S275 和 S355 是 EN 10025-2 中的非合金结构钢牌号。本文比较的 5–16 mm 产品,其最低屈服强度分别为 275 MPa 和 355 MPa。选材还需要结合实际厚度、韧性等级和制造条件。本文讨论 EN 10025-2 热轧产品,数值示例取自所选生产商的钢板性能表,不适用于结构空心型材和钢管。
BSI 的 BS EN 10025-2:2019 页面可核实标准范围及资料核查日“现行、正在审查”的状态。该公开页面未提供性能数值表;验收应采用合同约定的标准版本和所订产品的技术要求。
S275 与 S355 的主要差异
| 项目 | S275 | S355 |
|---|---|---|
| 标准体系 | EN 10025-2 非合金结构钢 | EN 10025-2 非合金结构钢 |
| 最低屈服强度,5–16 mm | 275 MPa | 355 MPa |
| 最低屈服强度,>16–40 mm | 265 MPa | 345 MPa |
| 最低屈服强度,>40–63 mm | 255 MPa | 335 MPa |
| 抗拉强度,5–100 mm | 410–560 MPa | 470–630 MPa |
| 常见韧性等级 | JR、J0、J2 | JR、J0、J2;下文引用的生产商产品范围也包括 S355K2 |
| 主要选材依据 | 满足中等强度要求,适用于多种结构用途 | 屈服和抗拉强度更高,适合可通过提高强度减小截面或增加承载能力的设计 |
在表格内横向滚动可查看所有列 →
数值对照采用 ArcelorMittal H30 产品性能表,包括其中的 S275J0/J2 和 S355JR/J0/J2 板材条目。这些数值是相应产品范围内规定的最低值或区间,不能作为所有 S275、S355 产品的通用性能或典型实测值。检验文件记录交付炉批及产品的信息,需将检测结果和标识与订单逐项核对。
厚度如何改变强度对照
在本文选取的 5–16 mm 厚度段内,牌号数字与最低屈服强度数值一致。H30 钢板性能表中的保证最低值随厚度增加而下降;屈服强度的物理含义 并未改变。
所选对照范围如下:
- 5–16 mm:S275 ≥275 MPa;S355 ≥355 MPa。
-
16–40 mm:S275 ≥265 MPa;S355 ≥345 MPa。
-
40–63 mm:S275 ≥255 MPa;S355 ≥335 MPa。
-
63–80 mm:S275 ≥245 MPa;S355 ≥325 MPa。
-
80–100 mm:S275 ≥235 MPa;S355 ≥315 MPa。
-
100–120 mm:S275 ≥225 MPa;S355 ≥295 MPa。
这些厚度段选自 H30。S275 在 >100–120 mm 的数值属于其更宽的 >100–150 mm 厚度段,S355J2 的所引表格列至 120 mm。其他厚度范围和供货能力取决于产品形式及韧性等级。采购时应按实际厚度和完整牌号选用对应的产品性能表。
JR、J0 和 J2 表示什么
韧性后缀是牌号中的独立信息。EN 10025-2 常见等级的 Charpy V 型缺口冲击要求为:
- JR:+20 °C,27 J。
- J0:0 °C,27 J。
- J2:−20 °C,27 J。
当使用温度或韧性影响选材时,应保留后缀。S275J2 与 S355J2 具有上述相同的名义冲击条件,但强度等级不同。ArcelorMittal 的 S355 牌号说明还列有 S355K2:在其规定的产品和纵向试验范围内,要求为 −20 °C、40 J。所需产品形式及尺寸能否供应该等级,仍须与供应商确认。
使用 Charpy 数值时,还应核对试样尺寸、取样方向、产品厚度及订单约定的检验和试验要求。仅凭后缀不能证明每件交付产品都做过单独试验,需查看订单及检验文件。冲击试验温度本身也不能直接用作允许的最低服役温度。
抗拉强度与延性
本文选取的 H30 产品在 5–100 mm 范围内,规定的抗拉强度 为 S275 410–560 MPa、S355 470–630 MPa。未经核对相应性能表,不应将这些区间延伸至更薄或更厚的材料。伸长率要求同样受厚度和试样方向影响;比较检验文件时,还要使用相应的标距和试样要求。
提高强度未必能改善所有设计控制条件。挠度、振动、局部屈曲、疲劳、连接性能及正常使用要求,可能先于屈服强度控制构件设计。将 S275 换成 S355,应在适用设计规范下重新校核。
焊接与加工
两类钢都广泛用于焊接结构。焊接工艺、预热及热输入需要结合厚度、化学成分、碳当量、约束程度、氢控制、接头几何形状和适用制造规范确定。TWI 的氢致裂纹防控说明解释了材料与接头条件为何需要共同考虑。任何一个牌号名称都无法直接给出通用预热温度。
S355 强度更高,并不意味着可以直接替换所有 S275 产品。应核实韧性等级、供货状态、产品尺寸、韧性要求和制造工艺。涉及冷成形或其他要求较高的加工时,应在标准或供应商提供的选项范围内,明确订购所需的成形适用性。
哪些情况下 S355 可以减轻钢结构重量
当构件承载能力由屈服强度控制,且设计规范允许减小截面时,S355 有机会降低截面尺寸。截面承载力由强度控制、市场可供的 S355 型材或钢板厚度又能有效匹配设计时,这种优势更明显。
如果刚度、屈曲、疲劳、耐火设计、最小厚度、连接几何形状或标准型材的供应规格起控制作用,减重幅度可能有限。成本比较也应同时考虑每吨材料价格及其对制造、运输和安装费用的影响。
哪些情况下 S275 仍然合适
对于轻载或中等荷载构件、一般加工件、次要钢结构,以及强度并非控制条件且合适的 S275 产品容易采购的项目,S275 可以是经济有效的选择。判断依据应包括完整的构件设计和供货技术要求。
技术规格清单
可用钢板与钢卷技术规格指南 整理订单。无论选择哪种牌号,都应明确:
- EN 10025-2 及合同采用的版本,并核对适用的钢材标准 。
- 含韧性后缀的完整牌号,例如 S275J2 或 S355J2。
- 产品形式、尺寸和厚度。
- 需要时明确供货状态。
- 检验文件及材质证明要求。
- 适用时增加附加试验、厚度方向性能、超声检测或表面质量要求。
- 影响制造的要求,例如焊接或成形适用性。
- 项目专用的设计或法规要求。
实际选材原则
经正常使用、稳定、连接和制造校核后,若更高的保证强度能带来可衡量的设计收益,可选 S355。S275 的强度已满足完整设计及供货要求时,仍是合理选择。两者都应使用完整的 EN 牌号,并按所订产品核验交付检验文件。