JIS G4051.docx

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JISG4051

日本工业标准JIS

机械制造用碳素钢钢材

JISG4051-2005

前言本标准修改采用1987年第1版发行的ISO683-1《热处理钢、合金钢和易切削钢――第1部分：

直接淬火非合金和低合金锻钢》及和ISO683-11《热处理钢、合金钢和易切削钢――第11部分：

表面硬化锻钢》。

另外，修改部分用垂线在页边标识出来。

修改一览表参见附录。

。

1适用范围

本标准适用于由热轧、热锻等热加工生产的，通常再经过锻造、切削等加工以及热处理而使用的机械制造用碳素钢钢材。

备注本标准对应的国际标准如下。

按照ISO/IEC21规定IDT表示等同采用国际标准，MOD表示修改采用国际标准，NEQ表示非等效采用国际标准。

ISO683-1热处理钢、合金钢和易切削钢――第1部分：

直接淬火非合金和低合金锻钢（MOD）

ISO683-11热处理钢、合金钢和易切削钢――第11部分：

表面硬化锻钢（MOD）

2引用标准

如下标准通过本标准的引用而构成本标准规定的条款。

这些标准的最新版本（包括修改单）适用于本标准。

JISG0320钢材的熔炼分析方法

JISG0321钢材制品的分析方法及允许偏差

JISG0404钢材的一般技术交货要求

JISG0415钢及钢材制品的检验报告

JISG0551钢的奥氏体晶粒度的测定法

JISG0553钢的显微组织检验方法

JISG0555钢中非金属夹杂物的评定方法

JISG0556钢的低倍组织缺陷检验方法

JISG0558钢的脱碳层深度的测定法

JISG0561钢的淬透性末端淬火试验方法

JISG0565钢铁材料的磁粉探伤试验方法及磁粉分类

JISG0901建筑用钢板及钢带的超声波探伤试验及等级分类

JISG3191热轧钢棒及盘条的形状、尺寸、重量及允许偏差

JISG3192热轧型钢板的形状外形、尺寸、重量及允许偏差

JISG3193热轧钢板及钢带的外形、尺寸、重量及允许偏差

JISG3194热轧扁钢的外形、尺寸、重量及允许偏差

JISZ2201金属材料拉伸试样

JISZ2241金属材料拉伸试验方法

JISZ2242金属材料冲击试验方法

JISZ2243金属材料布氏硬度测量方法

JISZ2245金属材料洛氏硬度测量方法

JISZ2344基于电子脉冲反射原理的金属材料超声波探伤试验方法

3牌号及代号

钢材共分为23个牌号，其牌号代号见表1。

S09CK、S15CK及S23CK这3个牌号用于表面渗碳处理。

4制造方法

4.1钢材由镇静钢制造。

4.2钢材除特殊要求外，热轧或锻造方法生产的，锻压比不小于4S。

但钢材中轧制用或锻造用的钢坯，在供需双方有协议的情况，锻压比也可以小于4S。

4.3钢材除特殊要求外，以热轧或锻造状态交货。

5化学成分

钢材按7条中的规定进行试验，其熔炼分析值按表1的规定。

表1化学成分

单位%

牌号代号

C

Si

Mn

P

S

S10C

0.08～0.13

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S12C

0.10～0.15

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S15C

0.13～0.18

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S17C

0.15～0.20

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S20C

0.18～0.23

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S22C

0.20～0.25

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S25C

0.22～0.28

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.030

≤0.035

S28C

0.25～0.31

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S30C

0.27～0.33

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S33C

0.30～0.36

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S35C

0.32～0.38

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S38C

0.35～0.41

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S40C

0.37～0.43

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S43C

0.40～0.46

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S45C

0.42～0.48

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S48C

0.45～0.51

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S50C

0.47～0.53

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S53C

0.50～0.56

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S55C

0.52～0.58

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S58C

0.55～0.61

0.15～0.35

0.60～0.90

≤0.030

≤0.035

S09CK

0.07～0.12

0.10～0.35

0.30～0.60

≤0.025

≤0.025

S15CK

0.13～0.18

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.025

≤0.025

S20CK

0.18～0.23

0.15～0.35

0.30～0.60

≤0.025

≤0.025

注1：

Cr不超过0.20%。

但根据双方协议也可以小于0.30%。

注2：

S09CK、S15CK及S23CK的残余元素Cu含量不应超过0.25％，Ni含量不应超过0.20％，Ni＋Cr含量不应超过0.30％，其他钢种作为残余元素Cu含量不应超过0.30％，Ni含量不应超过0.20％，Ni＋Cr含量不应超过0.35％。

但根据双方协议S09CK、S15CK及S23CK的Ni＋Cr的上限也可以小于0.40％，其他钢种可以小于0.45%。

注3：

当按用户的要求进行成品分析时，按7条中的规定进行试验，对应于表1的允许偏差按JISG0321的附表3的规定。

6外观及外形、尺寸及允许偏差

6.1热轧棒材及线材

6.1.1外观

热轧棒材及线材的外观，要求表面加工良好，不能有影响使用的缺陷。

但是，对于以盘状供应的钢材，根据一般的检验，全长范围内检测缺陷是很困难的，因没有将缺陷去除的机会，所以有时会包含不正常的部分。

因此，关于不正常部分的处理应由用户和生产厂共同商定。

6.1.2缺陷处理标准及残余缺陷允许深度

a）一般锻造用棒材

一般锻造用棒材的缺陷应修磨光滑，其清除深度为不大于公称尺寸的4％（最大值不超过5mm）。

另外，缺陷宽度总和，在同一横截面上的1/4圆周范围之内。

但在尺寸允许的范围内修磨部分，不视为缺陷修磨痕迹。

关于残存缺陷的允许范围由用户和生产厂商共同商定。

b）直接切削用圆钢

直接切削用圆钢的修磨通常不允许。

进行修磨的基准，由用户和生产厂商共同商定。

直接切削用圆钢其修磨深度的允许范围由称尺寸计算，按表2的规定。

表2直接切削用圆钢（热轧圆钢）的缺陷深度允许极限值

直径mm

缺陷深度允许极限值

＜16

不大于公称直径的4％，但最大值0.5mm

≥16～50

不大于公称直径的3％，但最大值1.0mm

≥50～100

不大于公称直径的2％，但最大值1.5mm

≥100

不大于公称直径的1.5％，最大不超过3.0mm

c）冷拔用钢棒

冷拔用钢棒的缺陷应修磨光滑，其清除深度应不超过尺寸允许偏差的下限，按表3的规定。

关于残存缺陷的允许范围由用户和生产厂商共同商定。

表3冷拔用钢棒（热轧钢棒）的缺陷深度允许极限值

直径或者对边距离mm

缺陷深度允许极限值

＜16

0.15mm

≥16～50

不大于公称直径的1％，但最大值0.35mm

≥50～100

不大于公称直径的0.7％，但最大值0.50mm

≥100

不大于公称直径的0.5％

d）其他用途棒材

其他用途棒材缺陷深度允许极限值由用户和生产厂商共同商定。

e）线材

线材缺陷深度允许极限值由用户和生产厂商共同商定。

6.1.3标准公称尺寸

热轧棒材（包括圆钢、角钢、六角钢）和线材的标准公称尺寸，按表4的规定。

表4热轧棒材及线材的标准公称尺寸单位：

mm

圆钢（直径）

角钢（对边距离）

六角钢（对边距离）

线材（直径）

（10）

（24）

46

100

40

100

（12）

50

5.5

22

11

25

48

（105）

45

（105）

13

55

6

（24）

（12）

（26）

50

110

50

110

14

60

7

25

13

28

55

（115）

55

（115）

17

63

8

（26）

（14）

30

60

120

60

120

19

67

9

28

（15）

32

65

130

65

130

22

71

9.5

30

16

34

70

140

70

140

24

（75）

（10）

32

（17）

36

75

150

75

150

27

（77）

11

34　

（18）

38

80

160

80

160

30

（81）

（12）

36　

19

40

85

（170）

85

180

32

13

38

（20）

42

90

180

90

200

36

（14）

40

22

44

95

（190）

95

41

（15）

42

200

46

16

44

（17）

46

（18）

48

19

50

（20）

注：

优先采用不带括号的尺寸。

6.1.4尺寸、外形允许偏差

热轧棒材和线材的尺寸、外形允许偏差符合下列a）～c）规定，但该规定不适用经过热处理的棒材和线材。

a）热轧圆钢及角钢的尺寸、外形允许偏差，符合表5中规定。

表5热轧圆钢及角钢尺寸、外形允许偏差

项目

尺寸、外形允许偏差

直径或对边距离允许偏差

±1.5％，最小值为0.4mm。

椭圆度或偏差

（1）

不大于直径或者对边距离公差的70％。

长度允许偏差

长度不大于7m时

正偏差：

＋40mm；负偏差：

0mm。

长度大于7m时

长度每增加1m（不足1m按1m计算）正偏差增加5mm。

负偏差为0。

边缘圆角半径（R）

一般为对边距离的10～20％。

扭转

实用的范围内。

弯曲度

弯曲度应为每米长不大于3mm，整条的弯曲度应不大于3mm×长度（m）/1m

注

（1）：

椭圆度指的是断面是圆形的钢材同一断面最大直径与最小直径之差。

偏差指的是角钢同一断面对边最大直径与最小直径之差。

b）热轧六角钢尺寸、外形允许偏差符合表6中规定。

表6热轧六角钢尺寸、外形允许偏差

项目

对边距离mm

＜19

≥19～32

±0.8

≤1.1

≥32～55

≥55

对边距离允许偏差mm

±0.7

±0.10

±0.12

偏差

（2）mm

≤1.0

≤1.4

≤1.7

长度允许偏差

长度不大于7m时

+40mm

0

长度大于7m时

长度每增加1m（不足1m按1m计算）正偏差增加5mm。

负偏差为0。

扭转

实用的范围内。

弯曲度

弯曲度应为每米长不大于3mm，整条的弯曲度应不大于3mm×长度（m）/1m

注

（2）：

偏差指的是六角钢同一断面对边最大直径与最小直径之差。

c）热轧线材的尺寸允许偏差，符合表7中规定。

表7热轧线材的尺寸允许偏差单位：

mm

直径

直径允许偏差

不圆度

≤15

±0.3

≤0.4

＞15～25

±0.4

≤0.5

＞25～32

±0.5

≤0.6

＞32～50

±0.6

≤0.7

注：

直径大于50mm线材由用户和生产厂商共同商定。

6.2热轧钢板及钢带

6.2.1外观

热轧钢板及钢带的外观应符合JISG3139中第7条的规定。

6.2.2缺陷清除

热轧钢板及钢带的缺陷清除应符合JISG3139中第7条的c）的规定，但是是否允许焊补及允许存在缺陷的深度要由用户和生产厂商共同商定。

6.2.3标准公称尺寸

热轧钢板及钢带的标准公称尺寸符合JISG3193中第4条的规定。

6.2.4外形、尺寸允许偏差

热轧钢板及钢带的外形、尺寸允许偏差符合如下规定。

a）热轧钢板及钢带的外形、尺寸允许偏差应符合JISG3193中第5条（外形、尺寸的允许偏差）的规定。

这时，厚度允许偏差的适用小于160mm，厚度不小于160mm的情况由用户和生产厂商共同商定。

b）热轧钢板不平度的最大值按下面的1）～3）。

1）厚度小于160mmS10C～S25C钢板，应符合JISG3193的第5条f）的规定。

2）厚度小于160mmS28C～S58C钢板，应符合表8的规定。

3）厚度不小于160mm钢板由用户和生产厂商共同商定。

表8热轧钢板不平度的最大值（S28C～S58C）单位：

mm

厚度

宽

＜1250

≥1250～1600

≥1600～2000

≥2000～2500

≥2500～3000

≥3000

＜1.60

27

30

-

-

-

-

≥1.60～4.00

24

27

30

-

-

-

≥4.00～6.30

21

24

27

33

39

42

≥6.30～10.0

18

21

24

30

36

39

≥10.0～25.0

15

18

21

24

27

30

≥25.0～63.0

12

15

18

21

24

27

≥63.0～160.0

12

12

15

18

21

24

注1：

对进行拉伸矫直后供给的钢板不适用。

注2：

表8适用于任意的4000mm长度的产品，当产品长度不足4000mm时，适用于其全长。

注3：

不平度的值为最大翘曲值减去钢板厚度，适用于钢板上表面。

注4：

不适用轧制状态的钢板（未切边的钢板）

注5：

不平度的测定，通常在平台上进行。

6.3热轧扁钢

6.3.1外观

热轧扁钢的外观应合JISG3194中第10条（外观）的规定。

6.3.2缺陷清除

热轧扁钢的缺陷清除应符合JISG3194中第10条b）的规定，但是是否允许焊补及允许存在缺陷的深度应由用户和生产厂商共同商定。

6.3.3标准公称尺寸

热轧扁钢的标准公称尺寸应符合JISG3194中第5条（标准尺寸）的规定。

6.3.4外形、尺寸允许偏差

热轧扁钢的外形、尺寸允许偏差应符合JISG3194中第7条（外形、尺寸允许偏差）的规定。

6.4其他钢材

除6.1、6.2和6.3条规定以外的钢材的允许缺陷、尺寸、外形允许偏差由用户和生产厂商共同商定。

7试验方法

分析试验按以下规定。

a）化学分析根据熔炼分析要求，分析试验的一般要求及熔炼分析用试样取样方法应符合JISG0404的8条（化学成分）的规定。

b）钢材成品分析用试样取样方法符合JISG0321中第4条（分析用试样取样方法）规定。

c）熔炼分析方法，符合JISG0320规定。

成品分析方法符合JISG0321规定。

8检验

8.1检验

检验按如下规定。

a）检验的一般要求按JISG0404规定。

b）化学成分应符合本标准第5条的规定。

c）外观、外形、尺寸及允许公差应符合本标准第6条的规定。

8.2其他检验

除8.1条中规定的检验项目外，用户和生产厂商共同商定，也可以指定下列检验。

晶粒度检验、显微组织检验、非金属夹杂物检验、低倍组织缺陷检验、脱碳层检验、淬透性检验、磁粉探伤检验、超声波探伤检验、力学性能检验、显微镜组织检验。

但是，关于检验项目、取样方法，试验方法以及判定标准，须预先与生产厂商定。

另外，除了显微镜组织检验试验方法，其他按下面的规定。

晶粒度检验JISG0551

显微组织检验JISG0553

非金属夹杂物检验JISG0555

低倍组织缺陷检验JISG0556

脱碳层检验JISG0558

淬透性检验JISG0561

磁粉探伤检验JISG0565

超声波探伤检验JISG0901、JISZ2344

力学性能检验JISZ2201、JISZ2241、JISZ2242、JISZ2243、JISZ2245

9标志

钢材的标志，应以适当方法在每根钢材表示下列项目。

但，钢板、钢带、扁钢及直径或者对边距离不足30mm的棒材及线材，也可以将其打捆，用适当的方法标志。

如果经用户和生产厂商共同商定，也可省略部分内容的标志。

a）钢的牌号

b）炉号或其他生产编号

c）生产厂名称或简称

d）尺寸（3）

注（3）尺寸表示方法按JISG3191、JISG3192、JISG3193或JISG3194的规定。

10检验报告

检验报告应该符合JISG0404中第13条规定。

如果用户在订货时没有特别要求，检验报告一般采用JISG0415的表1（检验报告的汇总表）的牌号第2.3条（交货检验报告）或者第3.1.B（检验证明）的形式。

另外，对于8.2中检验项目的检验报告，由用户和生产厂共同商定。

附录（资料性附录）本标准与相应国际标准的对比

JISG4051：

2005机械结构用碳素钢钢钢材

ISO683-1：

1987直接淬火用机械结构用钢钢材

ISO683-11：

1987表面渗碳处理用机械结构用钢钢材

（Ⅰ）JIS的规定

（Ⅱ）国际标准号

（Ⅲ）国标标准的规定

（Ⅳ）JIS和ISO标准之间的技术差别的项目的评价及其内容

表示地方：

本标准

表示方法：

侧线

（Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议

规定项目

内容

项目序号

内容

项目的评价

技术差别的内容

1适用范围

本标准适用于由热轧、热锻等热加工生产的，通常再经过锻造、切削等加工以及热处理而使用的机械制造用碳素钢钢材。

ISO683-1

ISO683-11

1

适用产品：

碳素钢或者低合金钢半成品、棒材、线材、热轧钢板、锻造钢。

适用的热处理方法：

（ISO683-1）

·淬火、回火或等温淬火，部分的退火的机械部件用钢

（ISO683-11）

·表面渗碳处理的机械部件用钢

MOD/册去

不同的标准体系。

ISO：

以热处理划分

JIS：

以钢种划分

实质上，两者的适用范围大致相同。

JIS的体系主要是对“一种钢材实施多种热处理方法”。

而在日本国内，用户主要是先根据自己的需要选择钢种，然后选择合适的热处理方法，其意义，现行的钢种的标准体系的方法，自由度很大（有别的说法，不规范），在日本效果很好。

今后JIS可以向ISO提议建立这种以钢种为基础的标准体系。

2引用标准

引用的是JIS标准

2

引用的是ISO标准

-

-

3钢种及牌号

按照JIS牌号体系，规定23种碳素钢钢材。

按照ISO牌号体系，碳素钢钢材规定了13种类。

-

JIS和ISO的牌号体系不同

每个国家有自己的牌号体系，适用了自己国内的市场。

2003年制定了TS4949，可以各自继续沿用自己的牌号体系。

（Ⅰ）JIS的规定

（Ⅱ）国际标准号

（Ⅲ）国标标准的规定

（Ⅳ）JIS和ISO标准之间的技术差别的项目的评价及其内容

表示地方：

本标准

表示方法：

侧线

（Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议

规定项目

内容

项目序号

内容

项目的评价

技术差别的内容

4制造方法

·镇静钢

·成形比不小于4S

·除特殊要求外，钢材以轧制或锻造状态交货。

5.1

ISO·镇静钢

·交货状态：

基本是轧制状态交货，但取决于根据协定的热处理条件，表面修理条件等

MOD/册去

·交货状态JIS，ISO基本是轧制状态交货

·ISO根据双方协定的特殊条件记载

·JIS规定的成形比

JIS标准中是否规定选择事项，是关系整个JIS标准体系的问题，但是允许或不允许并不会对JIS标准产生本质改变。

5化学成分

规定23种（其中3种是表面渗碳处理用）化学成分

5.2

作为碳素钢，ISO683-1有8种（P、S级别的不同分为24种）

ISO683-11有3种（S级别的不同分为5种）

MOD/变更

同等钢种9种。

基中2种是表面渗碳处理用的。

对于左边的JIS、ISO类似的9种，在不影响钢材性能，且不提高成本下规定JIS。

对材料性能有害的P、S元素，（JIS标准规定是小于等于0.030％，而ISO标准规定含量小于等于0.035％），下次修改时，作为ISO的修改提案。

6外观、形状、尺寸及其允许偏差

分别规定了棒材、线材及钢板、钢带的外观，缺陷修磨标准，标准尺寸及形状、尺寸允许偏差

5.6

5.7

表面质量和脱碳

形状、尺寸及其允许偏差

MOD/变更

除ISO的脱碳的规定的内容外，大体相同。

在JIS标准的第8条检验中规定了脱碳，没有差异。

（Ⅰ）JIS的规定

（Ⅱ）国际标准号

（Ⅲ）国标标准的规定

（Ⅳ）JIS和ISO标准之间的技术差别的项目的评价及其内容

表示地方：

本标准

表示方法：

侧线

（Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议

规定项目

内容

项目序号

内容

项目的评价

技术差别的内容

7试验

规定了熔炼分析及产品分析的试验方法

5.2

化学成分、硬度、力学性能

MOD/册去

ISO规定要求热处理的钢材硬度及力学性能（拉伸试验、冲击试验）

关于化学成分是相同的。

关于热处理材料的硬度及力学性能在JIS标准中的8.2条其他检验中进行规定

8检验

8.1检验

·化学成分、外观

·形状、尺寸及其允许偏差

8.2其他的检验

8.1以外的检验，由双方协商。

·磁粉探伤、超声波探伤、脱碳层深度、奥氏体晶粒度、显微组织、非金属夹杂物、低倍组织缺陷、淬透性、拉伸试验、硬度试验。