国際規格（ASTM/EN）とJISのZ方向試験規定の差異：海外調達時のスペック読み替え完全ガイド
鋼材の板厚方向特性（Z方向特性）は、建築物の大梁・柱接合部や、大型圧力容器、海洋構造物などの厚板溶接構造物において、ラメラテアリング（Lamellar Tearing：層状引き裂き）を防ぐための極めて重要な品質指標である。 国内調達であればJIS規格に準拠すれば事足りるが、昨今のコストダウンやグローバルサプライチェーンの最適化に伴い、海外製の鋼材を直接調達・輸入するケースが急増している。その際、ASTMやENといった国際規格・外国規格におけるZ方向試験（厚さ方向引張試験）の規定の差異を正確に読み替えなければ、「国内基準では合格するはずが、海外ミルシートの判定基準に適合せず不合格となる」「試験片の採取位置の違いにより性能不足を見落とし、溶接割れを誘発する」といった重大な品質トラブルに直結する。 本稿では、鋼材商社や部品調達の現場で即座に活用できるよう、JIS、ASTM、ENの規格間におけるメカニズム、試験方法、判定基準の差異を網羅的に解説し、誤発注を防ぐための実践的ノウハウを提示する。1. 基礎知識：Z方向特性（板厚方向特性）のメカニズム
鋼材の異方性とラメラテアリングの発生原因
一般的な圧延鋼材は、熱間圧延（あるいはそれに伴う鍛造）の過程で、結晶粒や非金属介在物が圧延方向に引き延ばされる。これにより、機械的性質に異方性（Anisotropy）が生じる。- L方向（圧延方向） / T方向（幅方向）： 引張強さや延性（伸び・絞り）は十分に確保される。
- Z方向（板厚方向）： 圧延による肉厚減少を受けるため、結晶粒界の結合力が弱く、かつ製造工程で残留した硫化物系介在物（MnSなど）や酸化物系介在物が板面に平行に薄く引き伸ばされて層状に偏析しやすい。
Z方向特性評価の基本（なぜ断面収縮率を見るのか）
Z方向特性の評価には、板厚方向に丸棒引張試験片を採取して行う厚さ方向引張試験が用いられる。 ここで評価されるのは主に断面収縮率（Reduction of Area: $Z$ または $\psi$）である。 引張強さや降伏点はZ方向であってもL/T方向と大きな差が出にくいが、延性指標である断面収縮率は非金属介在物の量と分布状態に極めて敏感に反応する。介在物が多い鋼材では、引張試験時にその隙間からボイド（微小空隙）が発生・結合し、低いひずみで破断するため、断面収縮率が著しく低下する。2. 規格間比較：JIS・ASTM・ENのZ方向試験規定の差異
海外製鋼材を調達する際、JIS G 3106（溶接構造用圧延鋼材）やJIS G 3311などの規定だけで図面指示していると、海外ミル（製鉄所）との間で解釈の齟齬が生じる。主要な3規格の体系を比較する。規格体系の対比表
| 項目 | 日本工業規格 (JIS) | 米国材料試験協会 (ASTM) | 欧州規格 (EN) |
|---|
JIS G 3106 附属書等に基づく | ASTM A770 / A770M
(Standard Specification for Through-Thickness Tension Testing of Steel Plates for Special Applications) | EN 10164
(Steel products with improved deformation properties perpendicular to the surface of the product – Technical delivery conditions) | | 試験片形状 | 直径 10mm, 6mm, または 4mm の丸棒試験片（平行部長さは径に比例） | 板厚に応じ、直径 12.7mm (0.5 in), 9.53 mm (0.375 in), 6.35 mm (0.25 in) | 比例試験片（直径 10mm, 6mm など）または非比例試験片 | | 等級分類 (Class/Grade) | Z15, Z25, Z35 (JIS G 3106等) | 特になし（発注仕様書による、またはZ15相当等の要求を付記） | Z15, Z25, Z35 (品質クラス) | | 判定基準 (断面収縮率 $RA$ の最低値) | ・Z15: 平均 $\ge 15\%$
・Z25: 平均 $\ge 25\%$
・Z35: 平均 $\ge 35\%$ | 発注者・製造者間の合意（一般的に 20% または 30% 以上を指定することが多い） | ・Z15: 平均 $\ge 15\%$ (単値 $\ge 10\%$)
・Z25: 平均 $\ge 25\%$ (単値 $\ge 15\%$)
・Z35: 平均 $\ge 35\%$ (単値 $\ge 25\%$)| | 試験片採取数 | 通常、鋼板の端部から3本 (L/T方向の概念はなく全て板厚方向) | 通常、鋼板の幅方向端部および中央付近から規定数（通常3本以上） | 溶融・圧延ロット毎に規定（通常3本） |
各規格の詳細と実務上の解釈
# 1. JIS (Japanese Industrial Standards)
- 特徴: 溶接構造用圧延鋼材（JIS G 3106 SM490、SM570など）において、サフィックスとして「Z15」「Z25」「Z35」が付記される形で規定されることが多い。
- 合否判定: 原則として3本の試験片の平均値で合否を判定する（個別規格により単値の最低保証が求められる場合もあるが、基本は平均値）。
# 2. ASTM (American Society for Testing and Materials)
- 特徴: ASTM A770 がマザー規格となる。ASTMの一般構造用圧延鋼板（A36、A572など）には標準でZ方向特性が内包されていないため、追加品質要求（Supplementary Requirements）として「ASTM A770」の適用を指定する必要図面指示・注文書記載が不可欠である。
- 合否判定: ASTM A770自体には一律の合格基準値（グレード分類）が定義されていない。発注時に「Reduction of area shall be 30% minimum」のように明記するか、ENやJISの等級（Z25など）を引当規格として指定する運用が実務上行われる。
# 3. EN (Euro Norm)
- 特徴: EN 10164 が該当し、現代のグローバル調達において最も体系化された規格である。品質クラスが Z15, Z25, Z35 とJISと完全に同等のグレード名を採用しているため、スペックの読み替えが最も容易。
- 合否判定: EN 10164の最大の特徴は、平均値だけでなく「個々の試験片の最低値（Individual minimum）」が厳格に規定されている点である。
- Z15: 平均 $\ge 15\%$、かつ、個別 $\ge 10\%$
- Z25: 平均 $\ge 25\%$、かつ、個別 $\ge 15\%$
- Z35: 平均 $\ge 35\%$、かつ、個別 $\ge 25\%$
- ※JISが平均値重視であるのに対し、ENはバラツキ（最低値）まで厳しく管理するため、より高品質なマテリアルが要求される。
3. 海外調達におけるスペック読み替えと誤発注防止の鉄則
商社や調達担当者が海外ミル（中国、韓国、欧州、インドなど）からZ方向特性材を調達する際、図面指示をそのまま海外サプライヤーに投げると、規格解釈の相違からトラブルが発生する。以下のステップで読み替えと確認を行う。ステップ1：図面指示の「隠れ要求」を見抜く
国内設計図面で「SM490B-Z25」と指定されている場合：- NG対応: 海外メーカーへ「SM490B equivalent」とだけ発注すると、Z方向試験が省略された一般的な炭素鋼板が納入されるリスクがある。
- 正しい対応: 注文書（PO）および仕様書において、「Through-thickness property required, min. RA 25% (JIS G 3106 Z25 equivalent or EN 10164 Class Z25)」と明記する。
ステップ2：ASTM材への置き換え時の注意点
米国製鋼材（例: ASTM A572 Gr.50）にZ方向特性を付加する場合：- 注文書に必ず 「In accordance with ASTM A770, Minimum Reduction of Area: 30% (or 25%)」 と記載する。
- ASTM A770は試験方法の規格であるため、要求する断面収縮率の数値（%）を必ずスペックとしてバイヤー側が指定する必要がある点を忘れてはならない。
ステップ3：ミルシート（検査証明書）の確認ポイント
海外メーカーから受入検査を行う際、ミルシートの以下の項目を必ず突合する。 1. 適用規格の整合性: ASTM A770 または EN 10164 がテストサティフィケートに明記されているか。 2. サンプリング位置: 板のどの部分（通常は幅方向の端部：Edge）から採取された試験片のデータか。 3. 断面収縮率（RA %）の実測値: 3本すべてのデータが記載されているか。EN規格の場合は個別最低値（例: Z25なら15%以上）をすべてクリアしているか。4. 現場での実務・トラブル対策
溶接施工時のリスク管理とZ方向特性の選択基準
Z方向特性材を採用する場合、母材のポテンシャルだけでなく、実際の溶接施工条件がラメラテアリングの発生を大きく左右する。- 入熱管理: 過大な入熱は偏析部の組織を粗大化させ、靭性およびZ方向の変形能を低下させる。多層溶接において、パス間温度（Interpass temperature）を厳格に管理する（一般的に $150^\circ\text{C} \sim 250^\circ\text{C}$ 以下）。
- 予熱の重要性: 厚板溶接における低温割れおよび収縮応力の緩和のため、板厚に応じた適切な予熱（例：板厚 50mm 超の構造用鋼では $100^\circ\text{C}$ 以上）を実施する。
- 継手設計の工夫: 十字継手において、可能であれば完全溶込み溶接ではなく、部分溶込みや開先形状の変更（すそ肉溶接の併用など）により、板厚方向にかかる引き離し応力を軽減する設計変更を設計部門に働きかけることも調達・技術営業の重要な役割である。
グレード（Z15 / Z25 / Z35）の選定目安
- Z15: 比較的薄い板厚（通常 25mm 超〜40mm 以下程度）で、拘束度が中程度の溶接構造。
- Z25: 最も汎用的に使用されるグレード。建築鉄骨の柱・梁接合部や一般的な圧力容器。
- Z35: 極厚板（例：50mm〜100mm以上）や、三方向からの強烈な溶接拘束を受ける極めてシビアな部位（海洋構造物のノズル部、高層ビルのメガカラムなど）。非金属介在物の極小化（極低硫黄鋼：$S \le 0.005\%$ など）が前提となるため、製鋼段階でのクリーン・スチール技術が必要となり、コストも跳ね上がる点に注意する。