Tuercas ASTM A194: grados 2H, 2HM, 8 y 8M

Respuesta breve: ASTM A194/A194M abarca las tuercas de acero al carbono, acero aleado e inoxidable para servicio a alta presión, alta temperatura o ambos. Entre sus grados habituales, 2H y 2HM son de acero al carbono tratado térmicamente, el grado 8 es acero inoxidable tipo 304 y el grado 8M es acero inoxidable tipo 316. Las diferencias afectan a la dureza, la carga de prueba, el proceso y la identificación, no solo al nombre del material.^{[1] [2] [3]}

Empiece por la guía de A193 y A194 para el conjunto completo. Si ya conoce el grado del perno, use la guía de compatibilidad entre perno y tuerca. Esta página trata la especificación de la tuerca en sí.

Qué especifica ASTM A194

A194 establece los materiales, el tratamiento térmico, los ensayos mecánicos, la dureza, la carga de prueba, el marcado y la certificación. ASTM A962/A962M aporta los requisitos comunes a los que remite la especificación. Complete la designación de grado con el tipo de tuerca, las dimensiones, la rosca interior y el acabado; las tuercas hexagonales pesadas de la serie en pulgadas suelen usar las dimensiones de ASME B18.2.2.^{[1] [2]}

Grados 2H y 2HM: tratamiento térmico y control de dureza

El grado 2H es de acero al carbono templado y revenido. El grado 2HM parte de la misma base química de acero al carbono, con un intervalo de dureza controlado más bajo y requisitos distintos de fabricación e inspección.^{[1] [3]}

En 2HM, el temple en líquido va seguido de un revenido a no menos de 1150 °F (620 °C). Después del conformado, el mecanizado y el roscado, se exige un tratamiento final de alivio de tensiones a una temperatura no inferior a esa; el revenido final puede cumplir esa función. Mantener la dureza baja forma parte de un proceso de producción especificado; no es motivo para usar acero dulce sin tratar.

El mínimo del 2H cambia por encima de 1 1/2 in. En 2HM, cada tuerca se somete a la inspección de dureza requerida. La especificación base permite un examen electromagnético al 100 % correlacionado con ensayos de indentación. Para obtener lecturas de indentación registradas individualmente hay que pedir los requisitos suplementarios y de documentación correspondientes; solicitar “inspección al 100 %” por sí solo no define esos registros.^{[1] [3]}

Elegir 2HM también cambia la base para determinar la carga de prueba. No es un sustituto directo de 2H, y su designación por sí sola no demuestra el cumplimiento de todas las especificaciones de servicio ácido.

Grados 8 y 8M: inoxidable 304 frente a 316

El grado 8 corresponde al acero inoxidable tipo 304. El grado 8M corresponde al tipo 316, cuyo contenido de molibdeno mejora en general la resistencia a la picadura y a la corrosión por rendija en muchos entornos con cloruros. En la condición ordinaria, sin S1, los grados 8 y 8M comparten los requisitos de dureza y de tensión de prueba; la distinción importante es la composición química y la aptitud frente a la corrosión.^{[1] [3]}

ASTM A194 grado 8 no es SAE J995 grado 8: este último pertenece a otra especificación de tuercas de acero al carbono o aleado de alta resistencia. Incluya la designación ASTM al hacer el pedido.

En 8M, la “M” identifica la variante de tipo 316, no dimensiones métricas. La temperatura, la concentración de cloruros, los depósitos y las rendijas siguen afectando a la aptitud; la comparación 304 frente a 316 recoge esos factores de selección. Ambos grados inoxidables necesitan una lubricación y un apriete controlados para reducir el riesgo de gripado.

Carga de prueba: compare también el tipo de tuerca

El ensayo de carga de prueba de una tuerca aplica una carga axial especificada mediante un mandril roscado. La carga requerida depende del área resistente de la rosca, la medida nominal, el paso y el tipo de tuerca. La tensión de prueba es la tensión de referencia que se usa para calcular esa carga de prueba; no es la tensión admisible en servicio ni la precarga objetivo de la unión.^{[1] [3]}

Para las tuercas hexagonales estándar de grados 8 y 8M en condición ordinaria, la base es 75 ksi en lugar del valor de las hexagonales pesadas. Use las tablas correspondientes a la medida y al tipo de tuerca en la edición de A194 indicada en el pedido para seleccionar una carga de prueba concreta. La dureza es un requisito de aceptación aparte; no sustituye de forma universal al ensayo de carga de prueba.

Cuándo cambian los criterios de aceptación con el requisito suplementario S1

El requisito suplementario S1 de A194 especifica un estado endurecido por deformación que debe solicitarse expresamente para las tuercas de acero inoxidable austenítico a las que se aplica. Un perno de clase 2 no exige automáticamente una tuerca S1.^{[1] [4]}

En las tuercas S1 no se aplican los límites de dureza ordinarios de la tabla 2 de A194. Use la tabla de carga de prueba S1 específica por diámetro, confirme que la medida pedida está cubierta y exija el símbolo de grado subrayado. Los valores ordinarios de 80 ksi para hexagonal pesada citados antes no deben usarse para aceptar una tuerca S1.

La guía de compatibilidad A193/A194 aplica esta distinción a los conjuntos B8 y B8M.

Marcado de grado y trazabilidad

El símbolo de grado ordinario depende del proceso de fabricación y aparece junto con la identificación del fabricante.^{[1] [3]}

Las ediciones actuales de A194 no exigen subrayar 2HM, aunque puede permitirse. Esto difiere de la regla de marcado S1 para inoxidables. Las tuercas inoxidables en estados de tipo A, como 8A y 8MA, tienen sus propios requisitos de proceso y dureza; la tabla ordinaria de 8/8M anterior no las describe.

Coteje el símbolo de grado con el informe de ensayo de material (MTR), la colada o el lote, el tratamiento térmico y la condición pedida. Una superficie plateada no distingue un grado 8 certificado de un grado 8M.

Qué especificar al pedir tuercas A194

• Edición de ASTM A194/A194M y grado completo
• Tipo de tuerca, norma dimensional, medida nominal, paso y ajuste de rosca
• Cantidad y condición sin recubrimiento o con recubrimiento totalmente especificado
• Grado y clase de la tornillería correspondiente, temperatura de diseño y entorno de servicio
• MTR, trazabilidad de colada o lote y registros de inspección requeridos
• S1 u otros requisitos suplementarios cuando el proyecto los exija

Por ejemplo: tuercas hexagonales pesadas ASTM A194/A194M-26 grado 2HM según ASME B18.2.2, 1-8 UNC, sin recubrimiento, 240 unidades; condiciones de servicio según la especificación adjunta; se requieren MTR, trazabilidad de lote y evidencia de inspección de dureza al 100 %.

Para un pedido completo de espárragos y tuercas, use los ejemplos de conjunto de la guía de compatibilidad. A194 incluye otros grados además de los cuatro tratados aquí; selecciónelos según la especificación aplicable en lugar de sustituirlos por otros en función de su apariencia o de la similitud del número de grado.

Referencias

1. ASTM International. ASTM A194/A194M-26. Materiales de tuerca, proceso, dureza, carga de prueba, marcado y requisitos suplementarios.
2. ASTM International. ASTM A962/A962M-26. Requisitos comunes de fabricación, ensayo y certificación.
3. ASTM A194 Reference. ASTM A194 Grades Overview. Cotejo de materiales, dureza y resúmenes de carga de prueba por grado.
4. Portland Bolt. A193 Nut Compatibility. Emparejamientos habituales y condición opcional de tuerca endurecida por deformación.