Materiales y grados
Acero estructural de alta resistencia S420N / S420M / IS 2062 E410
El S420N y el S420M son aceros estructurales soldables de grano fino según la EN 10025-3 y la EN 10025-4, con un límite elástico mínimo de 61 ksi (420 MPa) hasta 16 mm. El IS 2062 E410, la ASTM A572 Grado 60 y el JIS SM520 son los equivalentes más cercanos, pero ninguno coincide exactamente con ellos.
Nombres por norma
Cómo se llama en cada región
| Región | Sistema | Designación | Norma | Coincidencia |
|---|---|---|---|---|
| USA | ASTM | A572 Grade 60Límite elástico mínimo de 60 ksi (415 MPa) y resistencia a la tracción mínima de 520 MPa; disponible solo hasta unos 32 mm y sin ensayo de impacto en la especificación base. | ASTM A572/A572M | Equivalente más cercano |
| UK | BS EN 10025-3 | S420N / S420NLNormalizado o laminado normalizado. El NL añade ensayo de impacto hasta −50 °C. | BS EN 10025-3 | Mismo material |
| BS EN 10025-4 | S420M / S420MLLaminado termomecánicamente. El ML añade ensayo de impacto hasta −50 °C. | BS EN 10025-4 | Mismo material | |
| BS 4360 (antigua) | 55CRetirado. El 55C tiene un límite elástico mínimo de 450 MPa y Dillinger lo empareja con el S460N, por lo que es un acero más resistente que el S420 y no un equivalente. Solo figura porque las tablas antiguas ubican los aceros del grado 55 cerca del S420. | BS 4360 | Equivalente más cercano | |
| EU | Nombre según EN 10027-1 | S420N | EN 10025-3 | Mismo material |
| Número según EN 10027-2 | 1.8902Número de material del S420N. | EN 10025-3 | Mismo material | |
| Nombre según EN 10027-1 | S420NL | EN 10025-3 | Mismo material | |
| Número según EN 10027-2 | 1.8912Número de material del S420NL. | EN 10025-3 | Mismo material | |
| Nombre según EN 10027-1 | S420M | EN 10025-4 | Mismo material | |
| Número según EN 10027-2 | 1.8825Número de material del S420M. | EN 10025-4 | Mismo material | |
| Nombre según EN 10027-1 | S420ML | EN 10025-4 | Mismo material | |
| Número según EN 10027-2 | 1.8836Número de material del S420ML. | EN 10025-4 | Mismo material | |
| EN 10113 / DIN 17102 (heredadas) | StE 420 / TStE 420Denominaciones anteriores. La EN 10113 fue sustituida por la EN 10025-3 y la EN 10025-4 en 2004. | EN 10113-2, EN 10113-3 | Equivalente | |
| India | IS 2062 | E410 (A, BR, B0, C)Límite elástico de 410 megapascales frente a 420 megapascales, mínimo de resistencia a la tracción de 540 megapascales sin máximo, y sin requisito de grano fino. También se escribía Fe 540 en ediciones antiguas. | IS 2062:2011 | Equivalente más cercano |
| Japan | JIS G 3106 | SM520B / SM520CLímite elástico de 365 MPa hasta 16 mm y resistencia a la tracción de 520–640 MPa; muy por debajo de los 420 MPa de límite elástico del S420. El B y el C se ensayan a 0 °C (27 J y 47 J). | JIS G 3106 | Equivalente más cercano |
Sobre la equivalencia
- Ningún equivalente es idéntico. El S420N/M tiene un límite elástico de 420 megapascales y un mínimo de resistencia a la tracción de 520 megapascales, con tenacidad garantizada a −20 °C; la ASTM A572 Grado 60, el IS 2062 E410 y el JIS SM520 difieren en límite elástico, rango de resistencia a la tracción o tenacidad.
- La ASTM A572 Grado 60 tiene un límite elástico de 415 MPa, pero está limitada a unos 32 mm y no tiene ensayo de impacto; las placas más gruesas suelen pasar a grados normalizados como la ASTM A633.
- El IS 2062 E410 tiene un límite elástico de 410 MPa (hasta 20 mm), un mínimo de resistencia a la tracción de 540 MPa y una química menos estricta, sin grano fino. No es un acero normalizado de grano fino.
- El JIS SM520 tiene un límite elástico mínimo de solo 365 megapascales hasta 16 milímetros; es más cercano al S355 en límite elástico, pero su rango de resistencia a la tracción es similar al del S420.
- La BS 4360 55C (límite elástico de 450 MPa) la empareja Dillinger con el S460N, por lo que no es un equivalente del S420. El StE 420 corresponde al S420N y el TStE 420 al S420NL.
- El S420N y el S420M son formas de suministro distintas, no intercambiables sin verificar la composición y el CEV para la soldadura.
- Salzgitter y British Steel declaran límites de P y S ligeramente distintos para los grados N y M; verifique la edición y la declaración del productor.
- El valor Charpy del IS 2062 E410 (25 J) proviene de la copia pública de la norma y debe verificarse con la edición vigente.
- La IS 2062:2011 fija un carbono equivalente de ≤0.50 % para el E410; las preguntas frecuentes de Tata Steel indican 0.44 %.
Composición química
Límites de composición, % en masa
| Elemento | A572 grado 60, hasta 32 mmEE. UU. · ASTM A572/A572M | S420N (1.8902), placa hasta 25 mmUE · EN 10025-3 según lo declarado por Salzgitter | S420M (1.8825), secciones hasta 120 mmUE · EN 10025-4 según declara British Steel | E410India · IS 2062:2011 | SM520B / SM520C, hasta 100 mmJapón · JIS G 3106 |
|---|---|---|---|---|---|
| C | ≤0.26 | ≤0.20 | ≤0.16 | ≤0.20 | ≤0.20 |
| Si | ≤0.40 | ≤0.60 | ≤0.50 | — | ≤0.55 |
| Mn | ≤1.35 | 1.00–1.70 | ≤1.70 | — | ≤1.65 |
| P | ≤0.030 (≤0.040 para perfiles, tablestacas y barras) | ≤0.030 | ≤0.030 | — | ≤0.035 |
| S | ≤0.030 (≤0.050 para perfiles, tablestacas y barras) | ≤0.025 | ≤0.025 | — | ≤0.035 |
| Cr | — | ≤0.30 | ≤0.30 | — | — |
| Ni | — | ≤0.80 | ≤0.80 | — | — |
| Mo | — | ≤0.10 | ≤0.20 | — | — |
| V | — | ≤0.20 | ≤0.12 | — | — |
| Cu | — | ≤0.55 | ≤0.55 | — | — |
| N | — | ≤0.025 | ≤0.025 | — | — |
| Ti | — | ≤0.05 | ≤0.05 | — | — |
| Nb | — | ≤0.05 | ≤0.050 | — | — |
| CEV | — | ≤0.48 | ≤0.43 (≤16 mm); ≤0.45 (16–40 mm); ≤0.46 (40–63 mm); ≤0.47 (63–120 mm) | — | — |
| CE | — | — | — | ≤0.50 | — |
Propiedades mecánicas
Resistencia y dureza
| Condición | Resistencia a la tracción | Límite elástico | Alargamiento | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| Normalizado (S420N / NL)Especificado, espesor hasta 16 mm; alargamiento de 19 % (placa hasta 25 mm); Charpy de 40 J a −20 °C para el N (el NL se ensaya hasta −50 °C)EN 10025-3 según declara Salzgitter y tabula Metinvest | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥60.9 ksi (≥420 MPa) | 19 % | — |
| Normalizado (S420N / NL)Especificado, espesor de más de 16 a 40 mmEN 10025-3 | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥58 ksi (≥400 MPa) | — | — |
| Normalizado (S420N / NL)Especificado, espesor de más de 40 a 63 mmEN 10025-3 | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥56.6 ksi (≥390 MPa) | — | — |
| Normalizado (S420N / NL)Especificado, espesor de más de 63 a 80 mmEN 10025-3 según tabula Metinvest | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥53.7 ksi (≥370 MPa) | — | — |
| Normalizado (S420N / NL)Especificado, espesor de más de 80 a 100 mmEN 10025-3 según tabula Metinvest | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥52.2 ksi (≥360 MPa) | — | — |
| Laminado termomecánicamente (S420M / ML)Especificado, espesor hasta 16 mm; alargamiento de 19 %; Charpy de 40 J a −20 °C para el M (el ML se ensaya hasta −50 °C)EN 10025-4 según declara British Steel | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥60.9 ksi (≥420 MPa) | 19 % | — |
| Laminado termomecánicamente (S420M / ML)Especificado, espesor de más de 16 a 40 mmEN 10025-4 | 75–99 ksi (520–680 MPa) | ≥58 ksi (≥400 MPa) | 19 % | — |
| Laminado termomecánicamente (S420M / ML)Especificado, espesor de más de 40 a 63 mmEN 10025-4 | 73–96 ksi (500–660 MPa) | ≥56.6 ksi (≥390 MPa) | 19 % | — |
| Laminado termomecánicamente (S420M / ML)Especificado, espesor de más de 63 a 80 mmEN 10025-4 | 70–93 ksi (480–640 MPa) | ≥55.1 ksi (≥380 MPa) | 19 % | — |
| Laminado termomecánicamente (S420M / ML)Especificado, espesor de más de 80 a 100 mmEN 10025-4 | 68–91 ksi (470–630 MPa) | ≥53.7 ksi (≥370 MPa) | 19 % | — |
| Como laminado (ASTM A572 grado 60)Especificado, placa y perfiles hasta unos 32 milímetros; alargamiento de 16 % en 200 milímetros y de 18 % en 50 milímetros; sin requisito CharpyASTM A572/A572M según tabula AA Steel | ≥75 ksi (≥520 MPa) | ≥60 ksi (≥415 MPa) | 18 % | — |
| Tal como laminado (IS 2062 E410)Especificado, espesor hasta 20 mm (límite elástico de 390 MPa de 20 a 40 mm, de 380 MPa por encima de 40 mm); Charpy de 25 J (según la copia pública de la norma) a temperatura ambiente (BR), a 0 °C (B0) o a −20 °C (C)IS 2062:2011, tabla 2 | ≥78 ksi (≥540 MPa) | ≥59.5 ksi (≥410 MPa) | 20 % | — |
| Tal como laminado (JIS SM520B / C)Especificado, espesor hasta 16 mm (límite elástico de 355 MPa de 16 a 40 mm); alargamiento de 15 % para placa de más de 5 a 16 mm, de 19 % de 16 a 40 mm; Charpy B de 27 J y C de 47 J a 0 °CJIS G 3106 según tabula el Gobierno Metropolitano de Tokio | 75–93 ksi (520–640 MPa) | ≥52.9 ksi (≥365 MPa) | 15 % | — |
En la práctica
Comportamiento, tratamiento térmico y usos
Características
- Aceros de grano fino con niobio, vanadio y titanio controlados, que ofrecen buena tenacidad y soldabilidad con un límite elástico de 420 MPa.
- El S420N se suministra normalizado o laminado normalizado; el S420M es laminado termomecánicamente, lo que permite menor carbono y un CEV más bajo (0.43 % hasta 16 mm) para la misma resistencia.
- Ensayado a impacto a −20 °C (40 J) como estándar; los grados NL y ML se ensayan hasta −50 °C.
- El límite elástico disminuye con el espesor (420 MPa hasta 16 mm, 360–370 MPa de 80 a 100 mm).
- CEV más alto que los grados S355, por lo que en uniones gruesas suele hacer falta precalentamiento y control de la temperatura entre pasadas.
- La EN 10025-2 no incluye un grado S420; el S420 existe solo en las partes de normalizado y de laminado termomecánico.
Tratamiento térmico
- El S420N se suministra normalizado o laminado normalizado (+N); el conformado en caliente debe seguirse de normalizado para restablecer las propiedades.
- El S420M obtiene sus propiedades del laminado termomecánico y no es apto para conformado en caliente ni para alivio de tensiones por encima de unos 580 °C, lo que puede reducir la resistencia.
- El precalentamiento depende del espesor, del nivel de hidrógeno y del CEV real; los grados M suelen necesitar menos que los grados N.
- El conformado en frío es posible dentro de los límites del radio mínimo de doblado que fije el productor.
Usos habituales
- Estructuras offshore y torres eólicas
- Puentes y vigas para izajes pesados
- Brazos de grúas y equipos móviles
- Fabricaciones soldadas pesadas donde el ahorro de peso es importante
Aceros estructurales y de placa
Grados similares comparados
| Grado | C % | Mn % | Cr % | Ni % | Resistencia a la tracción, primera condición indicada |
|---|---|---|---|---|---|
| S420 / E410 | ≤0.26 | ≤1.35 | ≤0.30 | ≤0.80 | 75–99 ksi (520–680 MPa) |
| A572 grado 50 | ≤0.23 | ≤1.35 | — | — | ≥65 ksi (≥450 MPa) |
| A992 | ≤0.23 | 0.50–1.60 | ≤0.35 | ≤0.45 | ≥65 ksi (≥450 MPa) |
| S460 / A572 Gr. 65 | ≤0.23 | ≤1.65 | ≤0.30 | ≤0.80 | 78–104 ksi (540–720 MPa) |
| A36 / S275JR / E250 | ≤0.25 | 0.80–1.20 | — | — | 58–80 ksi (400–550 MPa) |
| S235JR | ≤0.24 | ≤0.90 | — | — | 52–74 ksi (360–510 MPa) |
| S355J2 | ≤0.23 | ≤1.35 | — | — | 68–91 ksi (470–630 MPa) |
| A588 / S355J2W | ≤0.19 | 0.80–1.25 | 0.40–0.65 | ≤0.40 | ≥70 ksi (≥485 MPa) |
| A514 / S690QL | 0.12–0.21 | 0.70–1.00 | 0.40–0.65 | 0.70–1.00 | 110–130 ksi (760–895 MPa) |
| A516 Gr 70 / P355GH | ≤0.27 (hasta 12.5 mm); ≤0.28 (12.5–50 mm); ≤0.30 (50–100 mm); ≤0.31 (100–200 mm) | 0.85–1.20 | ≤0.30 | ≤0.30 | 70–90 ksi (485–620 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 S420N?
El S420M es el equivalente termomecánico en la EN 10025-4. Fuera de Europa, la ASTM A572 Grado 60, el IS 2062 E410 y el JIS SM520 son los más cercanos, pero difieren en límite elástico, rango de resistencia a la tracción o tenacidad.
¿Cuál es la diferencia entre el S420N y el S420M?
El S420N se normaliza y el S420M se lamina termomecánicamente. Los grados M alcanzan los mismos 420 MPa con menor carbono y CEV, por lo que se sueldan con más facilidad. Los grados M no deben calentarse por encima de unos 580 °C.
¿El IS 2062 E410 es igual que el S420?
No. El E410 tiene un límite elástico de 410 MPa y un mínimo de resistencia a la tracción de 540 MPa, pero no es un acero normalizado de grano fino, y las calidades Charpy son distintas. Es el grado indio más cercano.
¿Qué significa la L en S420NL?
La L indica tenacidad a baja temperatura. El S420NL y el S420ML se ensayan hasta −50 °C, mientras que el S420N y el S420M se ensayan hasta −20 °C.
¿Existe un grado S420 en la EN 10025-2?
No. La EN 10025-2 cubre S185, S235, S275 y S355, con el S450J0 en la edición 2004 y el S460 y el S500 para productos largos añadidos en 2019. El S420 está en la EN 10025-3 (normalizado) y en la EN 10025-4 (laminado termomecánico).
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Referencias relacionadas
Referencias
Fuentes
- Salzgitter Flachstahl: declaración de desempeño, S420N según la EN 10025-3 (UKCA) — Composición del S420N, límite elástico, resistencia a la tracción, alargamiento, Charpy y CEV para placa hasta 25 mm.
- British Steel: declaración de desempeño, sección S420M / 1.8825 según la EN 10025-4 — Composición del S420M, límite elástico y resistencia a la tracción por espesor, alargamiento, Charpy y CEV por espesor.
- DIN EN 10025-4: aceros estructurales soldables de grano fino laminados termomecánicamente (entrada de catálogo) — Alcance de los grados S420M / S420ML.
- Metinvest: grado de acero S355J2 — Límite elástico y resistencia a la tracción por espesor hasta 400 mm; análogos. Su tabla de composición sigue los límites GOST y no se usa aquí.
- IS 2062:2011, acero estructural laminado en caliente de media y alta resistencia a la tracción (copia pública) — Propiedades mecánicas, Charpy y fórmula de CE. La capa de texto de la Tabla 1 está dañada, por lo que la composición química de cada grado se contrasta con las fuentes de las acerías.
- Tata Steel DigECA: guía de grados de acero IS 2062 E250, E350, E410 — Límites y calidades de impacto de E250, E350 y E410 (A, BR, B0, C).
- AA Steel: requisitos de la ASTM A572 por grado — Composición y requisitos de tracción de los grados 42, 50, 60 y 65 (reproducción de distribuidor).
- Tokyo Metropolitan Government: especificación de materiales de construcción, JIS G 3106:2024 acero estructural soldable — SM400, SM490 y SM520: composición, límite elástico y alargamiento por espesor, Charpy.
- Nippon Steel: catálogo de productos, tablas JIS G 3101 y JIS G 3106 — Composición, límite elástico, resistencia a la tracción y alargamiento hasta 16 mm de SS400, SM400, SM490 y SM520.
- Wikipedia: acero A572 (la tabla cita la ASTM A572/A572M-21) — Composición de los grados 42–65 con P y S de 0.030 % y mínimos mecánicos.
- ICC: ASTM A572/A572M-18 (copia del código) — Nota que permite 0.04 % de P y 0.05 % de S para perfiles estructurales, tablestacas y barras (visto como extracto de búsqueda; la página en sí no se pudo leer).
- Dillinger: comparación de grados de acero (BS 4360, DIN 17100/17102 frente a la EN 10025) — La BS 4360 55C se empareja con el S460N; el StE 420 con el S420N y el TStE 420 con el S420NL.
- BSI Knowledge: BS EN 10025-2:2019 (resumen de cambios) — La edición 2019 eliminó el S450 y añadió el S460 y el S500.
- Modulus Metal: guía de la norma EN 10025-2 — Lista de grados de la EN 10025-2, incluidos el S460 y el S500 para productos largos.
Los valores resumen límites publicados y datos típicos. La norma vigente y su edición actual son las que rigen; verifíquelas antes de especificar.