日本工业标准JIS 机械制造用碳素钢钢材
JIS G4051-2005
前言 本标准修改采用1987年第1版发行的ISO 683-1《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ISO 683-11《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/IEC 21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。
ISO 683-1 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） ISO 683-11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。
JIS G 0320 钢材的熔炼分析方法
JIS G 0321 钢材制品的分析方法及允许偏差 JIS G 0404 钢材的一般技术交货要求 JIS G 0415 钢及钢材制品的检验报告 JIS G 0551 钢的奥氏体晶粒度的测定法
JIS G 0553 钢的显微组织检验方法 JIS G 0555 钢中非金属夹杂物的评定方法 JIS G 0556 钢的低倍组织缺陷检验方法 JIS G 0558 钢的脱碳层深度的测定法 JIS G 0561 钢的淬透性末端淬火试验方法 JIS G 0565 钢铁材料的磁粉探伤试验方法及磁粉分类 JIS G 0901 建筑用钢板及钢带的超声波探伤试验及等级分类
JIS G 3191 热轧钢棒及盘条的形状、尺寸、重量及允许偏差 JIS G 3192 热轧型钢板的形状外形、尺寸、重量及允许偏差 JIS G 3193 热轧钢板及钢带的外形、尺寸、重量及允许偏差 JIS G 3194热轧扁钢的外形、尺寸、重量及允许偏差 JIS Z 2201 金属材料拉伸试样 JIS Z 2241 金属材料拉伸试验方法 JIS Z 2242 金属材料冲击试验方法 JIS Z 2243 金属材料布氏硬度测量方法 JIS Z 2245金属材料洛氏硬度测量方法 JIS Z 2344 基于电子脉冲反射原理的金属材料超声波探伤试验方法
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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 S10C S12C S15C S17C S20C S22C S25C S28C S30C S33C S35C S38C S40C S43C S45C S48C S50C S53C S55C S58C S09CK S15CK S20CK C 0.08～0.13 0.10～0.15 0.13～0.18 0.15～0.20 0.18～0.23 0.20～0.25 0.22～0.28 0.25～0.31 0.27～0.33 0.30～0.36 0.32～0.38 0.35～0.41 0.37～0.43 0.40～0.46 0.42～0.48 0.45～0.51 0.47～0.53 0.50～0.56 0.52～0.58 0.55～0.61 0.07～0.12 0.13～0.18 0.18～0.23 Si 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 0.10～0.35 0.15～0.35 0.15～0.35 Mn 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.60～0.90 0.30～0.60 0.30～0.60 0.30～0.60 P ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.025 S ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.025 ≤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JIS G 0321
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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 ＜16 ≥16～50 ≥50～100 ≥100 缺陷深度允许极限值 不大于公称直径的4％，但最大值0.5mm 不大于公称直径的3％，但最大值1.0mm 不大于公称直径的2％，但最大值1.5mm 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 ＜16 ≥16～50 ≥50～100 ≥100 0.15mm 不大于公称直径的1％，但最大值0.35mm 不大于公称直径的0.7％，但最大值0.50mm 不大于公称直径的0.5％ 缺陷深度允许极限值
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。
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表4 热轧棒材及线材的标准公称尺寸 单位：mm
圆钢（直径） (10) 11 (12) 13 (14) (15) 16 (17) (18) 19 (20) 22 (24) 25 (26) 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 （105） 110 （115） 120 130 140 150 160 （170） 180 （190） 200 角钢（对边距离） 六角钢（对边距离） 线材（直径） 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 (105) 110 (115) 120 130 140 150 160 180 200 (12) 13 14 17 19 22 24 27 30 32 36 41 46 50 55 60 63 67 71 (75) (77) (81) 5.5 6 7 8 9 9.5 (10) 11 (12) 13 (14) (15) 16 (17) (18) 19 (20) 22 (24) 25 (26) 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 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 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） 长度允许偏差 边缘圆角半径（R） 扭转 弯曲度 不大于直径或者对边距离公差的70％。 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。 一般为对边距离的10～20％。 实用的范围内。 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 尺寸、外形允许偏差 注（）：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
1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。
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项目 ＜19 对边距离允许偏差mm 偏差(2)mm 长度允许偏差 长度不大于7m时 +40mm 0 长度大于7m时 扭转 弯曲度 2表6 热轧六角钢尺寸、外形允许偏差
对边距离mm ≥19～32 ±0.8 ≤1.1 ≥32～55 ±0.10 ≤1.4 ≥55 ±0.12 ≤1.7 ±0.7 ≤1.0 长度每增加1m（不足1m按1m计算）正偏差增加5mm。负偏差为0。 实用的范围内。 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（）：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 ≤15 ＞15～25 ＞25～32 ＞32～50 直径允许偏差 ±0.3 ±0.4 ±0.5 ±0.6 不圆度 ≤0.4 ≤0.5 ≤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JIS G3139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JIS G3139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JIS G 3193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JIS G 3193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JIS G3193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。
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厚度 ＜1.60 ≥1.60～4.00 ≥4.00～6.30 ≥6.30～10.0 ≥10.0～25.0 ≥25.0～63.0 ≥63.0～160.0 ＜1250 27 24 21 18 15 12 12 ≥1250～1600 30 27 24 21 18 15 12 ≥1600～2000 - 30 27 24 21 18 15 表8 热轧钢板不平度的最大值（S28C～S58C） 单位：mm
宽 ≥2000～2500 - - 33 30 24 21 18 ≥2500～3000 - - 39 36 27 24 21 ≥3000 - - 42 39 30 27 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JIS G3194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JIS G3194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JIS G 3194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JIS G 3194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JIS G 0404
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JIS G0321中第4条（分析用试样取样方法）规定。 c）熔炼分析方法，符合JIS G0320规定。成品分析方法符合JIS G0321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JIS G 0404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。
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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 JIS G 0551 显微组织检验 JIS G 0553 非金属夹杂物检验 JIS G 0555 低倍组织缺陷检验 JIS G 0556 脱碳层检验 JIS G 0558 淬透性检验 JIS G 0561 磁粉探伤检验 JIS G 0565
超声波探伤检验 JIS G 0901、JIS Z 2344
力学性能检验 JIS Z 2201、JIS Z 2241、JIS Z 2242、JIS Z 2243、JIS Z 2245 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JIS G 3191、JIS G 3192、JIS G 3193或JIS G 3194的规定。
10 检验报告 检验报告应该符合JIS G 0404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JIS G 0415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。
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附录（资料性附录） 本标准与相应国际标准的对比
JIS G 4051：2005 机械结构用碳素钢钢钢材 ISO 683-1：1987直接淬火用机械结构用钢钢材 ISO 683-11：1987表面渗碳处理用机械结构用钢钢材 （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 规定项目 1 适用范围 内容 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。 ISO 683-1 ISO 683-11 项目序号 1 内容 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： （ISO 683-1） ·淬火、回火或等温淬火，部分的退火的机械部件用钢 （ISO 683-11） ·表面渗碳处理的机械部件用钢 2 引用标准 3 钢种及牌号 引用的是JIS标准 按照JIS牌号体系，规定23种碳素钢钢材。 2 引用的是ISO标准 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 项目的评价 MOD/册去 技术差别的内容 不同的标准体系。 JIS的体系主要是对“一种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。 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。 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。 （Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议 （Ⅰ）JIS的规定 （Ⅱ）国际标准号 （Ⅲ）国标标准的规定
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（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 规定项目 4制造方法 内容 ·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。 项目序号 5.1 内容 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 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，ISO 683-1有8种（P、S级别的不同分为24种） ISO 683-11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。 项目的评价 MOD/册去 技术差别的内容 ·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。 （Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议 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。
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（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 规定项目 内容 规定了熔炼分析及产品分析的试验方法 项目序号 5.2 内容 化学成分、硬度、力学性能 项目的评价 MOD/册去 技术差别的内容 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 JIS作为机械结构用碳素钢为提供合适的材料设置要点，除特殊要求外，是用户进行热处理后的材料特性。其理由，在用户方进行淬火回火后的力学性能，设备及淬火处理技术有很大影响，所以，规定了其力学性能的规定值，相反地有可能招来误解。 另一方面，ISO详细地规定热处理后的材料特性，但如上所述，用户的设备及技术能力不同，ISO设定一律的值，有问题。因此，JIS以往没有规定。 （Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议 （Ⅰ）JIS的规定 7试验 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。 6 5.7 5.3 5.4 5.5 5.6 检验，试验产品的适用性 形状、尺寸及其允许偏差 规定退火后的最大硬度 规定剪切性 结晶粒度，非金属夹杂物 内部组织(超声波探伤试验) 表面质量，脱碳 MOD/变更 JIS中关于化学成分、外观、尺寸及其允许偏差以外的试验、检验由双方协商，没有规定具体值。一方面，ISO对 淬透性、硬度、剪切性、热处理后的拉伸试验、夏比冲击特性有规定 －10－
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（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 规定项目 9标志 内容 种类的牌号、炼钢炉号、生产商名称、尺寸 10检验报告 规定基本的报告形式。 （Ⅴ）JIS和ISO技术差别原因及相应的建议 项目序号 内容 根据协定。 项目的评价 MOD/变更 技术差别的内容 JIS有具体的规定。 ISO根据双方协定。 根据协定。 MOD/追加 JIS有具体的规定。 ISO根据双方协定。 JIS与国际标准的对应程度的全面评价：MOD 注1：表中各标志的意义如下。
――MOD/册去……册去ISO标准规定项目或规定内容。 ――MOD/追加……追加ISO标准中没有的规定项目或规定内容。 ――MOD/变更……变更ISO标准中规定内容。
注2： JIS与国际标准的对应程度的全面评价的标记的意义如下。
――MOD……修改ISO标准。
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