Materiales y grados
ASTM A193 grado B7 / B7M, acero de cromo-molibdeno para pernos (42CrMo4, SNB7)
ASTM A193 grado B7 es un acero de cromo-molibdeno templado y revenido (de tipo AISI 4140 o 4142) para espárragos y pernos en servicio de alta presión y alta temperatura, con una resistencia mínima a la tracción de 125 ksi hasta 2½ in. Su acero europeo más cercano es el 42CrMo4 según la norma EN 10269, y el grado japonés JIS G 4107 SNB7 es su acero japonés para pernos más cercano.
Nombres por norma
Cómo se llama en cada región
| Región | Sistema | Designación | Norma | Coincidencia |
|---|---|---|---|---|
| USA | ASTM A193/A193M | Grade B7Grado de pedido para espárragos, pernos y barra de acero aleado, templados y revenidos. Se marca B7 en la pieza. | ASTM A193/A193M | Mismo material |
| ASTM A193/A193M | Grade B7MEl mismo acero que B7, revenido a mayor temperatura para limitar la dureza a 235 HBW / 99 HRB en servicios con riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión. Menor resistencia que B7; requiere tuercas 2HM. | ASTM A193/A193M | Equivalente más cercano | |
| AISI/SAE (tipo de acero) | 4140 / 4142 / 4145El grado se fabrica con esta familia de aceros. A193 fija sus propios límites de composición, que son más amplios que los del SAE 4140 en carbono. Vea la página del 4140 para conocer el acero. | SAE J404 | Equivalente más cercano | |
| UK | BS EN 10269 | 42CrMo4BSI adopta la EN 10269. El 42CrMo4 es el acero de cromo-molibdeno de esa norma más cercano al B7. Los límites de propiedades difieren de A193. | BS EN 10269 | Equivalente más cercano |
| EU | Nombre según EN 10027-1 | 42CrMo4El 42CrMo4 de la norma de aceros para elementos de fijación EN 10269 se especifica con propiedades a temperatura elevada y a baja temperatura. No es la misma especificación de pedido que A193 B7. | EN 10269 | Equivalente más cercano |
| Número según EN 10027-2 | 1.7225 | EN 10269 | Equivalente más cercano | |
| India | IS 1367 (Parte 3) | 8.8 / 10.9 (clases de propiedades)No se ha identificado para India un grado separado de pernos de alta temperatura en esta familia. IS 1367 (Parte 3) es idéntica a ISO 898-1, y B7 se ubica entre las clases 8.8 y 10.9 en resistencia. Ninguna de las dos clases es equivalente: consulte las notas de equivalencias. | IS 1367 (Part 3):2017 | Equivalente más cercano |
| Japan | JIS G 4107 | SNB7Material de acero aleado para pernos en servicio de alta temperatura según JIS G 4107. Sus límites de composición se encontraron en una sola fuente secundaria, por lo que no se incluyen aquí. | JIS G 4107 | Equivalente más cercano |
| JIS G 4053 | SCM440El acero estructural de cromo-molibdeno del que se deriva la barra SNB7. El SCM440 no es una especificación para pernos. | JIS G 4053 | Equivalente más cercano |
Sobre la equivalencia
- A193 B7 es una especificación de pedido, no un grado de acero. Fija una condición de tratamiento térmico y una resistencia según el tamaño. El acero es de cromo-molibdeno (tipo AISI 4140, 4142 o 4145). El 42CrMo4 y el SCM440 pertenecen a la misma familia de aceros, cubierta por la página del 4140, por lo que aquí aparecen como “más cercanos”.
- ISO 898-1 clase 10.9 no es equivalente a B7. La clase 10.9 exige una resistencia mínima a la tracción de 1040 MPa y un límite de prueba de 940 MPa (Rp0.2), y es una clase de propiedades a temperatura ambiente para elementos de fijación terminados. B7 exige 860 MPa de tracción y 720 MPa de límite elástico hasta M64, limita la dureza a 321 HBW, requiere reducción de área y se reviene a 593 °C o más para uso a temperatura elevada. Un perno 10.9 puede superar el límite de dureza de B7. Una barra de 4140 a menudo puede cumplir ambos, pero los certificados se refieren a una sola especificación.
- EN 10269 42CrMo4 ofrece una resistencia similar a temperatura ambiente (tracción de 860–1060 MPa, Rp0.2 de 730 MPa hasta 65 mm) y también especifica el Rp0.2 mínimo a temperatura elevada (por ejemplo, 640 MPa a 200 °C, 562 MPa a 300 °C, 475 MPa a 400 °C, para diámetros hasta 60 mm). Las bandas de tamaño, los ensayos y el marcado difieren de A193, por lo que la sustitución requiere aprobación.
- India: IS 1367 (Parte 3) adopta ISO 898-1 y no tiene un equivalente separado de B7 en esta familia. Los proyectos indios normalmente piden B7 por su nombre ASTM.
- Japón: JIS G 4107 SNB7 es la contraparte normativa. Una hoja de datos de SNB7 indica resistencias mínimas a la tracción de 690–860 MPa y límites elásticos mínimos de 520–725 MPa en sus bandas de diámetro. Estos rangos abarcan los valores de A193, que van de 690 a 862 MPa de tracción y de 515 a 724 MPa de límite elástico. No se dispuso de los límites de diámetro, así que revise JIS G 4107 antes de sustituir.
- A193 B7 requiere tuercas A194 grado 2H, y B7M requiere 2HM. No mezcle espárragos B7M con tuercas 2H, ni al revés, sin revisar el diseño.
Composición química
Límites de composición, % en masa
| Elemento | B7EE. UU. · ASTM A193/A193M, grado B7 (análisis de colada) | 42CrMo4 (1.7225)UE · EN 10269 (análisis de colada) |
|---|---|---|
| C | 0.37–0.49 | 0.38–0.45 |
| Si | 0.15–0.35 | ≤0.40 |
| Mn | 0.65–1.10 | 0.60–0.90 |
| P | ≤0.035 | ≤0.025 |
| S | ≤0.040 | ≤0.035 |
| Cr | 0.75–1.20 | 0.90–1.20 |
| Mo | 0.15–0.25 | 0.15–0.30 |
Propiedades mecánicas
Resistencia y dureza
| Condición | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1100 °F (593 °C)Mínimos especificados, diámetro hasta 2½ in (hasta M64). Alargamiento 16%, reducción de área 50%. Dureza máxima de 321 HBW o 35 HRC.ASTM A193/A193M grado B7, vía Torqbolt y Wermac | ≥125 ksi (≥860 MPa) | ≥105 ksi (≥720 MPa) | ≥16 % | ≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC |
| Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1100 °F (593 °C)Mínimos especificados, diámetro de más de 2½ a 4 in (más de M64 a M100). Alargamiento 16%, reducción de área 50%.ASTM A193/A193M grado B7, vía Torqbolt y Wermac | ≥115 ksi (≥795 MPa) | ≥95 ksi (≥655 MPa) | ≥16 % | ≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC |
| Templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1100 °F (593 °C)Mínimos especificados, diámetro de más de 4 a 7 in (más de M100 a M180). Alargamiento 18%, reducción de área 50%.ASTM A193/A193M grado B7, vía Torqbolt y Wermac | ≥100 ksi (≥690 MPa) | ≥75 ksi (≥515 MPa) | ≥18 % | ≤ 321 HBW / ≤ 35 HRC |
| Grado B7M, templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1150 °F (620 °C)Mínimos especificados, diámetro hasta 4 in (hasta M100). Alargamiento 18%, reducción de área 50%. Cada perno con prueba de dureza.ASTM A193/A193M grado B7M, vía Torqbolt y Wermac | ≥100 ksi (≥690 MPa) | ≥80 ksi (≥550 MPa) | ≥18 % | ≤ 235 HBW / ≤ 99 HRB |
| Grado B7M, templado y revenido, temperatura mínima de revenido 1150 °F (620 °C)Mínimos especificados, diámetro de más de 4 a 7 in (más de M100 a M180). Alargamiento 18%, reducción de área 50%.ASTM A193/A193M grado B7M, vía Torqbolt y Wermac | ≥100 ksi (≥690 MPa) | ≥75 ksi (≥515 MPa) | ≥18 % | ≤ 235 HBW / ≤ 99 HRB |
| EN 10269 42CrMo4, templado y revenido (+QT)Especificado, diámetro hasta 65 mm; el límite elástico y el alargamiento son mínimos. Reducción de área de al menos 50%. Resiliencia KV2 de al menos 50 J a 20 °C. Solo como comparación; no es un valor de A193.EN 10269, 42CrMo4, vía Torqbolt | 125–154 ksi (860–1060 MPa) | ≥106 ksi (≥730 MPa) | ≥14 % | — |
En la práctica
Comportamiento, tratamiento térmico y usos
Características
- El B7 es el espárrago de aleación habitual para uniones con brida a presión. Es un acero de cromo-molibdeno de carbono medio, templado y revenido a 1100 °F (593 °C) o más, por lo que conserva su resistencia muy por encima de la temperatura ambiente.
- En la especificación, la resistencia baja al aumentar el diámetro: tracción mínima de 125 ksi hasta 2½ in, 115 ksi hasta 4 in y 100 ksi hasta 7 in. Los requisitos de alargamiento suben de 16% a 18% en las mismas bandas.
- Una guía típica de la industria de elementos de fijación indica usar B7 por debajo de unos 750 °F (400 °C). Por encima de esa temperatura, la relajación de esfuerzos reduce la carga del perno, por lo que se elige B16 u otra tornillería. El límite real lo fija el código de diseño, no el grado del perno.
- B7M es el mismo acero revenido a 1150 °F (620 °C) o más para limitar la dureza a 235 HBW. Esto reduce la resistencia a la tracción a 100 ksi. Es adecuado para servicios donde la dureza debe mantenerse baja para evitar agrietamiento por hidrógeno o por sulfuros, y A193 exige una prueba de dureza en cada perno B7M.
- El B7 común puede alcanzar 35 HRC, por encima del límite de 22 HRC usado para servicio ácido, por lo que no cumple ese requisito. Revise la regla de servicio ácido (por ejemplo, NACE MR0175) antes de sustituir B7 por B7M.
- El acero no es resistente a la corrosión. Los espárragos se suministran desnudos, cincados, galvanizados por inmersión en caliente o con recubrimiento de PTFE; los recubrimientos suelen reducir la temperatura permitida en comparación con los espárragos sin recubrir.
- A193 no exige resiliencia para los pernos B7. Cuando una temperatura mínima de diseño requiera ensayo Charpy, el grado equivalente de baja temperatura es A320 L7.
Tratamiento térmico
- La barra se trabaja en caliente y después se templa en un líquido y se reviene. A193 fija una temperatura mínima de revenido de 1100 °F (593 °C) para B7 y de 1150 °F (620 °C) para B7M.
- Guía de la acería para barra de 42CrMo4: templar a 840–880 °C en aceite o agua y revenir a 540–680 °C.
- Un requisito suplementario permite que el comprador solicite alivio de tensiones después del trabajo en frío o del maquinado, a 100 °F (55 °C) por debajo de la temperatura de revenido.
Usos habituales
- Espárragos y pernos para bridas de tubería, válvulas y recipientes a presión en refinerías, plantas químicas y termoeléctricas
- Uniones de bridas de intercambiadores de calor y calderas
- B7M para bridas y válvulas en servicio ácido en la producción de petróleo y gas
- Se combina con tuercas hexagonales pesadas A194 grado 2H (para B7) o tuercas 2HM (para B7M)
Aceros para pernos
Grados similares comparados
| Grado | C % | Mn % | Cr % | Ni % | Resistencia a la tracción, primera condición indicada |
|---|---|---|---|---|---|
| A193 B7 | 0.37–0.49 | 0.65–1.10 | 0.75–1.20 | — | ≥125 ksi (≥860 MPa) |
| A193 B16 | 0.36–0.47 | 0.45–0.70 | 0.80–1.15 | — | ≥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 de ASTM A193 B7?
El acero europeo más cercano es el 42CrMo4 (1.7225) según la EN 10269, y el grado japonés para pernos más cercano es el SNB7 según JIS G 4107. No se ha identificado un equivalente exacto en India, por lo que ASTM A193 B7 suele especificarse por su nombre. Todos estos son cercanos, no idénticos, porque las bandas de tamaño y los requisitos de ensayo difieren.
¿Cuál es la diferencia entre A193 B7 y B7M?
El B7M es el mismo acero que el B7, pero revenido a 1150 °F (620 °C) o más, para que la dureza se mantenga en o por debajo de 235 HBW. Eso reduce la resistencia mínima a la tracción a 100 ksi, frente a 125 ksi del B7 hasta 2½ in. El B7M está pensado para servicios con riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión: cada perno se somete a prueba de dureza y usa tuercas 2HM.
¿El A193 B7 es lo mismo que el acero 4140?
El B7 se fabrica con acero de tipo 4140, pero no es lo mismo. A193 B7 es una especificación de pedido para un producto de pernos tratado térmicamente, con reglas fijas de resistencia, dureza y revenido. El AISI 4140 es una composición de acero. Muchas barras de 4140 pueden tratarse térmicamente para cumplir B7, pero el certificado debe indicar A193 B7.
¿El B7 es lo mismo que un perno de clase 10.9?
No. La clase 10.9 es una clase de propiedades ISO 898-1 con una resistencia mínima a la tracción de 1040 MPa a temperatura ambiente. El B7 hasta M64 exige 860 MPa y está clasificado para servicio a temperatura elevada. Un perno 10.9 puede ser más duro que el límite de 321 HBW de B7, y no tiene una temperatura de revenido obligatoria. Ambos no son intercambiables sin una verificación de ingeniería.
¿Qué tuerca se usa con un espárrago A193 B7?
Las tuercas hexagonales pesadas A194 grado 2H son el emparejamiento estándar para B7. Para B7M, use tuercas 2HM, cuya dureza está limitada a 235 HBW. La tuerca se fabrica más resistente que el espárrago para que, si se sobrecarga, ceda primero el espárrago.
De la línea de productos de GV Steels
Productos enumerados con A193 B7
Barras y varillas
Varillas roscadas
Diámetro: 1/4-2 1/2 in / M6-M60 · Longitud: 3-20 ft / 1-6 m
Especificaciones
Barras y varillas
Tensores de encofrado (de doble extremo)
Diámetro: 1/2-2 1/2 in / M12-M60 · Longitud: 3-20 ft / 1-6 m
Especificaciones
Componentes de soporte para tuberías
Varillas / barras roscadas
Diámetro: 1/4" - 2-1/2" / M6 - M60 · Longitud: 2 ft - 19 ft (frecuentes: 3, 6, 10 y 12 ft) / 1 m - 5.8 m (1, 2, 3 m comunes)
EspecificacionesSiga leyendo
Referencias relacionadas
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.
- 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.
- Ovako Steel Navigator, hoja de datos del material 42CrMo4 — Lista ASTM A193 B7 como designación similar; la variante 6137 se fabrica para ASTM A320 L7; guía de temple y revenido.
- 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.
- Wermac, espárragos A193 B7 y A193 B7M — Filas de resistencia y dureza de B7 y B7M en serie en pulgadas; ensayo de B7M y emparejamiento de tuercas.
- Projectmaterials, ¿qué es ASTM A193 B7? — Resumen del tipo de acero B7, temperatura de revenido, tuerca 2H y B7M.
- 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.
- Torqbolt, EN 10269 42CrMo4 (1.7225) — Composición EN 10269, propiedades +QT, Rp0.2 a temperatura elevada y valores de resiliencia a baja temperatura.
- SteelJIS, hoja de datos SNB7 (JIS G 4107) — Rango de valores mínimos de resistencia de SNB7. No se usó su tabla de composición (una sola fuente secundaria).
- 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.
- T&R Fastenings, propiedades mecánicas de pernos de acero según ISO 898-1 — Resistencia, alargamiento y dureza de la clase 10.9 de ISO 898-1.
- Bureau of Indian Standards, IS 1367 (Parte 3):2017, idéntica a ISO 898-1:2013 — Las clases de propiedades indias para pernos, tornillos y espárragos son las clases de ISO 898-1.
- ASTM A193/A193M-10a, copia alojada del texto completo de la norma (tablas 1 a 3, secciones 7, 10, 17 y requisitos suplementarios) — Rangos de composición de B7 y B7M, resistencia por diámetro en pulgadas y en métrico, temperaturas de revenido, dureza y marcado de B7M, S3, S4, S6, S12. Edición de 2010, revisada por el verificador independiente.
- Wermac, A193 B7 frente a espárragos A320 L7 — La composición de B7 (C 0.37–0.49, Mn 0.65–1.10, Cr 0.75–1.20, Mo 0.15–0.25) coincide con la Tabla 1 de A193.
- Lucefin, ficha técnica 42CrMo4 según EN 10269 (AC:2008) — Composición EN 10269, resistencia +QT, KV a +20, −40 y −100 °C, y Rp0.2 de 50 a 550 °C para diámetros hasta 60 mm.
Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.