ASTM A320 grado L7, acero de cromo-molibdeno para pernos de baja temperatura (L7M, L43)

ASTM A320 grado L7 es un acero de cromo-molibdeno para pernos, templado y revenido, químicamente similar a A193 B7, que debe superar un ensayo de impacto Charpy a −150 °F (−101 °C). Es el grado de pernos para tuberías a presión de GNL, etileno y clima frío.

Nombres por norma

Cómo se llama en cada región

Región	Sistema	Designación	Norma	Coincidencia
USA	ASTM A320/A320M	Grade L7Acero aleado para pernos de baja temperatura, de tipo 4140, templado y revenido, con ensayo de impacto obligatorio.	ASTM A320/A320M	Mismo material
	ASTM A320/A320M	Grade L7MEl mismo acero que L7, revenido a un límite de dureza (235 HBW / 99 HRB) para servicio ácido y en frío. Menor resistencia.	ASTM A320/A320M	Equivalente más cercano
	ASTM A320/A320M	Grade L43Grado de níquel-cromo-molibdeno (tipo AISI 4340) para secciones mayores, de hasta 4 in.	ASTM A320/A320M	Equivalente más cercano
	AISI/SAE (tipo de acero)	4140 / 4142La familia de aceros de la que deriva el L7. La cubre la página del 4140.	SAE J404	Equivalente más cercano
UK	BS EN 10269	42CrMo4 (+QT con impacto a baja temperatura)BSI adopta EN 10269, que fija la energía de impacto a temperaturas de hasta −100 °C para el 42CrMo4.	BS EN 10269	Equivalente más cercano
EU	Nombre según EN 10027-1	42CrMo4EN 10269 incluye un requisito de impacto a baja temperatura para la barra de 42CrMo4. La temperatura y la energía difieren de A320.	EN 10269	Equivalente más cercano
	Número según EN 10027-2	1.7225	EN 10269	Equivalente más cercano
Japan	JIS G 4053	SCM440Solo la familia de aceros. No se ha identificado ningún grado de pernos JIS con un requisito de impacto como el de A320.	JIS G 4053	Equivalente más cercano

Sobre la equivalencia

A320 L7 es una especificación de pedido. El acero es de tipo 4140 o 4142, igual que A193 B7. La página del 4140 se encarga de los nombres de acero.
EN 10269 42CrMo4 es el acero europeo para pernos más cercano. Dos fuentes de datos indican un mínimo de 27 J a −100 °C para barra de hasta 60 mm, cerca de los 27 J a −101 °C de A320 L7. Los rangos de tamaño y las reglas de ensayo siguen siendo distintos, así que compare cada certificado con el pedido, no solo con el nombre del acero.
Un certificado de acería muestra que una variante de 42CrMo4 (Ovako 6137) se fabrica también según ASTM A320 L7 e ISO 898 clase 10.9 hasta 50 mm. Cumplir ambas en una misma barra no hace equivalentes las dos especificaciones.
India: no se ha identificado una designación IS verificada con un requisito de impacto como el de A320. Los proyectos indios piden L7 por su nombre ASTM.
Japón: no se encontró un grado de pernos JIS con un requisito de impacto equivalente. SCM440 corresponde solo a la familia de aceros.
A320 exige al menos 20 ft·lbf (27 J) para L7, L7M y L43. La temperatura de ensayo recomendada es −150 °F (−101 °C) para L7 y L43, y −100 °F (−73 °C) para L7M. Se admite otra temperatura de ensayo si es al menos tan baja como la de servicio y el perno va marcado. Revise el pedido y el texto vigente de A320.

Composición química

Límites de composición, % en masa

Elemento	L7EE. UU. · ASTM A320/A320M-11a tabla 3, grados L7 y L7M (tipo 4140)	L7EE. UU. · Especificación de acería de Ovako, variante 6137 fabricada para A320 L7 (análisis de colada)	42CrMo4 (1.7225)UE · EN 10269 (análisis de colada)
C	0.38–0.48	0.38–0.45	0.38–0.45
Si	0.15–0.35	0.15–0.35	≤0.40
Mn	0.75–1.00	0.75–0.90	0.60–0.90
P	≤0.035	≤0.025	≤0.025
S	≤0.040	≤0.025	≤0.035
Cr	0.80–1.10	0.90–1.10	0.90–1.20
Mo	0.15–0.25	0.15–0.25	0.15–0.30

Propiedades mecánicas

Resistencia y dureza

Condición	Resistencia a la tracción	Límite elástico	Alargamiento	Dureza
Grado L7, templado y revenido, con ensayo de impactoMínimos especificados, diámetro hasta 2½ in. Alargamiento 16%, reducción de área 50%. Resiliencia Charpy V mínima de 20 ft·lbf (27 J) a −150 °F (−101 °C).ASTM A320/A320M grado L7, vía Projectmaterials y Wermac	≥125 ksi (≥860 MPa)	≥105 ksi (≥720 MPa)	≥16 %	—
Grado L43, templado y revenido, con ensayo de impactoMínimos especificados, diámetro hasta 4 in. Alargamiento 16%, reducción de área 50%. Resiliencia Charpy V mínima de 20 ft·lbf (27 J) a −150 °F (−101 °C).ASTM A320/A320M-11a, tablas 1, 2 y 4, grado L43, confirmado por Boltport	≥125 ksi (≥860 MPa)	≥105 ksi (≥720 MPa)	≥16 %	—
Grado L7M, templado y revenido, con ensayo de impactoMínimos especificados, diámetro hasta 2½ in. Alargamiento 18%. Dureza máxima de 235 HBW o 99 HRB. Temperatura mínima de revenido de 1150 °F (620 °C). Resiliencia Charpy V mínima de 20 ft·lbf (27 J), temperatura de ensayo recomendada −100 °F (−73 °C).ASTM A320/A320M-11a, tablas 1 y 4, grado L7M, confirmado por Flange Bolt Chart y Boltport	≥100 ksi (≥690 MPa)	≥80 ksi (≥550 MPa)	≥18 %	≤ 235 HBW / ≤ 99 HRB
Barra de Ovako fabricada para L7 (variante 6137), templada y revenidaEspecificación de acería: barra redonda de más de 22 a 90 mm. Reducción de área de al menos 50%. Impacto de al menos 27 J (longitudinal) a −101 °C. Dureza de 260–321 HB.Hoja técnica de material 42CrMo4 de Ovako	125–155 ksi (860–1070 MPa)	≥105 ksi (≥725 MPa)	≥16 %	260–321 HB
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%. KV2 de al menos 50 J a 20 °C; 27 J a −100 °C y 40 J a −40 °C para diámetros de hasta 60 mm (Torqbolt y Lucefin). Solo como comparación.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

L7 y A193 B7 son ambos acero de tipo 4140, con la misma temperatura mínima de revenido, 1100 °F. A320 limita el carbono y el manganeso con más rigor (0.38–0.48% y 0.75–1.00%) que A193 B7 (0.37–0.49% y 0.65–1.10%). Lo que A320 agrega es un ensayo Charpy V obligatorio para L7 a −150 °F (−101 °C), de modo que el perno queda probado como tenaz a la temperatura mínima de servicio.
A193 no exige ni informa valores de impacto para B7. Una unión con una temperatura de diseño por debajo del rango de B7 necesita, por tanto, A320 L7, aunque un perno B7 pudiera superar el ensayo.
L7M es el mismo acero revenido a una dureza menor (235 HBW / 99 HRB máximo) para servicio ácido a baja temperatura. Pierde resistencia: 100 ksi de tracción y 80 ksi de límite elástico.
L43 es un grado de níquel-cromo-molibdeno de tipo AISI 4340. A320 señala que, para mantener los valores de impacto a −150 °F en L43, puede hacer falta menos fósforo y azufre que en el 4340 estándar.
A320 también cubre grados austeníticos como B8 y B8M, que conservan la ductilidad a temperaturas muy bajas y no requieren ensayo de impacto hasta unos −325 °F (−198 °C); por debajo de esa temperatura, A320 también exige ensayo de impacto para ellos.
A320 exige ensayo de impacto para el material de la tuerca. Las tuercas son A194 grado 4 o 7.
La templabilidad limita el tamaño al que puede alcanzarse la resistencia: A320 advierte que algunos grados no pueden cumplir las propiedades en secciones grandes.

Tratamiento térmico

La barra se trabaja en caliente, se templa en un líquido y se reviene. Según la fuente del proveedor consultada, el tratamiento térmico es el mismo que el de A193 B7.
Guía de la acería para barra de 42CrMo4: templar a 840–880 °C en aceite o agua y revenir a 540–680 °C. La temperatura de revenido controla el equilibrio entre resistencia y tenacidad.
A320 indica −150 °F (−101 °C) como temperatura de ensayo recomendada para L7 y L43, y −100 °F (−73 °C) para L7M. Admite otra temperatura si es al menos tan baja como la de servicio y el perno va marcado, así que confirme la temperatura de ensayo al hacer el pedido.

Usos habituales

Pernos para bridas y válvulas en plantas y almacenamiento de GNL
Tuberías a presión de etileno y de otros hidrocarburos fríos
Recipientes y bridas a presión criogénicos y para clima frío
Se combina con tuercas A194 grado 4 o 7

Aceros para pernos

Grados similares comparados

Grado	C %	Mn %	Cr %	Ni %	Resistencia a la tracción, primera condición indicada
A320 L7	0.38–0.48	0.75–1.00	0.80–1.10	—	≥125 ksi (≥860 MPa)
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)
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 la diferencia entre A193 B7 y A320 L7?

Usan el mismo acero de tipo 4140 y el mismo tratamiento térmico. A320 L7 agrega un ensayo de impacto Charpy V a −150 °F (−101 °C), con al menos 20 ft·lbf (27 J). A193 B7 no exige ensayo de impacto, por lo que L7 es el grado para servicio en frío.

¿Cuál es el equivalente de A320 L7?

El acero europeo más cercano es el 42CrMo4 (1.7225) según EN 10269, que también especifica energía de impacto a baja temperatura. Son parecidos, no idénticos, porque la temperatura de impacto y los rangos de tamaño difieren. Ningún grado de pernos indio o japonés verificado tiene el mismo requisito de impacto.

¿Qué es A320 L7M?

L7M es el mismo acero de cromo-molibdeno que L7, pero revenido a una dureza menor, de 235 HBW (99 HRB) máximo, para servicio ácido. Su resistencia mínima es menor: 100 ksi de tracción y 80 ksi de límite elástico para tamaños de hasta 2½ in.

¿Qué tuercas se usan con A320 L7?

Tuercas A194 grado 4 o 7. A320 exige ensayo de impacto para el material de la tuerca.

¿Qué es L43 en A320?

L43 es un grado de pernos de níquel-cromo-molibdeno de tipo AISI 4340, usado en secciones de hasta 4 in en las que L7 no templaría por completo. Tiene la misma resistencia mínima a la tracción de 125 ksi que L7.

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Referencias

Fuentes

Wermac, alcance de la norma ASTM A320 — Alcance de A320: servicio a baja temperatura, ensayo de impacto a -150 F [-101 C]; las tuercas deben someterse a ensayo de impacto.
Projectmaterials, ¿qué es ASTM A320? — Resumen de L7, L7M y L43, energía de impacto, grados de tuerca y usos típicos en GNL y etileno.
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.
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.
Torqbolt, EN 10269 42CrMo4 (1.7225) — Composición EN 10269, propiedades +QT, Rp0.2 a temperatura elevada y valores de resiliencia a baja temperatura.
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, ¿qué es ASTM A193 B7? — Resumen del tipo de acero B7, temperatura de revenido, tuerca 2H y B7M.
ASTM A320/A320M-11a, copia alojada del texto completo de la norma (tablas 1 a 4, secciones 6, 10, 13) — Composición, resistencia, dureza, energía de impacto de 20 ft·lbf, temperaturas de ensayo recomendadas (tabla 4), reglas de tuercas y marcado de L7, L7M y L43. Edición de 2011, revisada por el verificador independiente.
Flange Bolt Chart, propiedades del material de pernos ASTM A320 — Resistencia, dureza (L7M 235 HBW o 99 HRB) y temperaturas de revenido de L7, L7M y L43.
Boltport, páginas de especificación de ASTM A320 y del grado L43 — Composición de L7 y L7M, energía de impacto de 20 ft·lbf, temperaturas de ensayo de −150 °F (L7, L43) y −100 °F (L7M).
Lucefin, ficha técnica 42CrMo4 según EN 10269 (AC:2008) — KV a +20, −40 y −100 °C para diámetros de 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.