Una clase de resistencia es en parte una temperatura, y un arco la sobrepasa

El documento es ISO 898-1:2013, y la parte pertinente es el capítulo 6, que empieza diciendo exactamente para qué sirve la tabla 2: especifica los límites de composición química de los aceros y las temperaturas mínimas de revenido para las distintas clases de resistencia de pernos, tornillos y espárragos. Composición y temperatura, en una sola tabla, definiendo lo mismo.

Una salvedad antes de los números. El hilo trataba de un grado de la serie en pulgadas, y disponemos del documento ISO, no del de pulgadas, así que en esta página no aparece ninguna cifra de la norma en pulgadas y nada aquí convierte un sistema de clases en el otro. Lo que se traslada es el argumento, porque ambos sistemas clasifican estos elementos de fijación mediante temple y revenido.

Qué fija realmente la tabla 2

La fila 10.9 tiene las mismas tres vías de material, y su celda de temperatura de revenido estaba tapada por la marca de agua en el ejemplar que leímos, así que no se cita aquí. El argumento no la necesita.

Lea la última columna de arriba abajo. Por debajo de 8.8 no hay nada que indicar, porque esas clases no se definen en absoluto por temple y revenido. De 8.8 hacia arriba hay un número, y un número en una columna de mínimos es un umbral que el fabricante tuvo que superar. Ese es el punto que merece detenerse: la clase se otorgó en parte por una temperatura a la que se llevó la pieza y que, por implicación, no se volvió a sobrepasar.

La nota que dice lo que realmente hay dentro

De las clases 8.8, 9.8, 10.9 y 12.9 cuelga una nota que describe la microestructura en lugar de la química. El material debe tener templabilidad suficiente para garantizar una estructura formada por aproximadamente un 90 por ciento de martensita en el núcleo de las secciones roscadas, en estado templado, antes del revenido.

La martensita es lo que produce el temple y lo que el revenido luego alivia en parte. La norma describe un estado alcanzado deliberadamente y que se conserva. Una soldadura no consulta esa descripción. Aplica su propio ciclo térmico a un volumen pequeño y deja que el metal circundante decida la velocidad de enfriamiento, y la norma no dice nada sobre cuál debería ser el resultado, porque nunca describió un acero que pudiera reclasificarse después.

Lo que lleva al hecho negativo que zanja la cuestión práctica. ISO 898-1 no contiene ningún camino de vuelta. No hay ningún apartado que explique cómo se restablece, se vuelve a verificar o se vuelve a declarar una clase de resistencia tras un ciclo térmico posterior. La clase de resistencia se otorga a una pieza en un estado, y la norma no describe ninguna forma de volver a otorgarla.

Y no se puede llegar al número que querría un soldador

Un procedimiento de soldadura cuidadoso no puede salvar esto porque la clase no proporciona los datos de entrada. Vuelva a mirar la fila 8.8: permite tres vías de material distintas, acero al carbono con aditivos como el boro, acero al carbono simple o acero aleado, y el rango de carbono difiere entre ellas, abarcando de 0,15 a 0,55 por ciento entre las tres. Dos elementos de fijación marcados correctamente como 8.8 pueden ser aceros sustancialmente distintos.

Así que un número de clase no indica la composición dentro de una banda útil, y esta página no ofrecerá un criterio de soldabilidad ni una fórmula, porque no disponemos de ninguna norma de soldadura y el dato del que partiría un ingeniero de soldadura no se obtiene del marcado. Lo que la norma de elementos de fijación dice de sus propios límites ya está expuesto en nuestra página sobre lo que el número de clase nunca afirmó, donde la soldabilidad figura en la lista de propiedades que el capítulo 1 declina especificar.

Una cosa más que planteó el hilo y que esta página no responderá. Una respuesta señaló que las piezas estaban recubiertas y sugirió quitar primero el recubrimiento. Es una preocupación real en dos sentidos a la vez, la soldadura y los humos, y no disponemos de ningún documento de seguridad en soldadura, así que la instrucción honesta es que eso corresponde a su propio procedimiento de soldadura y a su documentación de seguridad, no a una página sobre elementos de fijación.

La pieza diseñada para soldarse da la respuesta contraria

Merece la pena poner los dos casos uno junto al otro, porque el mismo instinto da la respuesta equivocada en uno de ellos. Cuando falla una tuerca para soldar, se recurre a la misma hipótesis: la soldadura debe de haber arruinado el tratamiento térmico. En nuestra página sobre por qué una tuerca para soldar no tiene clase de resistencia, esa hipótesis choca con que la pieza estándar no tiene, de entrada, ningún temple y revenido que perder.

La misma sospecha, la conclusión contraria, y lo que decide es si la pieza estuvo alguna vez en el estado que el argumento supone.

Qué hacer con el problema real

El autor quería un separador más grueso y no tenía tiempo de esperar. Es una restricción real, y el hilo la respondió bien: comprar la medida, cortar un tubo o tornear una barra redonda y taladrarla. Las tres opciones producen una pieza abiertamente sin clase en lugar de una pieza con un marcado que ya no respalda, y un comentarista lo dijo al proponer la barra redonda.

La regla general que hay debajo merece conservarse. Si una pieza tiene que soldarse, especifíquela como pieza soldada y no como elemento de fijación con clase, porque la clase es una afirmación sobre un estado y soldar es una operación sobre ese estado. El marcado de la cabeza seguirá ahí después, y eso es lo incómodo. De qué es prueba un marcado de cabeza es otra cuestión; en resumen, es prueba de la pieza tal como se fabricó.

Y los números de los que se compone una clase tienen su propio procedimiento detrás. La resistencia a la tracción es la fuerza dividida por el área inicial de la probeta, y el límite elástico suele ser una línea trazada a dos milésimas de alargamiento permanente.

Este artículo trata el paso 1: sustrato. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Puedo soldar un perno de clase 8.8 o superior?

La norma no lo prohíbe y tampoco le ayuda. ISO 898-1 define las clases a partir de 8.8 mediante temple y revenido, y la tabla 2 indica una temperatura mínima de revenido, 425 °C para 8.8 y 9.8. Un arco de soldadura es un evento térmico que la supera con creces, y la norma no contiene ningún apartado que describa cómo se restablece o se vuelve a verificar una clase de resistencia tras un ciclo térmico posterior. La clase de la pieza es, por tanto, una afirmación sobre un estado sobre el que actúa la soldadura, y nada en el documento permite volver a declararla después.

¿Qué temperatura especifica realmente una clase de resistencia?

Una temperatura mínima de revenido, para las clases templadas y revenidas. La tabla 2 de ISO 898-1 da 425 °C para las clases 8.8 y 9.8 y, para la 12.9, 425 °C por la vía del acero aleado y 380 °C por la vía del acero al carbono con aditivos. En las clases 4.6 y 4.8 la celda figura como no especificada, porque esas clases no se definen por temple y revenido. La celda de la 10.9 estaba tapada en el ejemplar que leímos y no se cita aquí.

¿La clase de resistencia es una especificación de material?

No en el sentido que se espera. Para la clase 8.8, la norma permite tres vías de material distintas: acero al carbono con aditivos como el boro, acero al carbono simple y acero aleado, con un carbono que va de 0,15 a 0,55 por ciento entre ellas. Dos elementos de fijación marcados correctamente como 8.8 pueden ser aceros sustancialmente distintos, y por eso un número de clase no puede servir como punto de partida de una evaluación de soldadura.

¿Dice algo la norma sobre la soldabilidad?

Dice que no la especifica. El capítulo 1 de ISO 898-1 incluye la soldabilidad entre las propiedades que la norma no cubre, junto con la resistencia a la corrosión, la resistencia al corte, el comportamiento frente al par y la fuerza de apriete, y la resistencia a la fatiga. Nuestra página sobre lo que el número de clase nunca afirmó recorre esa lista. Lo que sí aporta la tabla 2 es el estado del tratamiento térmico, que es lo que permite responder a la pregunta de la soldadura.

¿Por qué es distinto soldar una tuerca para soldar?

Porque una tuerca para soldar estándar, por lo general, no está templada y revenida de entrada, así que no hay ningún tratamiento térmico que la soldadura haya podido destruir. La versión templada y revenida hay que pedirla. Es la imagen especular de un perno con clase, en el que el temple y revenido es justamente lo que describe el número de clase, y por eso la misma sospecha da respuestas opuestas en las dos piezas.

¿Qué uso en su lugar si necesito un separador con clase más grueso?

Comprar la medida, cortar un tramo de tubo a la longitud necesaria o tornear una barra redonda y taladrarla. Las tres opciones dan una pieza abiertamente sin clase en lugar de una que lleva un marcado que ya no la describe. Si el separador está en un camino de carga que necesitaba la clase, lo honesto es cambiar el diseño y no la pieza, porque el marcado seguirá siendo legible tras la soldadura aunque el estado que describe haya cambiado.

Referencias

• ISO 898-1:2013 — Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel, part 1. Capítulo 6 y tabla 2: aceros, límites de carbono, temperaturas mínimas de revenido y la nota sobre la martensita
• r/fabrication — el hilo donde empezó todo, en el que se dio la respuesta correcta sin ningún número

El capítulo 6 y la tabla 2 de ISO 898-1:2013 se leyeron en la vista previa de acceso público; los límites, temperaturas y la redacción de la nota citados proceden de ese texto. La celda de temperatura de revenido de la clase 10.9 estaba tapada por la marca de agua de la vista previa en nuestro ejemplar y no se cita deliberadamente. El hilo trataba de un grado de la serie en pulgadas y solo disponemos del documento ISO, así que aquí no aparece ninguna cifra de la norma en pulgadas ni se ofrece conversión alguna entre los dos sistemas de clases; el argumento se apoya en el hecho común de que ambos clasifican estos elementos de fijación mediante temple y revenido. No se da ningún carbono equivalente, criterio de soldabilidad ni procedimiento de soldadura, porque no disponemos de ninguna norma de soldadura y, como sostiene la página, la composición de la que partiría tal evaluación no se puede recuperar a partir de un marcado de clase. Por la misma razón no se ofrece orientación sobre humos de soldadura ni sobre la eliminación de recubrimientos; la observación del comentarista sobre el recubrimiento se recoge, no se responde. La afirmación de que la norma no contiene ningún camino para restablecer una clase tras un ciclo térmico posterior es un hallazgo negativo de la lectura del documento, y debe leerse como una ausencia que buscamos y no como una prohibición que la norma imprima.