ASTM A519: Tubería mecánica sin costura de acero al carbono y aleado
1. Descripción general y concepto central
ASTM A519es la especificación estándar paraTubería mecánica sin costura de acero al carbono y aleado.. A diferencia de los estándares de tuberías de presión (A106, A335), la tubería A519 está diseñada principalmente paraaplicaciones mecánicas y estructuralesdonde la precisión dimensional, el acabado superficial y las propiedades mecánicas específicas son fundamentales.
Distinción clave:A519 definetubería mecánica, no tuberías de presión. Se utiliza cuando el propio tubo sirve como componente estructural o parte móvil.
2. Grados y clasificación estándar
A519 cubre una amplia gama de grados, organizados por composición química:
| Tipo de grado | Designación de acero | UNS equivalente | Aplicaciones comunes |
|---|---|---|---|
| Aceros al carbono | 1020, 1025, 1030, 1040, 1045, 1050, 1060, etc. | G10200, G10250, etc. | Mecanizado general, cilindros, rodillos. |
| Aceros aleados | 4130, 4140, 4150, 4340, 8620, 8625, 9310 | G41300, G41400, etc. | Piezas de alta-resistencia, aeronaves y automoción |
| Aceros inoxidables | 304, 316, 321, 347 | S30400, S31600, etc. | Piezas mecánicas resistentes a la corrosión- |
| Grados de "horno eléctrico" | E3310, E4340, E52100 | Rodamientos y engranajes de alta-resistencia |
3. Requisitos de composición química (grados clave seleccionados)
| Calificación | C (%) | manganeso (%) | 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 |
Nota: En la norma se proporcionan tablas completas con todos los grados.
4. Proceso de fabricación
| Paso del proceso | Descripción | Objetivo |
|---|---|---|
| siderurgia | Horno eléctrico, oxígeno básico o proceso aprobado. | Lograr la química especificada |
| Fabricación de tuberías | Proceso obligatorio sin interrupciones(sin tubos soldados) | Sin costura longitudinal, propiedades uniformes |
| Métodos de formación | Acabado en caliente, estirado en frío o laminado en frío | Conseguir dimensiones y superficie finales. |
| Tratamiento térmico | Según lo requiera la orden de compra (recocido, normalizado, revenido, etc.) | Obtener las propiedades mecánicas requeridas. |
5. Propiedades mecánicas (condición típica de tratamiento térmico -)
Las propiedades varían significativamente según el tratamiento térmico. A continuación se muestran los rangos típicos.
| 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 | Enfriado y revenido con aceite | 850-1050 | 700 minutos | 12-18 | 260-320 |
| 4340 | Enfriado y revenido con aceite | 1000-1200 | 900 minutos | 10-15 | 300-380 |
| 8620 | Calidad de endurecimiento | 500-700 | 350 minutos | 18-25 | 150-200 |
6. Características dimensionales y tolerancias
A519 es conocido portolerancias dimensionales estrictasapto para mecanizado.
| Dimensión | Tolerancia de tubería estirada en frío | Tolerancia de tubería terminada en caliente |
|---|---|---|
| Diámetro externo | ±0,10 mm a ±0,38 mm (depende del diámetro exterior) | ±0,75 % del diámetro exterior o ±0,4 mm |
| Espesor de la pared | ±10% de la pared nominal | +0/-12,5 % a +0/-10 % |
| Concentricidad (excentricidad de la pared) | Distribución de paredes más uniforme | Menos estricto que el estirado en frío. |
| Rectitud | 0,5 mm por metro máximo | 1,5 mm por metro máximo |
| Acabado superficial | Suave, sin escala-(puede estar encurtido) | Puede haber incrustaciones de molino |
7. Requisitos de prueba
| Tipo de prueba | Frecuencia | Objetivo | Referencia estándar |
|---|---|---|---|
| Análisis químico | cada calor | Verificar composición | ASTM A751 |
| Prueba de tracción | Cada calor, cada lote de tratamiento térmico | Verificar propiedades mecánicas | ASTM A370 |
| Prueba de dureza | Como se especifica | Verificar la uniformidad del tratamiento térmico. | ASTM E10/E18 |
| Prueba de aplanamiento | Dos piezas por lote | comprobar ductilidad | ASTM A370 |
| Prueba no destructiva | Opcional (UT, ET, MT) | Detectar discontinuidades | Como se especifica en la orden de compra |
| Examen visual | 100% | Calidad superficial | - |
8. Aplicaciones clave por industria
| Industria | Aplicaciones típicas | Grados comunes |
|---|---|---|
| Automotor | Cilindros hidráulicos, cuerpos de amortiguadores, ejes de transmisión, tubos de eje, columnas de dirección | 1020, 1035, 4130, 4140 |
| Aeroespacial | Componentes del tren de aterrizaje, cilindros actuadores, soportes de motor, miembros estructurales | 4130, 4340, 300M, 8620 |
| Maquinaria y Equipo | Rodillos, ejes, husillos, casquillos, piezas mecánicas de precisión. | 1045, 4140, 4340, 8620 |
| Petróleo y gas | Cuerpos de válvulas, ejes de bombas, mandriles, herramientas de fondo de pozo. | 4140, 4340, 8630 |
| Hidráulico/Neumático | Cilindros, tubos de acumuladores, pistones neumáticos | 1020, 1045, 4130 (identificación perfeccionada) |
9. Comparación con otras especificaciones de tubos sin costura
| Especificación | Uso primario | Diferencia clave de A519 |
|---|---|---|
| ASTM A519 | Tubería mecánica/estructural | Tolerancias estrictas, diversas condiciones, sin clasificación de presión |
| ASTM A106 | Servicio de presión a altas temperaturas | Presión-clasificada, los límites de composición química difieren |
| ASTM A335 | Tuberías de presión de alta-temperatura | Grados de aleación específicos para resistencia a la fluencia |
| ASTM A213 | Tubos de caldera/intercambiador de calor | Propiedades-herméticas a la presión y a altas-temperaturas |
| ASTM A500 | Tubería estructural (soldada y sin costura) | Formas estructurales, tolerancias menos estrictas. |
10. Información de compras y pedidos
Información esencial para especificar:
Especificación: ASTM A519
Calificación: 1020, 4130, 4140, etc.
Condición:
CD(Estirado en frío) - Mejor acabado, tolerancias más estrictas
HORA(Laminado en caliente) - Como-condición laminada
A(Recocido) - Condición blanda para mecanizado
N(Normalizado) - Estructura uniforme
cuarto de galón(Apagado y revenido) - Alta resistencia
Tamaño: DE x Espesor de la pared (en pulgadas o mm)
Longitud: Al azar o cortado a medida
Finalizar: Liso, biselado, desbarbado
Acabado superficial: Decapado, aceitado, fosfatado
Requisitos especiales: END, pruebas especiales, certificación
Ejemplo de designación de pedido:
ASTM A519 4140 QT, 3,000" OD x 0,250" pared, cortado en longitudes de 10 pies, OD pulido, extremos biselados, dureza 28-32 HRC
11. Consideraciones sobre el tratamiento térmico
| Calificación | Tratamiento térmico recomendado | Propiedades resultantes típicas |
|---|---|---|
| 1020/1025 | Carburización y endurecimiento por cementación | Estuche rígido (55-62 HRC), núcleo resistente |
| 1045 | Normalizar o apagar y templar | Buena fuerza y resistencia al desgaste |
| 4130/4140 | Apagar y templar (aceite) | Alta resistencia, buena tenacidad |
| 4340 | Apagar y templar (aceite) | Muy alta resistencia y templabilidad profunda. |
| 8620 | Carburación | Excelente acero cementado |
12. Notas importantes y limitaciones
NO es un estándar de tubería de presión- Los tubos A519 no están diseñados para contener presión a menos que se evalúen específicamente
No se requiere prueba hidrostáticapor defecto (a diferencia de los estándares de tuberías de presión)
Precisión dimensionales un punto de venta clave, especialmente para los estirados en frío.
Defectos superficialesson más críticos que en tuberías de presión (afecta el mecanizado)
Proceso de dar un títuloNormalmente incluye informes de pruebas químicas y mecánicas.
Soldabilidadvaría según el grado Los aceros de aleación - requieren tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura-
13. Equivalentes globales
| Grado ASTM A519 | Equivalente EN/DIN | Equivalente ISO | Equivalente JIS |
|---|---|---|---|
| 1020 | 1.0402, C22 | C22E | S20C |
| 1045 | 1.0503, C45 | C45E | S45C |
| 4130 | 1.7218, 25CrMo4 | 25CrMo4 | SCM420 |
| 4140 | 1,7225, 42CrMo4 | 42CrMo4 | SCM440 |
| 4340 | 1,6582, 34CrNiMo6 | 34CrNiMo6 | SNCM439 |
Los tubos mecánicos ASTM A519 son la opción preferida cuando la precisión dimensional, las propiedades mecánicas específicas y la calidad de la superficie son primordiales para componentes que se mecanizarán, formarán o utilizarán en aplicaciones estructurales sin presión interna.
