ASTM A519 es la especificación estándar para tubos mecánicos sin costura de acero al carbono y aleados. A diferencia de los estándares de tuberías de presión como ASTM A106 o ASTM A335, la tubería A519 está diseñada para aplicaciones mecánicas y estructurales donde la precisión dimensional, el acabado de la superficie y las propiedades mecánicas específicas importan más que la clasificación de presión interna. Esta guía explica el sistema de calificaciones, la química, las rutas de fabricación, las tolerancias, las pruebas y la información para realizar pedidos que los compradores necesitan al adquirir tubos A519.
Clasificación de grado
A519 cubre una amplia gama de grados organizados por composición química. Los grados de carbono se utilizan para mecanizado general y cilindros, grados de aleaciones para piezas críticas de alta-resistencia y fatiga-y grados de hornos eléctricos para rodamientos y engranajes.
| Tipo de grado | Designaciones de acero | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| Aceros al carbono | 1020, 1025, 1030, 1040, 1045, 1050, 1060 | Mecanizado general, cilindros, rodillos, ejes. |
| Aceros aleados | 4130, 4140, 4150, 4340, 8620, 8625, 9310 | Piezas de alta-resistencia, componentes aeroespaciales y de automoción |
| Grados de hornos eléctricos | E3310, E4340, E52100 | Rodamientos, engranajes y piezas carburadas de alta-resistencia |
Composición química de grados clave
La química determina la templabilidad, la soldabilidad y la respuesta mecánica final. A continuación se muestran los límites típicos para los grados solicitados con mayor frecuencia.
| Calificación | C, % | millones, % | P máx, % | S máx, % | Sí, % | cr, % | Mes, % | Ni, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 1045 | 0.43-0.50 | 0.60-0.90 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 4130 | 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | - |
| 4140 | 0.38-0.43 | 0.75-1.00 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | - |
| 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.70-0.90 | 0.20-0.30 | 1.65-2.00 |
| 8620 | 0.18-0.23 | 0.70-0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.40-0.60 | 0.15-0.25 | 0.40-0.70 |
Proceso de fabricación
La tubería A519 debe producirse mediante un recorrido sin costuras; No se permiten tubos soldados. La palanquilla se perfora y lamina en caliente y luego se termina mediante acabado en caliente, estirado en frío o laminación en frío, según la tolerancia y la superficie requeridas. El tratamiento térmico se aplica según lo requiera la orden de compra, generalmente recocido, normalizado o templado y revenido. Debido a que no existe una costura de soldadura longitudinal, las propiedades son uniformes alrededor de la circunferencia, lo cual es importante para piezas que se mecanizan hasta obtener paredes delgadas.
Propiedades mecánicas típicas
Las propiedades varían con el tratamiento térmico, por lo que los valores a continuación son una guía típica en lugar de mínimos garantizados. Confirme el requisito exacto con la condición especificada en su pedido.
| Calificación | Condición | Resistencia a la tracción, MPa | Límite elástico, MPa | Alargamiento, % | Dureza, HB |
|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | Estirado en frío | 380-550 | 310 minutos | 10-20 | 121-170 |
| 1045 | Normalizado | 625-750 | 370 minutos | 12-18 | 170-210 |
| 4130 | Normalizado y templado | 670-900 | 435 minutos | 15-22 | 190-250 |
| 4140 | Aceite templado y revenido | 850-1050 | 700 minutos | 12-18 | 260-320 |
| 4340 | Aceite templado y revenido | 1000-1200 | 900 minutos | 10-15 | 300-380 |
| 8620 | Calidad de cementación- | 500-700 | 350 minutos | 18-25 | 150-200 |
Tolerancias dimensionales
Los tubos-estirados en frío se especifican cuando se debe minimizar el stock de mecanizado. La tolerancia típica del diámetro exterior estirado en frío-es de más o menos 0,10 a 0,38 mm dependiendo del tamaño, con una tolerancia de espesor de pared de aproximadamente más o menos 10 por ciento del nominal y una rectitud de 0,5 mm por metro como máximo. Los tubos acabados en caliente-se suministran con una tolerancia del diámetro exterior de aproximadamente más o menos 0,75 por ciento del diámetro exterior, y es posible que haya cascarilla de laminación en la superficie. La concentricidad es más uniforme en el producto-estirado en frío, lo que es importante para el bruñido de cilindros y el torneado de precisión.
Pruebas y Certificación
El análisis químico se realiza en cada calor según ASTM A751; las pruebas de tracción y aplanamiento siguen la norma ASTM A370; Las pruebas de dureza siguen ASTM E10 o E18. El examen no-destructivo mediante métodos ultrasónicos, de corrientes parásitas o de partículas magnéticas está disponible cuando se especifica en la orden de compra. Con cada lote se proporciona un certificado de prueba de material que informa el número de calor, la química y los resultados mecánicos, lo que brinda una trazabilidad completa para los sistemas de calidad.
Aplicaciones industriales
Los fabricantes de automóviles utilizan tubos A519 para cilindros hidráulicos, cuerpos de amortiguadores, ejes de transmisión y columnas de dirección en 1020, 1035, 4130 y 4140. Los programas aeroespaciales mecanizan 4130 y 4340 en cilindros actuadores, soportes de motor y miembros estructurales. Los fabricantes de maquinaria utilizan 1045, 4140, 4340 y 8620 para rodillos, husillos y casquillos. El servicio de petróleo y gas utiliza 4140, 4340 y 8630 para cuerpos de válvulas, ejes de bombas, mandriles y herramientas de fondo de pozo. Los sistemas hidráulicos y neumáticos suelen utilizar 1020, 1045 y 4130 pulidos para cilindros y tubos de acumuladores.
Comparación con otras especificaciones sin costuras
| Especificación | Uso primario | Diferencia clave de A519 |
|---|---|---|
| ASTM A519 | Tuberías mecánicas y estructurales. | Tolerancias estrictas, condiciones múltiples, sin clasificación de presión |
| ASTM A106 | Servicio de presión a alta temperatura. | Presión nominal con diferentes límites químicos |
| ASTM A335 | Tuberías de presión de alta-temperatura | Grados de aleación especificados para resistencia a la fluencia |
| ASTM A213 | Tubos para calderas e intercambiadores de calor. | Propiedades-herméticas a la presión y a altas-temperaturas |
| ASTM A500 | Tubería estructural, soldada y sin costura. | Secciones estructurales, tolerancias menos estrictas. |
Equivalentes globales
Los equivalentes internacionales comunes para los grados A519 incluyen las designaciones EN 10083 y EN 10084: 1020 se compara con 1.0402 C22, 1045 con 1.0503 C45, 4130 con 1.7218 25CrMo4, 4140 con 1.7225 42CrMo4, 4340 con 1.6582 34CrNiMo6, y 8620 con 1.6523 20NiCrMo2. Los equivalentes de JIS incluyen S20C, S45C, SCM430, SCM440, SNCM439 y SCM420 respectivamente.
Información de pedido
Especifique lo siguiente al solicitar una cotización: especificación ASTM A519, grado, código de condición, diámetro exterior por espesor de pared, longitud, acabado final, acabado superficial y pruebas o certificación especiales. Un ejemplo completo es: ASTM A519 4140 QT, 76,2 mm de diámetro exterior por 6,35 mm de pared, cortado en longitudes de 3 m, extremos biselados, 28-32 HRC.
Preguntas frecuentes
¿La tubería ASTM A519 está clasificada para presión?
El No. A519 es un estándar de tubería mecánica y no tiene clasificación de presión. Los componentes que contienen presión deben diseñarse y verificarse por separado, generalmente según un estándar de tubería de presión.
¿Cuál es la diferencia entre los tubos A519-estirados en frío y-en caliente?
Los tubos-estirados en frío tienen tolerancias de pared y diámetro exterior más ajustadas, una superficie más lisa y una mejor concentricidad. Los tubos acabados en caliente-son más económicos para tamaños más grandes y paredes más gruesas donde el margen de mecanizado es aceptable.
¿Qué grado A519 es mejor para engranajes carburados?
8620 y 9310 son la opción estándar.. 8620 ofrece un buen equilibrio entre dureza de la caja y dureza del núcleo, mientras que el 9310 proporciona una mayor resistencia del núcleo y es común en engranajes aeroespaciales.
¿La tubería A519 requiere prueba hidrostática?
No por defecto. Debido a que la tubería no está clasificada para servicio a presión, la prueba hidrostática no es un requisito estándar. Cuando se especifique, se pueden agregar exámenes no destructivos, como pruebas ultrasónicas o de corrientes parásitas.
¿Se pueden suministrar tubos de aleación A519 en condiciones de templado y revenido?
Sí. Los grados como 4140 y 4340 se suministran regularmente en condición QT, con rangos de dureza como 28-32 HRC o 30-36 HRC confirmados en el pedido para cumplir con los requisitos de mecanizado y servicio.
