JIS G3136 SN400C结构钢:力学性能与规格参数全解析
JIS G3136 SN400C 热轧结构用碳钢 概述
JIS G3136 SN400C是日本工业标准中规定的焊接结构用热轧钢材,属于碳素结构钢系列。"SN"代表Steel New(新结构钢),"400"表示最小抗拉强度400 MPa,"C"级表示通过0°C夏比V型缺口冲击试验(≥27 J)。该钢级碳当量低,具有优异的焊接性、良好的韧性和可靠的屈服强度,广泛应用于建筑钢结构、桥梁、船舶、海洋平台、压力容器及重型机械框架等承关键荷载的焊接结构件。
1. 一般物理性能
| 性能项目 | 测试温度 | 数值范围 | 备注 |
| 密度 | 23.0 °C | 7.8 - 7.9 g/cm³ | 低碳钢典型值 |
2. 力学性能
| 性能项目 | 测试温度 | 数值范围 | 备注 |
| 弹性模量 | 23.0 °C | 200 - 215 GPa | 低碳钢典型值 |
| 断后延伸率 A5 | 23.0 °C | 18 - 24 % | 标距5倍直径,厚度≤16mm |
| 夏比V型缺口冲击功 | 0.0 °C | ≥27 kJ/m² | C级保证值,纵向试样 |
| 泊松比 | 23.0 °C | 0.29 | 低碳钢典型值 |
| 断面收缩率 | 23.0 °C | 15 - 25 % | 塑性储备指标 |
| 剪切模量 | 23.0 °C | 82 GPa | 低碳钢典型值 |
| 抗拉强度 | 23.0 °C | 400 - 510 MPa | 标准规定范围 |
| 屈服强度 | 23.0 °C | 215 - 355 MPa | 厚度≤16mm取上限 |
3. 热学性能
| 性能项目 | 测试温度 | 数值范围 | 备注 |
| 热膨胀系数 | 23.0 °C | 1.32E-5 - 1.38E-5 1/K | 低碳钢典型值 |
| 最高使用温度 | - | 500 °C | 碳素钢通用上限 |
| 熔点范围 | - | 1480 - 1526 °C | 低碳钢典型值 |
| 比热容 | 23.0 °C | 465 J/(kg·K) | 低碳钢典型值 |
| 热导率 | 23.0 °C | 25 - 93 W/(m·K) | 低碳钢典型范围 |
4. 电学性能
| 性能项目 | 测试温度 | 数值范围 | 备注 |
| 电阻率 | 23.0 °C | 1.43E-7 - 1.74E-7 Ω·m | 碳素钢典型值 |
5. 磁学性能
| 性能项目 | 数值 | 备注 |
| 居里温度 | 770 °C | 低碳钢典型值 |
化学成分要点 (JIS G3136 标准值,质量分数%)
| 元素 | C | Si | Mn | P | S |
| SN400C | ≤0.20 | ≤0.35 | ≤1.40 | ≤0.030 | ≤0.030 |
注:允许添加微量合金元素改善性能,碳当量CEV = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 ≤ 0.40%,确保焊接冷裂纹敏感性低。
对比与选用指南
| 钢级 | 最小屈服强度 (MPa) | 抗拉强度 (MPa) | 冲击温度/功 | 典型应用 |
| SN400A | 235 | 400-510 | 无要求 | 一般结构、非关键焊接件 |
| SN400B | 235 | 400-510 | 20°C/27J | 常温动载结构 |
| SN400C | 215-355 | 400-510 | 0°C/27J | 低温/关键焊接结构 |
| SN490B/C | 315-365 | 490-610 | 20°C/0°C 27J | 高强度结构件 |
SN400C是建筑钢结构、桥梁主梁、海工平台焊接节点的主流选材,兼顾强度、韧性、焊接性与经济性。设计时按GB 50017/GB 50068或相应规范取材料设计强度。