SN材の特徴と規格、成分など｜建築構造用圧延鋼材の種類

SN材は、JISでは５種類が規定されており、建築物、建造物の構造材料としての使用が想定されている為、耐震性や溶接性についての指標が組み込まれており、破壊されるまでの変形能力、炭素当量、溶接割れ感受性、耐衝撃性を見るためのパラメータが細かく設定されています。以前はＳＳ材に建材としての耐震性を見るためのパラメータが組み込まれていましたが、建造物用としてのＳＮ材が登場すると、そうしたパラメータはＳＳ材から除外されています。

ＳＮ材は鋼板、鋼帯、形鋼、平鋼の４パターン形状

SN材の種類	厚み、寸法の範囲
SN400A	6mm以上100mm以下
SN400B	6mm以上100mm以下
SN400C	16mm以上100mm以下
SN490B	6mm以上100mm以下
SN490C	16mm以上100mm以下

建築用途では、ＳＳ材、ＳＮ材、ＳＭ材などが使われ、これらが併用されることもありますが、ＳＮ材はこの中でも耐震・溶接についての規定と、寸法精度が高くなっているため、建材として優れた性質をもつ規格材となっています。ちなみに、ＳＮ材の鋼板やＨ形鋼におけるマイナス側の許容差は、すべての寸法でＳＳ材等よりも厳しい0.3mmと設定されています。

溶接性については、これに大きく影響する炭素当量のほか、溶接割れ感受性、成分としては不純物元素であるリン、硫黄の量を低く規定してあり、鉄骨造建築物などで使われている一般的な溶接で、溶接欠陥の発生を防止できるような規格構成になっています。

SN400にはＡ種、Ｂ種、Ｃ種の三種類、SN490にはＢ種、Ｃ種の二種類が規定されており、材料記号の末尾にUTがついているのは（SN400B-UTなど）、超音波探傷試験を行った鋼板、平鋼を意味しています。Ｂ種、Ｃ種は、ガイドライン鋼材と呼ばれる耐震建築溶接構造用鋼材の元ともなっているもので、これがＳＮ材の主要材となります。

ＳＮ材の場合、末尾についているＡ、Ｂ、Ｃの記号は使用される部位（用途）を示しています。Ａは溶接の無い補助用のもの、補助部材として使われることが想定された鋼種で、Ｂは主要構造部材や溶接のある構造部材として、Ｃは溶接だけでなく、厚さ方向特性も要求される部材に使われることが想定されています。

成分については、炭素量のほか、鋼材の強度面に影響するＰやＳの値が低くコントロールされています。また、厚さによって炭素量の規定が異なるという特徴があります。

ＳＮ材に規定されている溶接性を見るためのパラメータ

これら末尾にＢかＣの記号がついているものは、溶接を伴う主要部材への使用が想定されている為、炭素当量についての規定があります。また溶接割れ感受性組成についても規定されています。

炭素当量と溶接割れ感受性組成の計算式

炭素当量（％）	Ｃ＋Ｍｎ/６＋Ｓｉ/２４＋Ｎｉ/４０＋Ｃｒ/５＋Ｍｏ/４＋Ｖ/１４
溶接割れ感受性組成（％）	Ｃ＋Ｓｉ/３０＋Ｍｎ/２０＋Ｃｕ/２０＋Ｎｉ/６０＋Ｃｒ/２０＋Ｍｏ/１５＋Ｖ/１０＋５Ｂ

但し、熱加工制御を行った鋼材についてはこれらは適用されません。

炭素当量と溶接割れ感受性組成

鋼材の種類	溶接割れ感受性組成	厚さ
		40mm以下	40mmを超え100mm以下
SN400B	0.26以下	0.36以下	0.36以下
SN400C
SN490B	0.29以下	0.44以下	0.46以下
SN490C

熱加工制御を行った場合についての炭素当量、溶接割れ感受性組成についてはSN490BとSN490Cについてのみ規定されています。

SN490Bの炭素当量と溶接割れ感受性組成

鋼材の種類	厚さ	炭素当量	溶接割れ感受性組成
SN490B	50mm以下	0.38以下	0.24以下
	50mmを超え100mm以下	0.40以下	0.26以下

SN490Cの炭素当量と溶接割れ感受性組成

鋼材の種類	厚さ	炭素当量	溶接割れ感受性組成
SN490C	50mm以下	0.38以下	0.24以下
	50mmを超え100mm以下	0.40以下	0.26以下

ＳＳ４００とＳＮ４００の違い

ＳＮ材は建築用の構造材ですが、ＳＳ４００に代表される一般用構造材のＳＳ材も建材用途としてよく使われます。

ＳＳ４００とＳＮ４００の違いとしては、ＳＳ４００は一般構造材としての利用が想定されており、溶接性を見るための炭素当量や、炭素含有量についての規定がありません。ＳＳ４００の成分規定は、リンと硫黄のみとなります。このため、主要構造部材として使うには不安が残ります。

ＳＮ４００は補助材として使われることが想定されている弱めのＳＮ４００Ａであっても、鋼材の性能を大きく左右する炭素量の上限が設定されており、また板厚の公差（許容差）についても規格上に規定されているため、建築などの安全性や精度の求められる用途に向いています。

元来、建築の基準では降伏比が一定以上にならないよう、つまり低降伏比についての基準が設けられていますが、これは降伏比が一定以上にならないようにすると、地震などが起きた際に、鋼材が折れる前に変形する為、ある程度のエネルギー吸収が可能となり、想定外の破損や崩壊の危険性が減少するからにほかなりません。

ＳＮ材の末尾にＣとついているＣ種には耐ラメラテア性能と呼ばれる、いわゆる厚さ方向の特性があります。Ｂ種と比べて単に成分上の違いだけでなく、厳格な製造管理が求められる鋼材です。このタイプのＳＮ材は、厚さ方向における割れの起きる可能性はＢ種よりも低くなります。

ラメラテアとは鋼材同士を溶接した箇所、Ｔ継手や十字継手などの箇所で、板厚方向に引張応力がかかった際に、板の表面に平行な「亀裂」が入ってしまう現象です。板厚方向に引っ張る力がかかる用途では、この現象の発生により構造物の崩壊にもつながります。大型の部材でこうした力がかかるものについては、耐ラメラテア性能を持つ鋼材を用いる必要があります。

SN材の熱処理記号

SN400Bなどの末尾についている、TやTMCといった記号には以下のような熱処理を意味しています。

SN材の熱処理記号

N	鋼材に焼きならしを行った場合
T	鋼材に焼戻しを行った場合
TMC	鋼材に熱加工制御を行った場合

「JIS G 3136 建築構造用圧延鋼材」に規定のある材料記号

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