Chapas de acero laminadas en caliente

1. Introducción

Las chapas de acero laminadas en caliente (también denominadas chapas «quarto» o chapas gruesas) son productos planos que se fabrican mediante el laminado en caliente de lingotes en laminadores de chapas reversibles o continuos. Su espesor suele oscilar entre unos 3 y 6 mm y puede alcanzar los 150-250 mm o más. Se utilizan ampliamente en la construcción, los puentes, la construcción naval, los recipientes a presión, la maquinaria pesada y las tuberías.

Entre las normas internacionales más importantes se incluyen:

• EN 10025 (Partes 1-6) – Productos laminados en caliente de aceros estructurales (Europa / DSTU EN 10025 Ucrania)

• ASTM A36, A572, A516, A283, A514, A709, etc. (Estados Unidos)

• GOST 14637, GOST 19281, GOST 27772, GOST 5520, etc. (CEI / Rusia)

• JIS G 3101, JIS G 3106 (Japón) y equivalentes nacionales (GB/T, IS, etc.)

La clasificación se basa principalmente en el límite elástico, la tenacidad al impacto (Charpy), el estado de suministro (tal como se ha laminado, normalizado, laminado termomecánicamente, templado y revenido) y la aplicación prevista (estructural, recipientes a presión, construcción naval, alta resistencia, resistencia a la intemperie).

2. Normas europeas (EN 10025)

La norma EN 10025 es la principal norma europea para los aceros estructurales laminados en caliente. Los grados se designan por el límite elástico mínimo (MPa) para espesores ≤ 16 mm, seguido de una designación de calidad que indica la tenacidad al impacto y el estado de suministro.

2.1 Calidades estructurales habituales (EN 10025-2 sin alear)

Designaciones de calidad (resistencia al impacto):

• JR – Charpy con muesca en V ≥27 J a +20 °C

• J0 – ≥27 J a 0 °C

• J2 – ≥27 J a −20 °C

• K2 – ≥40 J a −20 °C (mayor tenacidad)

2.2 Límite elástico en función del espesor (EN 10025)

El límite elástico mínimo disminuye al aumentar el espesor:

2.3 Otras partes de la norma EN 10025

• EN 10025-3: Aceros de grano fino normalizados o laminados normalizados (S275N/NL, S355N/NL, S420N/NL, S460N/NL)

• EN 10025-4: Aceros de grano fino laminados termomecánicamente (S275M/ML, S355M/ML, S420M/ML, S460M/ML)

• EN 10025-5: Aceros con resistencia mejorada a la corrosión atmosférica (aceros resistentes a la intemperie, p. ej., S355J0W, S355J2W)

• EN 10025-6: Aceros de alta resistencia templados y revenidos (S460Q/QL/QL1 a S960Q/QL)

3. Normas de Estados Unidos (ASTM)

Las especificaciones ASTM abarcan una amplia gama de chapas de carbono, de baja aleación y alta resistencia (HSLA) y de calidad para recipientes a presión.

3.1 Calidades comunes para aplicaciones estructurales y HSLA

3.2 Calidades de los recipientes a presión (ASTM A516)

Entre los grados de alta resistencia templados y revenidos se incluyen los ASTM A514 y A517 (límite elástico típico de 620–690 MPa).

4. Normas de la CEI / Rusia

Las especificaciones GOST / DSTU habituales para chapas laminadas en caliente incluyen GOST 14637 (estructurales de carbono), GOST 19281 (de baja aleación y alta resistencia), GOST 27772 (estructurales para la construcción), GOST 5520 (calderas/recipientes a presión) y otras.

• St3ps / St3sp: acero estructural al carbono ordinario (≈ S235 / A36)

• 09G2S, 10HSND, 15HSND: aceros estructurales de baja aleación / para puentes

• También se hace amplia referencia a los equivalentes Q235 / Q345 según la norma china GB/T

• Condiciones de suministro: laminado en caliente, normalizado, laminado termomecánicamente, templado y revenido

5. Equivalencias aproximadas entre normas de calidad

La siguiente tabla recoge las equivalencias aproximadas comúnmente aceptadas para las calidades estructurales comerciales. Los requisitos químicos y mecánicos exactos (especialmente la tenacidad al impacto y los rangos de espesor) deben verificarse siempre con arreglo a la edición específica de la norma.

6. Calidades especiales y de alta resistencia

Templadas y revenidas (EN 10025-6 / ASTM A514):

• S460Q/QL a S960Q/QL – Límite elástico: 460–960 MPa

• ASTM A514 / A517 – Límite elástico típico de 620 a 690 MPa

Laminados termomecánicamente para conformado en frío (EN 10149-2):

• S315MC, S355MC, S420MC, S460MC, S500MC … hasta S960MC

7. Aplicaciones típicas

• Construcción y puentes: vigas, pilares, vigas de placa, estructuras de perfil ligero (S235–S355)

• Construcción naval y offshore: chapas de casco, plataformas (calidades AH/DH/EH, S355–S460)

• Recipientes a presión y calderas: A516 Gr.60/70, P265GH–P355GH, 16Mo3

• Maquinaria pesada y minería: chapas Q&T de alta resistencia (S690–S960, A514)

• Tuberías y tubos de conducción: equivalentes a API 5L X42–X120

8. Notas importantes

• El límite elástico disminuye al aumentar el espesor de la chapa; utilice siempre el valor correspondiente al espesor solicitado.

• Los requisitos de tenacidad al impacto (Charpy) y la temperatura de ensayo son fundamentales para aplicaciones a baja temperatura o de seguridad estructural.

• El estado de suministro (tal como se lamina, normalizado +N, laminado termomecánicamente +M, templado y revenido +Q) afecta significativamente a las propiedades y a la soldabilidad.

• Los límites del equivalente de carbono (CEV) determinan la soldabilidad; los grados de mayor resistencia suelen requerir precalentamiento o procedimientos especiales de soldadura.

• AOIN suministra una amplia gama de espesores (normalmente de 6 a 200 mm), anchos de hasta 3.200–4.800 mm y longitudes de hasta 12–25 m en calidades que van desde la S235 hasta la S960 y sus equivalentes según la norma ASTM, en condiciones de laminado en caliente, normalizado, TM y Q&T.