1. Introducción
ASTM A36 es la especificación estándar para un acero estructural con bajo contenido de carbono ampliamente utilizado para placas., formas, barras y componentes soldados en aplicaciones estructurales y de construcción en general.
Se valora por ser predecible., propiedades mecánicas dúctiles, Excelente soldabilidad y amplia disponibilidad en muchas formas de productos..
A36 acero carbono no es una aleación de alta resistencia; su atractivo radica en la economía, dureza robusta a temperatura ambiente, y facilidad de fabricación.
Los diseñadores deben tener en cuenta su límite elástico relativamente modesto., comportamiento básico de corrosión (el acero dulce sin protección se oxidará) y templabilidad limitada al decidir si A36 es el material adecuado para un componente o estructura.
2. ¿Qué es el acero al carbono ASTM A36??
ASTM A36 es la especificación más común para una baja emisión de carbono., Grado de acero estructural utilizado en construcción y fabricación en general..
Es un laminado en caliente., acero suave diseñado para proporcionar predecible, comportamiento mecánico dúctil, Fácil soldabilidad y amplia disponibilidad en placas., formas, barras y otros productos de fábrica utilizados para la construcción de marcos, puentes, bases de maquinaria y fabricacion estructural en general.
Por qué el nombre importa
La designación “A36” proviene de la especificación ASTM bajo la cual está estandarizado el material. (ASTM A36/A36M).
El número “36” se refiere al límite elástico mínimo nominal en ksi (36 ksi ≈ 250 MPA) que el material debe cumplir en su condición de laminado.
Esa métrica única es una de las razones por las que el A36 a menudo se trata como el acero estructural predeterminado en muchas regiones e industrias..
Formas de productos comunes:
- Placas laminadas en caliente (espesores desde unos pocos milímetros hasta 150+ mm)
- Formas estructurales (I, H, do, secciones en U), ángulos y canales
- Verja: redondo, cuadrado y plano (para mecanizar y forjar piezas en bruto)
- Bobinas y láminas laminadas. (rango de espesor limitado)
3. Composición química del acero al carbono ASTM A36
| Elemento | Rango típico (WT.%) — indicativo |
| Carbón (do) | ≤ ~0,25–0,29 (Bajo contenido de carbono) |
| Manganeso (Minnesota) | ~0,60–1,20 |
| Fósforo (PAG) | ≤ 0.04 (máximo) |
| Azufre (S) | ≤ 0.05 (máximo) |
| Silicio (Y) | ≤ 0.40 - 0.50 (rastro) |
| Cobre, En, CR, Mes | niveles residuales o bajos de ppm |
4. Propiedades mecánicas del acero al carbono ASTM A36
Los valores mostrados son representante de laminados en caliente, laminado ASTM A36. Las propiedades reales dependen del espesor de la sección., Práctica de rodadura y química del calor..
| Propiedad | Típico / Valor mínimo | Notas |
| Límite elástico mínimo (RP0.2) | 36 KSI (≈ 250 MPA) | Base de la designación A36; utilizar como rendimiento mínimo para el diseño estructural preliminar a menos que MTR muestre un valor más alto. |
| Resistencia a la tracción (RM) | 58 - 80 KSI (≈ 400 - 550 MPA) | La gama varía según la forma y el grosor del producto.; confirmar el valor exacto en MTR. |
| Alargamiento | ≥ 20% (en 2 en / 50 longitud de medidor mm) | Indica buena ductilidad; El alargamiento disminuye al aumentar el espesor.. |
| Módulo de elasticidad (mi) | ≈ 200 GPA (29,000 KSI) | Valor de acero estructural estándar utilizado para cálculos de rigidez y deflexión.. |
módulo de corte (GRAMO) |
≈ 79 GPA (11,500 KSI) | Se utiliza para cálculos de torsión y deformación por corte.. |
| ratio de Poisson (norte) | ≈ 0.28 | Valor típico para aceros estructurales con bajo contenido de carbono. |
| Dureza Brinell (HBW) | ~120 – 160 HBW | Rango indicativo para condición laminada; se correlaciona con la resistencia a la tracción. |
| Resistencia al impacto Charpy | No especificado por ASTM A36 | La resistencia al impacto no es obligatoria; especificar pruebas CVN si se espera un servicio de baja temperatura o de fractura crítica. |
5. Físico & Propiedades térmicas del acero al carbono ASTM A36
Los números dados son representativos. típico valores a temperatura ambiente o cerca de ella, a menos que se indique lo contrario; los valores reales dependen de la química, Historia y temperatura de laminación/homogeneización..
| Propiedad | Valor típico (representante) | nota practica |
| Densidad | ≈ 7.85 g · cm⁻³ (7850 kg·m⁻³) | Uso para masa, Cálculos de inercia y peso estructural.. |
| Conductividad térmica, k | ≈ 50–60 W·m⁻¹·K⁻¹ (≈54 W·m⁻¹·K⁻¹ comúnmente citado entre 20 y 25 °C) | La conductividad disminuye al aumentar la temperatura.; importante para el flujo de calor, diseño de enfriamiento y enfriamiento. |
| Capacidad calorífica específica, CP | ≈ 460–500 J·kg⁻¹·K⁻¹ (usar ≈ 470 J·kg⁻¹·K⁻¹ como valor práctico a 20–25 °C) | cp aumenta con la temperatura; gobierna la energía requerida para calentar/enfriar secciones. |
| Difusividad térmica, α = k/(ρ·cp) | ≈ 1,4–1,6 × 10⁻⁵ m²·s⁻¹ (usando k = 54, ρ = 7850, cp = 470 → α ≈ 1,46×10⁻⁵) | Controla la rapidez con la que los cambios de temperatura penetran en el material. (respuesta térmica transitoria). |
| Coeficiente de expansión térmica lineal., αL | ≈ 11,7–12,5 × 10⁻⁶ K⁻¹ (típico: 12×10⁻⁶K⁻¹) | Uso para cálculos de crecimiento térmico y holguras de juntas.. |
Rango de fusión (aprox.) |
sólido ≈ 1425 ° C; Líquido ≈ 1540 ° C | Los rangos de fusión/solidus varían ligeramente según la composición.. No se utiliza para el diseño estructural normal.. |
| Emisividad (dependiente de la superficie) | 0.1 - 0.95 (acero oxidado típico ≈ 0.7–0.9; esmalte brillante ≈ 0.05–0.2) | Uso para modelos de transferencia de calor radiativo; Elija siempre una emisividad consistente con el acabado de la superficie y el estado de oxidación.. |
| resistividad eléctrica (sólido) | ≈ 0.10 - 0.20 μΩ · m (≈ 1.0–2,0 ×10⁻⁷ Ω·m) | Varía con la química y la temperatura.; afecta el calentamiento eléctrico y las pérdidas por corrientes parásitas. |
| Comportamiento magnético | Ferromagnético debajo del punto Curie (~770 °C para hierro) | Las propiedades magnéticas influyen en los END (MPI) y comportamiento de calentamiento por inducción. |
6. Comportamiento de fabricación: formando, mecanizado y trabajo en frio
Formación (frío & caliente):
- Los productos laminados en caliente A36 se forman bien al doblarlos., dibujo rodante y simple.
- Formación fría (doblando, estampado) Es práctico dentro de los límites de diseño: asegúrese de que los radios de curvatura y los límites de reducción coincidan con el espesor y el temple del material para evitar grietas..
Se recomiendan radios de curvatura mínimos típicos en las mesas de formación y dependen del espesor y la condición del molino..
Mecanizado:
- Mecanizado A36 fácilmente con herramientas convencionales de carbono y carburo. La maquinabilidad es comparable a la de otros aceros dulces.; Se aplican velocidades y avances estándar..
Cargas de viruta pesadas, Los cortes profundos e interrumpidos y un refrigerante deficiente pueden endurecer las superficies y reducir la vida útil de la herramienta..
Efectos del trabajo en frío:
- El doblado o estirado en frío aumenta el rendimiento localmente mediante endurecimiento por deformación.; El recocido posterior para aliviar tensiones es posible si se debe restaurar la ductilidad..
7. Soldadura y unión
Soldadura: Excelente. El bajo contenido de carbono y la aleación limitada hacen que el A36 sea fácilmente soldable con todas las técnicas comunes de fusión y estado sólido. (Marea, Gtaw, GMAW/MIG, FCAW).
Selección del metal de aportación:
- Consumibles comunes: varillas/alambres de relleno de acero dulce (P.EJ., Serie ER70S para GMAW, E7018 o E7016 para SMAW) Combinados en resistencia y ductilidad..
Elija consumibles que ofrezcan ductilidad, metal de soldadura resistente a grietas.
Precalentar e interpasar:
- Para espesores de placa típicos (<25 mm) y ambientes benignos, sin precalentamiento generalmente se requiere. Para secciones más gruesas, articulaciones restringidas, o condiciones ambientales frías, precalentamiento modesto (P.EJ., 50–150 °F / 10–65°C) Reduce el riesgo de craqueo por hidrógeno y las tensiones residuales..
Los controles de temperatura entre pasadas son esenciales para soldaduras de varias pasadas..
Tratamiento térmico posterior a la soldado (PWHT):
- No es necesario para la mayoría de los conjuntos soldados A36. PWHT se puede utilizar para reducir la tensión residual o cuando la calificación del procedimiento de soldadura lo exige. (Componentes críticos de presión o fatiga.), pero A36 carece de templabilidad;
PWHT generalmente implica un recocido para aliviar el estrés. (P.EJ., ~600–650 °C) en lugar de endurecerse.
8. Tratamiento térmico: capacidades y límites para A36
ASTM A36 no es una aleación tratable térmicamente en el sentido de enfriamiento & endurecimiento del temperamento (El bajo contenido de carbono y la falta de aleación impiden la transformación martensítica.).
Tratamientos térmicos típicos:
- Recocido / Normalización: Es posible refinar el grano y restaurar la ductilidad después de trabajos pesados en frío o soldadura.. Temperaturas de recocido típicamente ~ 700–900 °C dependiendo del espesor y el efecto deseado.
- Recocido para aliviar el estrés: baja temperatura (~ 550–650 ° C) para reducir las tensiones residuales de soldadura.
- Aplacar & temperamento: no es efectivo para un aumento significativo de la resistencia debido a la baja carbonabilidad/templabilidad; El enfriamiento produce un endurecimiento limitado y una distorsión sustancial..
Implicación del diseño: No confíe en el tratamiento térmico para aumentar el límite elástico.; Elija un acero de mayor resistencia si se necesitan mayores tensiones permitidas..
9. Comportamiento corrosivo y estrategias de protección de superficies.
Corrosión intrínseca: A36 es acero al carbono sin alear y se corroerá. (formar óxido de hierro) cuando se expone a la humedad y al oxígeno. La tarifa depende del entorno. (humedad, sales, contaminantes).
Estrategias de protección:
- Sistemas de pintura: cebador + abrigos (epoxy, poliuretano) Son económicos para la protección atmosférica..
Preparación de la superficie (chorro abrasivo a Sa 2½, SSPC SP10) mejora la adherencia y la longevidad. - Galvanizante: galvanizado en caliente (HDG) da protección sacrificial; comúnmente utilizado para miembros estructurales exteriores, sujetadores y componentes expuestos a la intemperie.
- Protección catódica: utilizado para estructuras sumergidas o enterradas (revestimiento + ánodos de sacrificio).
- Derechos de corrosión: especificar tolerancias de espesor y programas de inspección en ambientes agresivos.
Mantenimiento: La inspección y los retoques periódicos son fundamentales para una larga vida útil: la falla del recubrimiento permite corrosión y picaduras localizadas..
10. Aplicaciones típicas del acero ASTM A36
A36 es la opción predeterminada cuando la economía, La disponibilidad y la simplicidad de fabricación son prioridades.. Las aplicaciones típicas incluyen:
- Estructuras de construcción: vigas, columnas, placas y refuerzos
- Puentes (componentes que no son de alta resistencia), pasarelas, plataformas
- fabricación general: marcos, soporte, remolques
- Bases de maquinaria, alojamiento, componentes sin presión
- Accesorios y conjuntos soldados donde la ductilidad y la soldabilidad son esenciales
11. Ventajas & Limitaciones del acero al carbono ASTM A36
Ventajas principales
- Rentabilidad: El costo más bajo entre los aceros estructurales. (30-40% más barato que los aceros HSLA como A572 Gr.50, 70-80% más barato que el acero inoxidable 304).
- Soldabilidad superior: Elimina el precalentamiento para secciones delgadas., reduciendo el tiempo y el coste de fabricación.
- Excelente procesabilidad: Fácil de formar, máquina, y forjar, adecuado tanto para componentes simples como complejos.
- Amplia disponibilidad: Cadena de suministro global, con diversas formas de productos (platos, verja, formas, parlotes) y tamaños.
- Fuerza equilibrada: Cumple con la mayoría de los requisitos estructurales. (cargas estáticas, cargas dinámicas bajas) sin exceso de ingeniería.
Limitaciones clave
- Poca resistencia a la corrosión: Requiere protección de superficie para ambientes exteriores o corrosivos.; no apto para aplicaciones marinas/químicas sin recubrimiento.
- Dureza limitada a bajas temperaturas: El A36 sin modificar es frágil por debajo de 0°C, no recomendado para aplicaciones criogénicas (P.EJ., Estructuras árticas).
- Que no tiene calor: No se puede reforzar significativamente mediante tratamiento térmico. (resistencia máxima a la tracción ~550 MPa); insuficiente para componentes sometidos a altas tensiones.
- Menor resistencia a la fatiga: No es ideal para cargas dinámicas de ciclo alto (P.EJ., piezas de motor automotriz) – utilice HSLA o aceros aleados en su lugar.
12. Cumplimiento de estándares & Equivalentes internacionales
ASTM A36 es reconocida mundialmente, con estándares equivalentes en las principales regiones industriales, garantizar la compatibilidad transfronteriza:
| Región | Estándar equivalente | Designación de grado | Diferencias clave |
| Europa | EN 10025-2:2004 | S235JR | Menor límite elástico (235 MPA vs. 250 MPa para A36 ≤19 mm); ductilidad y soldabilidad similares. |
| Porcelana | GB/T 700-2006 | Q235B | Fuerza de rendimiento 235 MPA; límites de fósforo/azufre más estrictos (≤0,045% frente a. A36 0.040% PAG, 0.050% S). |
| Japón | ÉL G3101:2015 | SS400 | Sin límite elástico especificado (de tensión 400-510 MPA); equivalente para aplicaciones estructurales. |
| India | ES 2062:2011 | E250A | Fuerza de rendimiento 250 MPA; compatible con A36 en construcción y maquinaria. |
13. Análisis comparativo: A36 vs.. aceros estructurales de mayor resistencia
| Aspecto | A36 (base) | A572 Gr 50 (HSLA) | A992 (formas estructurales) | A514 (Q&Placa T de alta resistencia) |
| clase metalúrgica | Acero dulce con bajo contenido de carbono (laminado en caliente) | De alta fuerza, poca aleación (HSLA) | HSLA estructural con química controlada para formas | Apagado & templado, placa aleada de alta resistencia |
| Rendimiento mínimo típico | 36 KSI (≈250MPa) | 50 KSI (≈345MPa) | 50 KSI (≈345MPa) | 100 KSI (≈690 MPa) |
| Rango de tracción típico | 58–80 ksi (≈400–550MPa) | 60–80 ksi (≈415–550MPa) | 60–80 ksi (≈415–550MPa) | ~110–140 ksi (≈760–965MPa) (varía por grado) |
| Alargamiento | ≥ ~20% (depende del espesor) | ~18–22% (dependiente de la sección) | ~18–22% | Más bajo: a menudo ~10–18% (Sección y calor dependiente.) |
| Soldadura (comercio) | Excelente; consumibles comunes | Muy bien; práctica similar a la A36 | Muy bien; especificado para la construcción de columnas/vigas | Más exigente — la soldadura debe ser controlada; A menudo se requiere precalentamiento/interpaso y WPS calificado. |
Capacidad de tratamiento térmico |
No tratable térmicamente para mayor resistencia. | No destinado a apagar/temperar; reforzado por procesamiento químico/termomecánico | No tratable térmicamente para fortalecer | Tratado térmicamente (Q&T) - resistencia obtenida mediante enfriamiento & temperamento |
| Tenacidad / comportamiento a baja temperatura | Bueno para servicio general.; especifique CVN si es necesario | Dureza mejorada respecto al A36 (dependiendo de las especificaciones) | Bueno: química especificada para secciones estructurales y tenacidad controlada. | Puede tener buena dureza si se especifica, pero requiere control; riesgo de comportamiento frágil si no se suministra/trata adecuadamente |
| Formabilidad & trabajo frío | Buenas características de formación | Bien, pero mayor recuperación; menos dúctil que A36 | Bueno para la formación bruta de formas. | Limitado: formabilidad pobre en comparación con A36/A572; No se recomienda el conformado en frío para uso sin diluir. |
Rangos de espesor de placa/forma utilizables |
Ancho, stock de molino estándar | Ancho; comúnmente disponible en placas y formas | Principalmente formas y vigas de ala ancha | Placa típicamente pesada (secciones más gruesas) para componentes de alta tensión |
| Aplicaciones típicas | Marcos estructurales generales, corchetes, miembros no críticos | Puentes, miembros del edificio, Secciones estructurales donde una mayor tensión permitida reduce el peso. | Vigas/columnas de ala ancha en edificios: estándar de la industria para formas estructurales | Bastidores de máquinas de alta resistencia, equipo de excavación, miembros estructurales altamente estresados |
| Costo relativo del material | Bajo (mas economico) | Moderado | Moderado (similar a A572) | Alto (prima por alta resistencia y Q&Procesamiento T) |
| Compensaciones de diseño | Bajo costo, Fabricación simple pero secciones más pesadas. | Ahorro de peso, mayor tensión permitida, modesto control de fabricación adicional | Optimizado para la construcción de estructuras de acero (tolerancias de sección, geometría de brida) | Es posible una importante reducción de peso, pero requiere soldadura/fabricación y ECM cuidadosas. |
14. Ciclo vital, mantenimiento y reciclabilidad
Vida útil: Con sistemas de pintura y mantenimiento estándar., Los componentes estructurales del A36 suelen durar décadas en atmósferas moderadas.. Los ambientes corrosivos o marinos requieren mayor mantenimiento o galvanizado..
Reparar & mantenimiento: La reparación de soldadura es sencilla. Inspecciones estructurales, El control de la corrosión y el recubrimiento oportuno prolongan la vida útil..
Reciclabalidad: El acero es altamente reciclable (uno de los materiales de ingeniería más reciclados). La chatarra A36 se consume fácilmente en hornos de arco eléctrico (EAF) o molinos integrados; especificar contenido reciclado es factible.
15. Conclusión
Acero suave/bajo en carbono ASTM A36 sigue siendo un material fundamental para las estructuras de acero en general porque combina economía, propiedades dúctiles predecibles y fabricación sencilla.
Es la elección correcta cuando las cargas y las condiciones ambientales coinciden con el diseño y cuando la simplicidad y el costo de fabricación son los factores dominantes..
Sin embargo, cuando mayores tensiones permitidas, luces más grandes, reducción de peso, Se requiere una tenacidad mejorada a bajas temperaturas o una resistencia superior a la corrosión., Los ingenieros deberían evaluar aceros estructurales de mayor resistencia., Aleaciones HSLA, Aceros resistentes a la intemperie o aleaciones resistentes a la corrosión, según corresponda..
