国内用户在使用中对材料选择和热处理很熟悉。基于这些原因，针对每个级别的当前标准系统有更宽广的选择范围（也就是说，不那么严格的规范），所以更合适。未来会将为每个级别制定技术要求做法的优点提交给ISO组织。2.参考规范3.分类和符号按照JIS系统，23个级别被规定为碳钢。5.2按照ISO系统，13个级别被规定为碳钢。修改命名系统不同每个国家有独特的钢材级别命名系统，而这些系统在各自的市场长期存在。2003年确立的ISO/TS 4949号指令允许每个国家采用各自的命名系统。4.制造方法镇静钢锻造比不低于4S除非另有说明，钢材必须是轧制或锻造的。对于钢板、钢片和钢带，可以在采购方和制造商协商一致的情况下采用冷轧工艺。5.1ISO镇静钢交货时的条件：基本上是轧制的。但是，热处理条件和表面条件可以协商决定。删除JIS和ISO的交货条件基本上都是轧制的。ISO规定了采购方和制造商之间协商的特殊条件。JIS规定了锻造比。是否规定可选项目直接影响整个JIS标准系统。但是，从这一点来讲，重大偏差估计不会发生。5.化学成分规定23个级别的化学成分（包括3个表面硬化的级别）5.2对于碳钢，ISO 683-1规定了8个级别（如果包括不同级别的P和S，则有24个级别）ISO 683-11规定了3个级别（如果包括不同级别的S，则有5个级别）修改等量级别为9个级别。其中2个级别是表面硬化。对于左边一列中所述的9个相似级别，JIS对其的规定避免了质量降低和无意义的成本增加。造成质量降低的P和S范围（JIS:0 030或其中，ISO:0 035或其中）将在下一次修订的时候向ISO组织提出。6.外观、形状、尺寸和其它误差规定了钢筋、钢丝筋条、钢板和钢带的外观、缺陷处理参考标准、标准尺寸、形状和尺寸误差。5.65.7表面条件和脱碳形状、尺寸和其误差修改除了ISO在脱碳方面的规定之外，内容几乎一样。在JIS标准中，脱碳在第7.2节中规定，所以没有技术偏差。7.测试在第7.1节规定热分析和产品分析，在第7.2节规定其它测试。5.2化学分析、硬度和机械性能删除ISO对需要热处理的钢材规定了硬度和机械性能（张力测试和冲击测试）。化学分析几乎