ASTM

ASTM 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.

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.

NORMA ASTM 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.

Al igual que SAE y ASM, ASTM adopto los términos siguientes

Tratamiento térmico.

Enfriado brusco.

Templado.

Recocido.

Recocido completo o pleno.

Recocido de proceso o fabricación.

Normalización.

Patentizado o recocido especial para estirado en frio.

Esferoidizacion.

Revenido.

Determinación de la templabilidad.

Determinación del tamaño del grano sustenitico.

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

Porcentaje de C Aplicaciones

0.05 – 0.10 Lamina, tira, tubos, clavos de alambre.

0.10 – 0.20 Remaches, tornillos, piezas para templarse superficialmente

0.20 – 0.35 Acero estructural, placa, piezas forjadas como arboles de levas

0.35 – 0.45 Acero para maquinaria ( arboles, ejes, bielas, etc.)

0.45 – 0.55 Piezas grandes de forja (cigüeñales, engranes para trabajo pesado, etc.)

0.60 – 0.70 Matrices para cabezas de pernos y para estampado, rieles, tornillos.

0.70 – 0.80 Cuchillas para tijeras o cizallas, cortafríos, martillos, picos, sierras de cinta

0.80 – 0.90 Matrices y punzones de corte y para punzonar, perforadores para roca.

0.90 – 1.00 Resortes, escariadores, brochas, punzones pequeños y matrices dados

1.00 – 1.10 Resortes pequeños, herramientas para torno, acepilladoras, limadoras

1.10 – 1.20 Brocas helicoidales, machos de roscar pequeños, cuchillería.

1.20 – 1.30 Limas, mandriles, matrices para estirado o trefilado, hojas de afeitar.

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;

Clasificación de los aceros.

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 comercialesLa 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 3:

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 aproximadasR (Kg/mm2) A% Carbono%Semidulces, Dulces, Extradulces 5045 <40 2528>30 0.200.15<0.08

R: resistencia a la tracciónA: 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 de bajo contenido de carbono.

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 maquinas 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%).

Aceros de bajo contenido de carbono.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.

Aceros para maquinaria.

Aceros para maquinaria.

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: W : Aceros de temple al agua . S: Aceros para trabajos de choque O: Aceros para trabajos en frío . H: Aceros para trabajos en caliente .

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

RevenidoResistencia a la tracción

Alargamiento en 50 mm o 2plug para

espesores de tira de 1.27 mm (0.050pulg)

%

ObservacionesMPa 1000

lb/pulg²

No. 1 (duro) 621 ± 69 90 ± 10 - - - -Tira muy rígida, lamina en frio, destinada solo para troquelado plano y no requiere capacidad para soportar formado en frio.

No. 2 (semiduro) 448 ± 69 65 ± 10 10 ± 6Tira de rigidez moderada, laminada en frio, destinada para doblado limitado.

No. 3 (cuarto de dureza) 379 ± 69 55 ± 10 20 ± 7Tira de mediana blandura, laminada en frio, para doblado limitado, estirado poco profundo y estampado.

No. 4 (blando) 331 ± 41.4 48 ± 6 32 ± 8

Tira blanda, dúctil, laminada en frio, para embutido profundo cuando no se permiten deformaciones por el estirado ni acanaladuras

No. 5 (muy blando) 303 ± 41.4 44 ± 6 39 ± 6

Tira blanda, dúctil, laminada en frio, para embutido profundo cuando se permiten deformaciones por el estirado o acanaladuras, también para extrusión.

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, mas 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.

Otras especificaciones de la ASTM para las fundiciones de aceros son:

A128 fundición de acero austenítico al manganeso.

A95 fundición de acero al carbono para válvulas, bridas y accesorios para servicio de alta temperatura.

A216 fundición de acero de carbono adecuados para la soldadura por fusión para el servicio de alta temperatura.

A217 fundición de acero de aleación adecuados para la soldadura por fusión para el servicio de alta temperatura.

A296 resistente a la corrosión del hierro cromo y cromo de hierro fundición de aleación de níquel adecuados para aplicaciones generales

A297 a prueba de calor del hierro de cromo y hierro cromo fundición de aleación de níquel adecuados para aplicaciones generales.

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

A352 fundición de acero ferríticos para piezas que contienen presión adecuados para el servicio de baja temperatura.

A356 de carbono de pared pesada y fundición de acero de baja aleación para turbinas de vapor.

A362 hierro cromo y hierro de aleación fundición de acero de cromo níquel tubulares centrífugas para aplicaciones generales.

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.

Acero ASTM A36

Acero al carbono estructural de acuerdo al estándar ASTM A 36Este grado se uti liza principalmente pernado, atornillado, o soldados en la construcción de puentes y edifi cios, y para propósitos estructurales en general.

COMPOSICIÓN QUÍMICA 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 mmLargo: de 6.000 mm a 20.000 mm

Propiedades mecánicas acero A36

Propiedades del acero ASTM A36PROPIEDAD VALOR UNIDADES

Densidad 7850 Kg/m³

Limite de fluencia 32-36 (250-280) Ksi (MPa)

Resistencia a la tensión 58-80 (400-550) Ksi (MPa)

Modulo de elasticidad 29000 Ksi

% de elongación 20 (8”) %

Punto de fusión 1538 °C

SU USO O APLICACIÓNPor 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.

SU USO O APLICACIÓNEs 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.