Descripción general
ASTM A519es la especificación estándar para"Tubos mecánicos sin costura de acero al carbono y aleados".Abarca una amplia gama de grados.
SA519 Grado 4130es un grado específico dentro de ese estándar. El prefijo "SA" indica que también cumple con los requisitos del Código ASME para calderas y recipientes a presión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones presurizadas.
En términos simples,SA519 Gr 4130es untubo de acero de aleación de cromo-molibdeno (cromo-molibdeno) sin costuraconocido por su alta resistencia, buena tenacidad y excelente soldabilidad.
Características clave de SA519 Gr 4130
Construcción sin costuras:El tubo se forma perforando un tocho macizo, lo que da como resultado un producto sin costura soldada. Esto proporciona resistencia e integridad de presión superiores en comparación con los tubos soldados (ERW).
Relación de alta resistencia-a-peso:Ofrece una resistencia significativamente mayor que los aceros al carbono estándar (como A106 o A53), lo que permite paredes más delgadas y componentes más livianos sin sacrificar el rendimiento.
Buena ductilidad y dureza:Puede doblarse y formarse y mantiene una buena resistencia al impacto, especialmente en condiciones normalizadas y templadas.
Excelente soldabilidad:Es fácilmente soldable utilizando métodos comunes, aunque a menudo se recomienda el tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura (PWHT, por sus siglas en inglés) para evitar grietas y restaurar las propiedades mecánicas.
Tratable térmicamente:Sus propiedades se pueden mejorar enormemente mediante procesos de tratamiento térmico como normalización, enfriamiento y revenido.
Composición química
La composición química (en porcentaje en peso) es un factor clave en sus propiedades.
| Elemento | Composición (%) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0.28 - 0.33 |
| Manganeso (Mn) | 0.40 - 0.60 |
| Fósforo (P) | 0,035 máx. |
| Azufre (S) | 0,040 máx. |
| Silicio (Si) | 0.15 - 0.35 |
| Cromo (Cr) | 0.80 - 1.10 |
| Molibdeno (Mo) | 0.15 - 0.25 |
Cromo (Cr)aumenta la templabilidad, la resistencia a la corrosión/oxidación y la resistencia.
Molibdeno (Mo)mejora la resistencia, especialmente a altas temperaturas, y mejora la templabilidad y la soldabilidad.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas pueden variar significativamente según la condición del tratamiento térmico (por ejemplo, estirado en frío, normalizado, normalizado y revenido). Los siguientes son valores mínimos típicos paraNormalizado y Templadocondición, que es muy común.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 70.000 psi (485 MPa) mín. |
| Fuerza de producción | 45.000 psi (310 MPa) mín. |
| Elongación en 2" | 25% mínimo |
(Nota: Para condiciones de estirado en frío, el límite elástico puede ser tan alto como 75,000 psi, pero el alargamiento es menor).
Aplicaciones comunes
SA519 Gr 4130 se elige para aplicaciones exigentes donde la resistencia, el peso y la durabilidad son fundamentales.
Aeroespacial:Líneas hidráulicas, componentes de trenes de aterrizaje, soportes de motores, estructuras de fuselajes.
Automoción y carreras:Jaulas antivuelco, tubos de chasis, ejes de transmisión, componentes de suspensión.
Petróleo y gas:Tuberías de fondo de pozo, líneas de instrumentación y colectores en servicio de alta-presión.
Maquinaria y Equipo:Cilindros, arietes hidráulicos, vástagos de pistón y marcos estructurales de alta-tensión.
Industria del ciclo:Cuadros de bicicleta de alto-rendimiento (especialmente en versiones personalizadas).
Formas y tamaños disponibles
Tipos:Sólo sin costuras.
Formas:Principalmente redondo, pero también disponible en tubo mecánico cuadrado y rectangular.
Tamaños:Se encuentra disponible una amplia gama de diámetros exteriores (OD) y espesores de pared, que generalmente se ajustan a los tamaños de tubería estándar.
Consideraciones de mecanizado y soldadura
Mecanizado:Generalmente se considera que el acero 4130 tiene buena maquinabilidad en condiciones normalizadas y revenidas. Es más resistente que los aceros con bajo-carbono, por lo que se necesitan herramientas y velocidades adecuadas.
Soldadura:Esta es un área crítica.
Pre-calentamientoes muy recomendable (normalmente 300-400 grados F/150-200 grados) para secciones de más de 0,120 pulgadas de espesor para evitar el agrietamiento inducido por el hidrógeno.
Metal de aportación:Las opciones comunes son ER80S-D2 o ER70S-2. Para aplicaciones críticas, se puede utilizar una varilla de relleno 4130 correspondiente.
Post-Tratamiento térmico de soldadura (PWHT):Muy recomendado para aliviar tensiones y restaurar la dureza en la zona-afectada por el calor (HAZ). Esto implica templar a alrededor de 1100 grados F (595 grados).
Comparación con otros estándares
ASTM A519 frente a ASTM A106:El A106 es para servicios de alta-temperatura (p. ej., tuberías, calderas) y suele ser acero al carbono. A519 Gr 4130 es un acero aleado diseñado para aplicaciones mecánicas que requieren mayor resistencia.
ASTM A519 frente a ASTM A333:A333 cubre el servicio de baja-temperatura, mientras que A519 no está clasificado específicamente para propiedades de impacto de baja-temperatura a menos que se especifique.
Resumen
ASTM SA519 Grado 4130es un tubo de acero de aleación sin costura de primera-calidad, apreciado por su:
Alta resistencia y tenacidad.
Buena resistencia a la fatiga.
Excelente soldabilidad (con procedimiento adecuado).
Relación favorable entre fuerza-y-peso.
Es el material elegido por ingenieros y diseñadores que trabajan en componentes críticos de alto-esfuerzo en las industrias aeroespacial, de deportes de motor y de maquinaria de alto-rendimiento.
