INTRODUCCIÓN

Los o características que debe cumplir una cañería (su diámetro nominal es distinto de su

diámetro real) o un tubo ( su diámetro nominal coincide con su diámetro real) están

determinados por su aplicación o uso. Estos requisitos consisten fundamentalmente en

reunir ciertas propiedades mecánicas y tener ciertas características de resistencia al medio

al que serán expuestas, lo que está determinado, fundamentalmente, por el material,

método de fabricación y tratamiento térmico de éste.

Con el fin de ordenar, uniformar y asegurar la calidad, se han establecido normas que,

como las ASTM, se preocupan de estos aspectos.

NORMAS MAS UTILIZADAS

ASTM: Sociedad americana de ensayos y materiales.

ASTM A216 Gr WCB Acero al carbón.

ASTM: A352 Gr LCB Acero al carbón para bajas temperaturas.

ASTM: A217 Gr WC6 Acero con 1.25% de cromo, 0.50% de molibdeno.

ASTM: A276 Tipo 410 Acero inoxidable 13% cromo.

ASTM: A276 Tipo 316 Acero inoxidable 8% níquel con molibdeno.

ASTM: A197 Accesorios de hierro maleable.

ASTM: A153-82 especificaciones para recubrimiento de zinc en caliente para Piezas de hierro y acero.

Creada en 1898, ASTM International es una de las mayores organizaciones en el mundo que

desarrollan normas voluntarias por consenso. ASTM es una organización sin ánimo de lucro, que

brinda un foro para el desarrollo y publicación de normas voluntarias por consenso, aplicables a

los materiales, productos, sistemas y servicios. Los miembros de ASTM, que representan a

productores, usuarios, consumidores, el gobierno y el mundo académico de más de 100 países,

desarrollan documentos técnicos que son la base para la fabricación, gestión y adquisición, y para

la elaboración de códigos y regulaciones.

Estos miembros pertenecen a uno o más comités, cada uno de los cuales cubre un área temática,

como por ejemplo acero, petróleo, dispositivos médicos, gestión de la propiedad, productos para

el consumidor, y muchos más. Estos comités desarrollan más de las 11,000 normas ASTM que se

pueden encontrar en el Annual Book of ASTM Standards, de 77 volúmenes.

La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición

directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no

existe una relación directa y biunívoca con las normas de composición.

Las normas ASTM las usan individuos, compañías y agencias en todo el mundo. Los compradores y

vendedores incorporan normas en sus contratos; los científicos e ingenieros las usan en sus

laboratorios y oficinas; los arquitectos y diseñadores las usan en sus planos; las agencias

gubernamentales de todo el mundo hacen referencia a ellas en códigos, regulaciones y leyes; y

muchos otros las consultan para obtener orientación sobre muchos temas.

Normas ASTM de uso común

Algunos elementos de uso común, tales como los que conectan el contador de agua potable a la

tubería, probablemente están elaborados con un procedimiento de forjado conforme a ASTM A

105. En la práctica, un acero de buena calidad, mientras que los tubos quizás respondan a la

norma ASTM A 589. Las láminas de plástico que se usan para envolver los alimentos, si no se

rompen, probablemente han sido fabricadas y comprobadas con la norma ASTM D 682. Las ollas

de acero inoxidable, posiblemente respondan a la ASTM A 240 Tp 304 o 321; y si son de calidad

superior, cumplirán la norma 316.

APLICACIÓN DE LOS ACEROS AL CARBONO ADOPTADAS POR ASTM

CLASIFICACIÓN DE LOS ACEROS

La norma ASTM (American Society for Testing and Materials) no especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa y biunívoca con las normas de composición. El esquema general que esta norma emplea para la numeración de los aceros es:

YXX donde, Y es la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicación según la siguiente lista: A: si se trata de especificaciones para aceros; B: especificaciones para no ferrosos; C: especificaciones para hormigón, estructuras civiles; D: especificaciones para químicos, así como para aceites, pinturas, etc. E: si se trata de métodos de ensayos. Ejemplos: A36: Especificación para aceros estructurales al carbono. A285: Especificación para aceros al carbono de baja e intermedia resistencia para uso en planchas de recipientes a presión. A325: especificación para pernos estructurales de acero con tratamiento térmico y una resistencia a la tracción mínima de 120/105 ksi. A514: especificación para planchas aleadas de acero templadas y revenidas con alta resistencia a la tracción, adecuadas para soldar.

Aceros comerciales La variedad de aplicaciones del acero para fines de ingeniería se debe a la amplia gama de

propiedades mecánicas que se pueden obtener por cambios en el contenido de carbono y con el

tratamiento térmico. Los aceros al carbono se subdividen en tres:

1. De bajo contenido.

2. Aceros para maquinaria.

3. Aceros para herramientas.

Aceros de bajo contenido de carbono.

Estos aceros contienen menos del 0.25% C, no adquieren dureza sensible con un temple.

Su resistencia media en estado normalizado varia de 35 a 53 Kg/mm2 y los alargamientos de 33 a

23%. Teniendo en cuenta sus características, se suelen agrupar en tres clases:

Denominación Características aproximadas

R (Kg/mm2) A% Carbono%

Semidulces, Dulces, Extradulces 5045 <40 2528>30 0.200.15<0.08

R: resistencia a la tracción

A: alargamiento

Con estos aceros de 0.06 a 0.25% de carbono, se fabrican los puentes de ferrocarril, las grandes

estructuras de las estaciones, las columnas metálicas de las líneas eléctricas, los cascos de los

buques, las estructuras de las casas, las carrocerías de los automóviles, los tubos de las bicicletas,

los clavos, los alfileres, las cerraduras de las puertas, los asientos de las clases y muchos objetos

más que utilizamos diariamente. En la mayoría de los casos se utiliza el acero tal como viene de las

acerías, sin darle ningún tratamiento térmico especial.

Aceros semiduros forjados o laminados para la construcción de piezas de maquinaria en general.

Los aceros ordinarios de contenido en carbono comprendido entre 0.25 y 0.70% de C que se

emplean en estado bruto de forja o laminación se suelen emplear para piezas de maquinaria en

general.

Aceros de 0.30% de C. Ejes para vagones, ruedas, piezas de maquinaria, etc. (R=57 Kg/mm2, A =

23%)

Aceros de 0.40% e C. Elementos de máquinas y motores, alambres para cables, ejes para

locomotoras, etc. (R = 65 Kg/mm2, A = 19%)

Aceros de 0.50% de C. Bandejas, alambres, flejes, herramientas agrícolas forjadas etc. (R =

74 Kg/mm2, A=17%).

Aceros de 0.60% de C. Para fleje duro, alambre, herramientas para agricultura, etc. (R = 82

Kg/mm2, A = 15%).

Influencia de elementos extraños en las características mecánicas de los aceros de bajo contenido

en carbono.

La presencia de fósforo y azufre, salvo en muy pocas ocasiones, es perjudicial para la calidad de los

aceros, procurándose eliminar esos elementos en los procesos de fabricación. En general se

recomienda que en los aceros ordinarios el contenido de cada uno de esos elementos no pase del

0.06%, y en los aceros de calidad se suele exigir porcentajes de fósforo y azufre inferiores a 0.03%.

El azufre cuando se presenta como sulfuro de hierro, provoca durante los procesos de forja o

laminación del acero poca resistencia y a veces se agrieta por iniciarse la fusión de éste, que se

encuentra en el acero en forma de retícula en la microestructura del acero. Por el contrario

cuando aparece como sulfuro de manganeso, tiene una temperatura de fusión muy elevada, y no

da paso a la fragilidad en caliente; en ambos casos el alargamiento y la resistencia del acero queda

muy disminuido.

El fósforo se encuentra siempre disuelto en los granos de ferrita a los que comunica gran

fragilidad.

Aceros para maquinaria

Propiedades

Este grupo está compuesto por aceros de bajo y mediano contenido de carbono, son muy

satisfactorios donde la resistencia y otros requisitos no son muy severos. También están presente

dentro de este grupo los aceros aleados los cuales brindan una mayor cantidad de beneficios entre

ellos: – Aumentar la Templabilidad. – Mejorar la resistencia a temperaturas comunes. – Mejorar

las propiedades mecánicas. – Mejorar la tenacidad. – Aumentar la resistencia al desgaste, a la

corrosión, entre otros.

Los Aceros maquinaria son generalmente aceros de baja aleación utilizados para la construcción o

reparación de maquinaria en general.

Composición química.

Aplicaciones

Los aceros maquinaria como su nombre lo indica , sirven para infinidad de aplicaciones, sin

embargo algunas de las piezas que comúnmente se fabrican con estos tipos de aceros son : Ejes,

Engranes, Guías, Tornillos sin fin , Bujes, Tornillos , Pines , Sellos, Rodos, etc.

Aceros para herramientas

Se utilizan para fabricar muchos tipos de herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas empleadas en diversas operaciones de fabricación . Contienen volframio, molibdeno y otros elementos de aleación, que les proporcionan mayor resistencia, dureza y durabilidad. Clasificación:

Aceros de temple al agua (W); Este grupo está formado fundamentalmente por aceros ordinarios al carbono, aunque algunos de los aceros de mayor contenido llevan pequeñas cantidades de cromo y vanadio con el fin de aumentar la templabilidad y mejorar la resistencia al desgaste.

Aceros para trabajos de choque(S); Estos aceros son generalmente bajos en carbono, con

porcentajes comprendidos entre 0,45 y 0,65%, siendo los principales elementos de

aleación utilizados el silicio, el cromo, el tungsteno y algunas veces el molibdeno o el

níquel.

Aceros para trabajos en frío(O); Contienen manganeso y cantidades menores de cromo y

tungsteno. Entre sus características principales podemos señalar su buena resistencia al

desgaste, maquinabilidad y resistencia a la descarburación; la tenacidad es solo regular y

su dureza en caliente tan baja como la de los aceros de herramientas al carbono.

Aceros para trabajos en caliente(H); Estos aceros se caracterizan por su buena tenacidad

debida a su bajo contenido en carbono, por su dureza en caliente que va de buena en

unos a excelente en otros, y por una resistencia y maquinabilidad regulares. Su resistencia

a la descarburación es solamente entre regular y mala, se templan al aire.

PROPIEDADES MECÁNICAS PARA DIVERSOS REVENIDOS DE TIRA DE

ACERO AL CARBONO

Aceros estructurales al carbono

Los puentes y edificios se construyen con acero estructural al carbono que satisfaga los requisitos

de la ASTM A36. este acero tiene un punto mínimo de fluencia de 248MPa(36 000 lb/pulg ²) se

produjo para satisfacer la necesidad de un acero estructural al carbono de una mayor resistencia.

Aceros de alta resistencia y bajo contenido de aleación.

Este es un grupo de aceros destinados para aplicaciones estructurales en general y sus usos

diversos que tienen resistencias mínimas de fluencia superiores a 276 Mpa(40 00 lb/pulg²). Estos

aceros contienen pequeñas cantidades de elementos para aleación.

Aceros de bajo carbono, de aleación, para construcción, templados por inmersión y revenidos.

Estos aceros, que poseen resistencia de fluencia al nivel de 689 MPa(100 000 lb/pulg²), están

cubiertos por las especificaciones ASTM A514, militares, y para aplicaciones en recipientes de

presión por el ASME Code Case 1204 en placas, perfiles y barras y se sueldan con facilidad .

Aceros para servicio criogénico

Para este tipo de aceros se produjo un acero de aleación con 9% de níquel. Este acero cumple las

propiedades mecánicas de la ASTM A353 los cuales son resistencia mínima de fluencia de 517 MPa

(75 000 lb/pulg²) y resistencia mínima a la tracción de 689 a 827 MPa(100 000 a 120 000 lb/pulg²).

ESPECIFICACIONES PARA LA COMPRA DE ACEROS FUNDIDOS. La mayoría de las piezas de acero fundido se compran de acuerdo con sus especificaciones de

propiedades mecánicas, más bien que con base en los sistemas de numeraciones SAE o AISI

respecto a las gamas (rangos) de composición química. Estas gamas de composición se utilizan

como base para los requisitos de la compra, cuando el comprador tiene en cuenta ciertas

propiedades definidas en relación con la ingeniería, como resistencia al desgaste, soldabilidad,

servicio a las altas temperaturas y resistencia a la corrosión. Los ingenieros deben de comprar las

piezas de acero fundido según las especificaciones ASTM, las cuales han sido preparadas en forma

conjunta por los compradores y productores de piezas y los talleres de fundición de acero las

conocen bien las especificaciones ,as utilizadas son:

ASTM A27 fundición leve de acero, de resistencia media y de aplicación general.

ASTM A148 fundición de acero de alta resistencia para uso estructural.

ASTM A128 fundición de acero austenítico al manganeso.

ASTM A95 fundición de acero al carbono para válvulas, bridas y accesorios para servicio de

alta temperatura.

ASTM A216 fundición de acero de carbono adecuados para la soldadura por fusión para el

servicio de alta temperatura.

ASTM A217 fundición de acero de aleación adecuados para la soldadura por fusión para el

servicio de alta temperatura.

ASTM A296 resistente a la corrosión del hierro cromo y cromo de hierro fundición de

aleación de níquel adecuados para aplicaciones generales

ASTM A297 a prueba de calor del hierro de cromo y hierro cromo fundición de aleación de

níquel adecuados para aplicaciones generales.

ASTM A351 fundición de acero ferríticos y austeníticos para servicio de alta temperatura.

ASTM A352 fundición de acero ferríticos para piezas que contienen presión adecuados

para el servicio de baja temperatura.

ASTM A356 de carbono de pared pesada y fundición de acero de baja aleación para

turbinas de vapor.

ASTM A362 hierro cromo y hierro de aleación fundición de acero de cromo níquel tubular

centrífugo para aplicaciones generales.

ACERO ASTM A36 El acero ASTM A36 es un material que por sus características y propiedades se ha convertido en el más usado por la industria ecuatoriana; este material es el resultado de la composición de elementos químicos, siendo el más importante el hierro y el de menos presencia el carbón, el cual, no supera el 1,2% en peso de la composición, por lo general, alcanza porcentajes entre el 0,2% y el 0,3%, lo que facilita el proceso de moldeo de este acero. Las características de composición son las que clasifican a los materiales en función de los elementos que dominan en cantidad, en función de la facilidad de realizar algunos tratamientos térmicos y de su uso.

Composición química del acero ASTM A36

Propiedades mecánicas acero A36

Podemos suministrar:

Espesor de 6 mm a 150 mm (aunque placas más

gruesas pueden ser fabricadas bajo pedido especial)

Ancho: de 1.500 mm a 4.100 mm

Largo: de 6.000 mm a 20.000 mm

Propiedades del acero ASTM A36

Su Uso o aplicación

Por las características descritas, el acero A36, es un material generalmente usado en la industria y por lo tanto lo encontramos en la vida cotidiana.

Al acero lo encontramos en las herramientas, utensilios, equipos mecánicos, siendo parte de electrodomésticos y maquinaria en general, en las estructuras de viviendas y edificios. Usuarios de este material son los fabricantes de maquinaria agrícola, medios de transporte, constructoras ferroviarias y fabricantes de todo tipo de material rodante.

Este material también se usa en el armamento pesado, vehículos blindados y acorazados. En la construcción de barcos y especialmente en la industria petrolera.

Es importante recalcar que este material, en la industria automotriz es la base para su funcionamiento; por ejemplo:

Cigüeñal, bielas, piñones, ejes de transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección son de acero forjado.

De chapa de estampación, son las puertas y demás componentes de la carrocería.

Muelles de válvulas, de asientos, de prensa embrague, amortiguadores, etc., son de acero.

Tornillos y tuercas son de acero, etc.

La norma A36 cubre los perfiles de acero carbono, placas y barras de calidad estructural para su uso en clavados, atornillados, o soldados de la construcción de puentes y edificios, y para propósitos generales de estructural, así como el procedimiento de soldadura adecuado para el grado de acero y uso previsto o servicio en el que vaya a ser utilizado.

CONCLUSIÓN

La norma ASTM no se creó para especifica la composición directamente, sino que más bien determina la aplicación o su ámbito de empleo. Por tanto, no existe una relación directa y biunívoca con las normas de composición. Sino más bien se creó con el fin de facilitar al comprador o vendedor la elección del material, desarrollando un serie de distintas normas una de ellas es la norma ASTM A36 que es utilizado más por la industria para generar herramientas porque esta norma específica un acero de facilidad para moldear y porque se presta para realizarle diversos tratamientos térmicos y es más utilizado porque con esta norma se fabrican herramientas, utensilios, equipos mecánicos y maquinaria en general.