Acero para pernos ASTM A193 grado B16 de cromo-molibdeno-vanadio (40CrMoV4-6, SNB16)

El ASTM A193 grado B16 es un acero de cromo-molibdeno-vanadio para pernos, para temperaturas más altas que el B7. Su contraparte europea es el 40CrMoV4-6 (1.7711) y su contraparte japonesa es el SNB16.

Nombres por norma

Cómo se llama en cada región

Región	Sistema	Designación	Norma	Coincidencia
USA	ASTM A193/A193M	Grade B16Pernos de aleación Cr-Mo-V, templados y revenidos a 1200 °F (650 °C) como mínimo. No corresponde ningún número AISI/SAE.	ASTM A193/A193M	Mismo material
UK	BS EN 10269	40CrMoV4-6La BSI adopta la EN 10269. La composición y las propiedades son similares a las del B16, pero no idénticas.	BS EN 10269	Equivalente más cercano
EU	Nombre según EN 10027-1	40CrMoV4-6Las fichas técnicas de productores listan el A193 B16 como designación similar. La EN 10269 también fija el Rp0.2 mínimo a temperatura elevada.	EN 10269	Equivalente más cercano
	Número según EN 10027-2	1.7711	EN 10269	Equivalente más cercano
	DIN (reemplazada)	40CrMoV4-7Nombre alemán anterior del mismo acero, todavía impreso en tablas. Algunas referencias citan el 40CrMoV4-7 para el grado EN.	—	Equivalente más cercano
	Nombre según EN 10027-1	21CrMoV5-7 (1.7709)Otro acero para pernos aleado con vanadio en la EN 10269, con más cromo (1.20–1.50 %) y menos carbono (0.17–0.25 %). No es equivalente del B16.	EN 10269	Equivalente más cercano
Japan	JIS G 4107	SNB16Acero japonés para pernos de alta temperatura con cromo, molibdeno y vanadio. El límite de carbono (0.36–0.44 %) es menor que el del B16 (0.36–0.47 %).	JIS G 4107	Equivalente más cercano

Sobre la equivalencia

El B16 es una especificación de pedido, no un grado de acero. El acero es una aleación de Cr-Mo-V. El 40CrMoV4-6 (1.7711) es la contraparte europea estándar. Las fichas técnicas de productores listan el A193 B16 como designación similar.
La composición difiere entre ambos. El B16 admite 0.36–0.47 % de carbono y 0.45–0.70 % de manganeso; el 40CrMoV4-6 de la EN 10269 admite 0.36–0.44 % de carbono y 0.45–0.85 % de manganeso, con 0.90–1.20 % de cromo. La especificación del productor acota el grado todavía más.
El 21CrMoV5-7 (1.7709) es otro acero para pernos de la EN 10269 con vanadio, pero tiene 0.17–0.25 % de carbono y 1.20–1.50 % de cromo. Tratarlo como un acero distinto, no como sustituto del B16.
Japón: el SNB16 (JIS G 4107) es la contraparte. Los datos de composición disponibles están incompletos, y una página de datos indica valores mínimos de tracción y límite elástico para el SNB16 de 690 y 590 MPa, aparentemente para el rango de tamaños mayor. Verificar la norma antes de sustituir.
India: no se ha identificado una designación IS verificada para el B16. Las especificaciones indias normalmente lo piden como ASTM A193 B16.
El B16 no es intercambiable con el B7 en cuanto a temperatura o selección de tuercas. El A193 B7 requiere tuercas 2H; el B16 requiere tuercas de grado 7 (o 4).

Composición química

Límites de composición, % en masa

Elemento	B16EE. UU. · ASTM A193/A193M, grado B16 (análisis de colada)	40CrMoV4-6 (1.7711)UE · EN 10269 (análisis de colada)	40CrMoV4-6UE · Especificación de acería de Ovako, variante 6098 (análisis de colada)	SNB16Japón · JIS G 4107 (parcial, según la lista de Total Materia)
C	0.36–0.47	0.36–0.44	0.36–0.44	0.36–0.44
Si	0.15–0.35	≤0.40	0.15–0.35	—
Mn	0.45–0.70	0.45–0.85	0.45–0.70	0.45–0.70
P	≤0.035	≤0.025	≤0.025	—
S	≤0.040	≤0.030	≤0.025	—
Cr	0.80–1.15	0.90–1.20	0.80–1.15	0.80–1.15
Mo	0.50–0.65	0.50–0.65	0.50–0.65	—
V	0.25–0.35	0.25–0.35	0.25–0.35	—
Al	≤0.015	≤0.015	≤0.020	—

Propiedades mecánicas

Resistencia y dureza

Condición	Resistencia a la tracción	Límite elástico	Alargamiento	Dureza
Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1200 °F (650 °C)Mínimos especificados, diámetro de hasta 2½ in (hasta M64). Alargamiento de 18 %, reducción de área de 50 %. Dureza de 321 HBW o 35 HRC como máximo.ASTM A193/A193M grado B16, según Torqbolt	≥125 ksi (≥860 MPa)	≥105 ksi (≥725 MPa)	≥18 %	≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC
Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1200 °F (650 °C)Mínimos especificados, diámetro de más de 2½ a 4 in (más de M64 a M100). Alargamiento de 17 %, reducción de área de 45 %.ASTM A193/A193M grado B16, según Torqbolt	≥110 ksi (≥760 MPa)	≥95 ksi (≥655 MPa)	≥17 %	≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC
Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1200 °F (650 °C)Mínimos especificados, diámetro de más de 4 a 8 in (más de M100 a M200). Alargamiento de 16 %, reducción de área de 45 %.ASTM A193/A193M grado B16, según Torqbolt	≥100 ksi (≥690 MPa)	≥85 ksi (≥585 MPa)	≥16 %	≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC
EN 10269 40CrMoV4-6, templado y revenido (+QT)Especificado, diámetro de hasta 100 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimos. Reducción de área de al menos 45 %. Solo para comparación; no es un valor de A193.EN 10269, 40CrMoV4-6, según Torqbolt	123–145 ksi (850–1000 MPa)	≥102 ksi (≥700 MPa)	≥14 %	—
EN 10269 40CrMoV4-6, templado y revenido (+QT)Especificado, diámetro de más de 100 a 150 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimos. Reducción de área de al menos 45 %. Solo para comparación.EN 10269, 40CrMoV4-6, según Torqbolt	123–145 ksi (850–1000 MPa)	≥93 ksi (≥640 MPa)	≥14 %	—
Ovako 40CrMoV4-6 (variante 6098), templado y revenido (+QT)Especificación del productor, barra redonda de más de 25 a 65 mm. Reducción de área de al menos 50 %. Dureza de 250–300 HB.Ficha técnica del material 40CrMoV4-6 de Ovako	125–145 ksi (860–1000 MPa)	≥105 ksi (≥725 MPa)	≥14 %	250–300 HB

En la práctica

Comportamiento, tratamiento térmico y usos

Características

El B16 agrega alrededor de 0.25–0.35 % de vanadio y alrededor de tres veces el molibdeno del B7 (0.50–0.65 % frente a 0.15–0.25 %). Una fuente de proveedor atribuye al vanadio y a la mayor temperatura de revenido una mejor retención de carga a temperatura.
El B16 se reviene a 1200 °F (650 °C) como mínimo, 100 °F por encima del B7. La mayor temperatura de revenido lo mantiene más estable en servicio a temperaturas en las que el B7 se deformaría por fluencia.
La resistencia a temperatura ambiente es igual a la del B7 hasta 2½ in (125 ksi de tracción, 105 ksi de límite elástico), pero el alargamiento es mayor, de 18 %, y la especificación cubre barras de hasta 8 in, en lugar de 7 in.
Las fuentes de sujetadores describen el B16 para temperaturas superiores a las que se usa el B7. Una da alrededor de 750–1100 °F; otra da unos 900 °F (480 °C) como límite. Las fuentes no coinciden, así que tome la tensión admisible y el límite de temperatura del código de diseño.
El B16 se empareja con el A194 grado 16, la tuerca de cromo-molibdeno-vanadio fabricada para él, o con el grado 7 (grado 4 en la práctica anterior). Una tuerca 2H se relaja más rápido que el espárrago a temperatura y se convierte en el punto débil.
Los requisitos suplementarios opcionales de A193 incluyen una banda de dureza más estrecha (253–319 HBW) para pernos de hasta 2½ in y una prueba de ruptura por esfuerzo a 1100 °F y 20 ksi durante al menos 25 horas.
El B16 cuesta más que el B7 (una fuente lo sitúa entre 10 y 20 % más) por el vanadio y el molibdeno.

Tratamiento térmico

La barra es conformada en caliente, templada y revenida a 1200 °F (650 °C) o más. También se cita una temperatura de revenido igual o superior a 650 °C para el JIS SNB16.
El alivio de tensiones, cuando se pide mediante el requisito suplementario, se hace a 100 °F (55 °C) por debajo de la temperatura de revenido.
Puntos de transformación del productor para el 40CrMoV4-6: Ac1 de unos 739 °C, Ac3 de unos 804 °C, Ms de unos 323 °C (datos de Ovako).

Usos habituales

Espárragos y pernos en uniones bridadas de alta temperatura en plantas de energía y de proceso
Uniones donde el B7 se relajaría y tendría fugas a la temperatura de servicio
Se empareja con tuercas A194 grado 16 o grado 7

Aceros para pernos

Grados similares comparados

Grado	C %	Mn %	Cr %	Ni %	Resistencia a la tracción, primera condición indicada
A193 B16	0.36–0.47	0.45–0.70	0.80–1.15	—	≥125 ksi (≥860 MPa)
A193 B7	0.37–0.49	0.65–1.10	0.75–1.20	—	≥125 ksi (≥860 MPa)
A320 L7	0.38–0.48	0.75–1.00	0.80–1.10	—	≥125 ksi (≥860 MPa)
A193 B8 / B8M	≤0.08	≤2.00	18.0–20.0	8.0–11.0	≥75 ksi (≥515 MPa)
A194 2H	≥0.40	≤1.00	0.80–1.10	≤0.40	73–94 ksi (500–650 MPa)

Composición de la norma estadounidense cuando existe; en los demás casos, la primera norma indicada en la página de cada grado. Las condiciones de resistencia difieren entre grados; abra la página de cada grado para ver la tabla completa.

Preguntas resueltas

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el equivalente del A193 B16?

El acero europeo más cercano es el 40CrMoV4-6 (1.7711) de la EN 10269, y el grado japonés más cercano es el SNB16 de la JIS G 4107. Son similares, pero no idénticos: los límites de carbono, manganeso y cromo difieren. No se ha identificado una designación india verificada, por lo que el B16 se pide por su nombre ASTM.

¿Cuál es la diferencia entre el A193 B7 y el B16?

El B16 es un acero de cromo-molibdeno-vanadio revenido a 1200 °F (650 °C) como mínimo, frente a 1100 °F (593 °C) del B7. Ambos alcanzan 125 ksi de tracción hasta 2½ in, pero el B16 resiste mejor la relajación a alta temperatura. El B7 usa tuercas 2H y el B16 usa tuercas de grado 16 o de grado 7.

¿Qué tuerca uso con el A193 B16?

La A194 grado 16, la tuerca de cromo-molibdeno-vanadio fabricada para el B16, o la grado 7 (grado 4 en la práctica anterior). Usar tuercas 2H en uniones de B16 de alta temperatura hace que la tuerca sea el eslabón débil, porque la 2H se relaja más que el espárrago.

¿Hasta qué temperatura puede usarse el A193 B16?

Las fuentes de sujetadores sitúan el límite superior entre unos 900 °F (480 °C) y 1100 °F (590 °C), por lo que no coinciden. La propia especificación del grado no fija un límite de temperatura. La tensión admisible a temperatura proviene del código de diseño, como la ASME Sección II, Parte D.

De la línea de productos de GV Steels

Productos enumerados con A193 B16

Componentes de soporte para tuberías

Valonas de acero inoxidable (para bridas)

Diámetro nominal del tubo: 1/2" - 24" / 15 mm - 600 mm · Espesor: 11G, 12G / 2 mm, 3 mm

Especificaciones

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Siga leyendo

Referencias

Fuentes

ASTM International, alcance y resumen de A193/A193M (tornillería de acero aleado y de acero inoxidable para servicio de alta temperatura o alta presión) — Alcance, familias de grados, tuercas y equivalencias con A320; las tablas completas son de pago.
Torqbolt, ASTM A193/A193M grados B7, B7M, B16, B8, B8M — Composición, resistencia por banda de diámetro, temperatura mínima de revenido y requisitos suplementarios, transcritos de A193.
Ovako Steel Navigator, ficha técnica del material 40CrMoV4-6 — Lista el ASTM A193 B16 como designación similar; composición del productor y propiedades +QT.
Standards.ie (tienda de NSAI), EN 10269:2013 Aceros y aleaciones de níquel para elementos de fijación con propiedades especificadas a temperatura elevada y/o baja — Título, alcance y estado de la norma CEN.
Torqbolt, resumen de los aceros para pernos según EN 10269 — Grados cubiertos por EN 10269 y composiciones y propiedades de X5CrNi18-10, X5CrNiMo17-12-2, C35E y 21CrMoV5-7.
Hex Technology, The Stud Guide: B7s, B16s y otros materiales comunes para pernos — Rangos de servicio típicos, emparejamientos de tuercas y notas de selección de grado de un fabricante de elementos de fijación.
Projectmaterials, A193 B7 frente a B16 — Comparación del B7 y el B16, relajación y emparejamiento de tuercas.
Total Materia, norma JIS SNB 16 (G 4107) — Composición parcial del SNB16, temperatura mínima de revenido y equivalencias (EN 40CrMoV4-6).
Aichi Steel, materiales de acero aleado para pernos en servicio de alta temperatura — Confirma JIS G 4107 como la norma para los aceros para pernos SNB7 a SNB16.
ASTM A193/A193M-10a, copia alojada del texto completo de la norma — Composición del B16, resistencia por diámetro (en pulgadas y métrico), revenido a 1200 °F, temple en aceite a 1700–1750 °F, banda de dureza S4, ruptura por esfuerzo S12. Edición de 2010, leída por el revisor independiente.
Ovako Steel Navigator, ficha técnica del material 40CrMoV4-6 — Composición de la variante 6098, propiedades +QT y temperaturas de transformación; lista el A193 B16 como designación similar.

Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.