Grados de tornillería: qué significan 8.8, Grade 8, A2-70 y B7

Respuesta breve: un grado de tornillería solo tiene sentido dentro de su norma de referencia. 8.8 es una clase de resistencia métrica ISO, Grade 8 es un grado SAE de la serie en pulgadas, A2-70 combina un grupo de grados de acero inoxidable con una clase de resistencia y B7 es un grado ASTM para tornillería de servicio a presión. Los nombres pueden parecer comparables, pero no forman una escala universal de resistencia.^{[1] [2] [3] [4] [5]}

Este artículo explica el campo grado de una especificación completa de perno. Si además necesita tamaño, rosca, dimensiones y acabado, empiece por Cómo especificar un perno: medida, rosca, grado y acabado.

¿Qué sistema de grado está consultando?

Empiece por el marcado o la designación del plano. Normalmente identifica la familia de normas antes de decirle algo útil sobre la resistencia.

Las tres primeras filas remiten a artículos específicos. Use este resumen cuando desconozca el sistema, cuando una misma lista de compras incluya varios sistemas o cuando alguien proponga un grado “equivalente” de otra norma.

¿Por qué hay tantos tipos de grado?

Porque la palabra grado desempeña varias funciones distintas.

• Una clase de resistencia de producto acabado, como ISO 8.8, define requisitos mecánicos y físicos para el perno, tornillo o espárrago acabado al que se aplica.
• Un grado de material, como el tipo 316, el 42CrMo4 o el grado 5 de titanio, identifica principalmente la composición química y el estado del material.
• Un grado de aplicación, como ASTM A193 B7 o F3125 A325, pertenece a una norma de producto redactada para un servicio concreto.
• Un grado de producto ISO A, B o C es una categoría de tolerancia dimensional, no una clase de resistencia.^{[6] [7]}

Estos requisitos pueden aparecer juntos. M12 × 1.75, ISO 4014, 10.9, escamas de zinc identifica una rosca, una geometría de producto, una clase de propiedades mecánicas y una familia de recubrimiento. Añadir 42CrMo4 impondría un requisito de material independiente. Ninguna parte de esa designación aporta por sí sola las demás.

La regla práctica es:

¿Cómo funcionan 8.8, 10.9 y 12.9?

En las fijaciones métricas de acero al carbono y acero aleado incluidas en ISO 898-1, los dos números forman un código:^[1]

• el número anterior al punto × 100 = nivel nominal de resistencia a la tracción en MPa;
• segundo número ÷ 10 = relación nominal entre límite elástico y resistencia a la tracción; y
• el producto de ambos resultados = nivel nominal de límite elástico.

Son valores nominales derivados del código, no mínimos de aceptación garantizados ni valores admisibles de diseño.

El cálculo explica el marcado; las tablas de la norma controlan la aceptación. Por ejemplo, la clase 10.9 tiene un requisito mínimo de tracción de 1040 MPa, no el valor nominal de 1000 MPa del código. En la clase 8.8, los valores cambian por encima de 16 mm de diámetro. La tensión de prueba, el límite elástico o el límite elástico convencional al 0,2 %, la dureza, la ductilidad, el tamaño y el programa de ensayos aplicable siguen figurando en las tablas de la norma.^[1]

ISO 898-1 también tiene límites claros. Evalúa las propiedades mecánicas especificadas entre 10 y 35 °C y no asigna resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga, resistencia al corte ni un par de apriete.

¿Cómo funcionan los grados 5 y 8 de SAE?

SAE J429 cubre pernos, tornillos, espárragos, sems y pernos en U de acero en pulgadas para automoción e industrias afines, hasta 1 1/2 in. Su número de grado es una etiqueta. No existe un cálculo que convierta 8 en resistencia a la tracción.^[2]

El grado 5 suele llevar tres líneas radiales en la cabeza y el grado 8 seis, junto con la identificación del fabricante cuando se exige. El atajo conocido de “contar las líneas y sumar dos” se aplica a estos grados. No es una regla universal para espárragos, fijaciones de acero inoxidable, productos ASTM ni grados especiales.

El grado 5 de SAE se suele situar cerca de ISO 8.8, y el grado 8 cerca de ISO 10.9, porque sus valores habituales de tracción son parecidos. Esa comparación ayuda a situar el grado en un rango de resistencia. No hace intercambiables un perno en pulgadas y uno métrico.

Dicho sin rodeos: la clase ISO 8.8 y el grado 8 de SAE no son el mismo grado. Uno pertenece al sistema métrico ISO; el otro pertenece a SAE J429 y se usa normalmente con productos unificados en pulgadas.

¿Qué significan A2-70 y A4-80?

El marcado de acero inoxidable según ISO 3506-1 contiene dos datos distintos:^[3]

• A2 o A4 identifica un grupo de grados de acero inoxidable austenítico para fijaciones;
• 70 u 80 identifica la clase de resistencia mínima a la tracción de la fijación acabada, en decenas de MPa.

Por tanto, A2-70 significa una fijación de acero inoxidable A2 con un requisito mínimo de tracción de 700 MPa, mientras que A4-80 combina el grupo A4 con una resistencia mínima a la tracción de 800 MPa. El grupo A2 se asocia habitualmente a la familia 304 y el A4 a la familia 316 con molibdeno, pero son grupos de grados para fijaciones, no una garantía de una composición UNS exacta.

Los dos bloques responden a preguntas distintas. A2 frente a A4 es principalmente una decisión de material y corrosión. La clase 70 frente a la 80 es una decisión de propiedades mecánicas y condición de fabricación. A4 no es automáticamente más resistente que A2, y A2-70 no es una versión en acero inoxidable de la clase 8.8 de acero al carbono.

Para productos inoxidables de rosca unificada en pulgadas, ASTM F593 ofrece una vía independiente para pernos, tornillos de cabeza hexagonal y espárragos resistentes a la corrosión de uso general. ASTM A193 B8 y B8M pertenecen a la tornillería para presión, alta temperatura y usos especiales. Ninguno se convierte en una designación ISO A2/A4 solo por coincidir la familia de aleación.^{[4] [9]}

¿Por qué ASTM usa grados como B7, L7 y A325?

Conviene leer ASTM como un mapa de aplicaciones, no como una escala de resistencia común a toda la organización.

Por ejemplo, ASTM A193 grado B7 es tornillería de acero aleado al cromo-molibdeno, templado y revenido, para servicio a presión, alta temperatura y otros usos especiales. La marca B7 solo tiene ese significado cuando permanece ligada a ASTM A193/A193M.^[4]

La letra o el número solo tienen significado con la especificación. A193 B7 y A320 L7 pueden tener propiedades similares a temperatura ambiente, pero L7 incorpora requisitos de impacto a baja temperatura. No son intercambiables sin que se apruebe la sustitución teniendo en cuenta la aplicación, la geometría, el conjunto y la documentación. A574 está ligado a tornillos de cabeza cilíndrica con hexágono interior. F1554 grado 105 es un grado de perno de anclaje, no un recambio genérico para otro material de 105 ksi.^{[4] [5] [10] [11] [12] [13]}

Las ediciones vigentes también importan. ASTM F3125/F3125M-26 abarca niveles de resistencia a la tracción de 120, 144 y 150 ksi para la serie en pulgadas. Los resúmenes antiguos que muestran solo dos niveles están incompletos. ASTM F568M, que aún aparece en algunas tablas comparativas métricas en línea, se retiró en 2012 sin sustitución.^{[5] [14]}

Compare la propiedad que controla el fallo

“Más resistente” es demasiado vago para diseñar o sustituir. Los principales términos mecánicos responden a preguntas distintas.

ASTM F606/F606M proporciona los procedimientos de ensayo de fijaciones. La norma de producto proporciona los valores de aceptación y decide qué ensayos se aplican.^[15]

Para seleccionar, use la tensión de prueba o el límite elástico para comprobar los intervalos utilizables de comportamiento elástico y de precarga, la resistencia a la tracción para comprobar la capacidad axial última y los requisitos de impacto cuando la tenacidad a baja temperatura es determinante. La norma de producto o de aplicación aplicable decide los criterios de aceptación; el diseño de la unión decide qué modo de fallo hay que comprobar.

La resistencia se expresa como tensión, pero un perno soporta una fuerza:

El área resistente a tracción depende del diámetro y del paso. Una rosca M16 × 2 tiene unos 157 mm² de área resistente a tracción, frente a unos 58 mm² de una M10 × 1.5. Un perno 8.8 más grande puede soportar por tanto más fuerza axial que un perno 12.9 mucho más pequeño. La elección del grado nunca sustituye el cálculo de diámetro y rosca.

¿Se pueden sustituir dos grados con resistencia a la tracción similar?

No basándose únicamente en una tabla comparativa.

AISC ofrece un ejemplo real útil. Los pernos SAE J429 grado 5 y grado 8 pueden ser equivalentes en resistencia a los ASTM F3125 A325 y A490, respectivamente, pero AISC rechaza la sustitución directa. No son intercambiables sin la geometría, el conjunto y la documentación que exige la aplicación estructural. Los grados estructurales también controlan el tamaño de cabeza y la longitud de rosca, y conllevan requisitos de aseguramiento de la calidad e inspección más estrictos.^[16]

Antes de aprobar un cambio entre sistemas, compare:

1. sistema de rosca, diámetro, paso/TPI y clase de tolerancia;
2. cabeza, vástago, longitud de rosca y geometría de capacidad de carga reducida;
3. tensión de prueba, límite elástico, tracción, dureza, ductilidad y umbrales de diámetro en los que cambian los requisitos;
4. cualificación de la aplicación para servicio estructural, a presión, a temperatura o de anclaje;
5. tuerca, arandela, rosca interior y superficie de apoyo compatibles;
6. recubrimiento, lubricante, margen dimensional de la rosca y procedimiento de apriete; y
7. marcado, frecuencia de ensayos, trazabilidad del lote y documentos de inspección.

Use una tabla de conversión para localizar candidatos a revisión de ingeniería. Registre una alternativa aprobada mediante revisión de plano o desviación escrita.

¿Un grado superior hace más segura la unión?

Solo si la unión puede aprovechar la resistencia adicional.

Un grado superior puede permitir más precarga sin estiramiento permanente del perno. También puede desplazar el punto débil a una tuerca, a un agujero roscado de aluminio, a una arandela o a una brida blanda. En una unión sometida a cargas cíclicas, la precarga retenida, la rigidez de la unión y la prevención de la separación entre las superficies de contacto suelen ser más determinantes que la resistencia última a la tracción.

Por eso las tuercas y arandelas tienen sus propios sistemas mecánicos. ISO 898-2 define las clases de resistencia de tuercas 04, 05, 5, 6, 8, 10 y 12 y distingue los estilos de tuerca delgada, normal y alta. Una tuerca marcada 10 no es una clase de perno 10.9 sin el decimal. SAE J995 cubre los grados habituales de tuercas de acero en pulgadas, mientras que las normas ASTM de aplicación usan especificaciones acompañantes como A194/A194M. ISO 898-3 proporciona los requisitos mecánicos de las arandelas planas aplicables.^{[20] [21] [22] [23]}

El par es otra decisión independiente. El recubrimiento, la capa de acabado, el aceite, la cera, el producto antiagarrotamiento y la reutilización cambian la fricción de rosca y de apoyo, de modo que el mismo par en la llave puede producir precargas muy distintas. ISO 16047 proporciona ensayos controlados de par y fuerza de apriete; el Fastener Design Manual de NASA explica por qué los coeficientes de par dependen de la condición real del montaje.^{[24] [25]}

La elección del recubrimiento se vuelve más delicada a medida que aumentan la resistencia y la dureza. ISO 4042 abarca las fijaciones con recubrimientos electrolíticos y las medidas destinadas a reducir el riesgo de fragilización por hidrógeno. ISO 10683 señala el uso particular de recubrimientos de escamas de zinc no electrolíticos en fijaciones de 1000 MPa o más para evitar el hidrógeno que introduce la electrodeposición.^{[26] [27]}

La regla general opuesta también es errónea: “las fijaciones 8.8 y superiores nunca pueden galvanizarse en caliente”. ISO 10684 ofrece una vía controlada para fijaciones de rosca gruesa especificadas de M8 a M64 hasta clase de perno 10.9 y clase de tuerca 12. Ese alcance no es una aprobación general para cualquier producto o aplicación de clase 8.8 o superior; siguen siendo obligatorios los requisitos de tamaño, paso, dimensiones y proceso indicados.^[28]

Verifique el grado entregado

Una marca en la cabeza identifica el sistema y el grado declarados. No sustituye los registros del lote.

Compruebe que la marca de clase de resistencia o de grado y la identificación del fabricante exigidas estén presentes para el producto y el tamaño. Después vincule el lote físico con el pedido, los registros de material y colada, la ruta de tratamiento térmico, el estado del recubrimiento y los resultados de ensayo realmente exigidos.

ISO 16228 define los documentos de inspección de fijaciones, incluidos la declaración F2.1 y los informes de ensayo F2.2, F3.1 y F3.2. El tipo de documento exigido debe indicarse al hacer el pedido. ISO 3269 proporciona un procedimiento de referencia para la aceptación por el comprador cuando no existe un acuerdo previo de inspección, pero excluye las aplicaciones especiales y las diseñadas específicamente que necesitan un control o una trazabilidad más avanzados.^{[29] [30]}

Compruebe la edición de la norma en cada mercado

Las normas nacionales relacionadas pueden usar designaciones conocidas sin ser ediciones idénticas. GB/T 3098.1-2010 modifica ISO 898-1:2009 en lugar de adoptar de forma idéntica la ISO 898-1:2013 vigente. GB/T 3098.2-2025 modifica ISO 898-2:2022 para tuercas, y GB/T 3098.6-2023 modifica ISO 3506-1:2020 para fijaciones de acero inoxidable.^{[17] [18] [19]}

Indique en el pedido la norma nacional aplicable y su edición, en lugar de confiar en una afirmación sin edición como “GB/T clase 10.9 equivale a ISO clase 10.9”.

¿Qué debe figurar en la solicitud de cotización o en el plano?

Evite descripciones como perno de alta resistencia, equivalente al grado 8 o perno de acero inoxidable 316. Indique:

• forma de producto y norma dimensional;
• designación completa de la rosca, ajuste o tolerancia, longitud y longitud de rosca;
• norma mecánica o de aplicación aplicable, grado o clase de resistencia y edición;
• designación de material independiente cuando se controle la composición química;
• norma y grado o clase de la tuerca correspondiente, más los requisitos de arandela;
• norma de recubrimiento, acabado, lubricante y intervalo de fricción cuando se controle;
• temperatura de servicio, exposición corrosiva, solicitación cíclica o de corte y requisitos de impacto;
• procedimiento de apriete o precarga objetivo para uniones controladas; y
• marcado, tipo de documento de inspección, resultados reales de ensayo y trazabilidad del lote.

Algunos ejemplos de puntos de partida útiles son:

• “M12 × 1.75-6g, ISO 4014, clase de resistencia 10.9 según ISO 898-1, escamas de zinc según ISO 10683”;
• “tornillo de cabeza hexagonal 1/2-13 UNC-2A, SAE J429 grado 8”;
• “ASTM A193/A193M grado B7, espárrago 1-8 UNC, con tuercas ASTM A194/A194M grado 2H”; y
• “conjunto de perno estructural de cabeza hexagonal pesada ASTM F3125/F3125M grado A325 tipo 1”.

Complete cada designación con las dimensiones específicas del tamaño, los detalles de acabado, la cantidad, la documentación y los requisitos de la unión real.

Referencias

1. ISO. ISO 898-1:2013 — Mechanical properties of carbon- and alloy-steel bolts, screws and studs.
2. SAE International. SAE J429_201405 — Mechanical and Material Requirements for Externally Threaded Fasteners.
3. ISO. ISO 3506-1:2020 — Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel bolts, screws and studs.
4. ASTM International. ASTM A193/A193M-26 — Bolting for High Temperature or High Pressure Service.
5. ASTM International. ASTM F3125/F3125M-26 — High Strength Structural Bolts and Assemblies.
6. ISO. ISO 4014:2022 — Hexagon head bolts, product grades A and B.
7. ISO. ISO 4759-1:2000 — Fastener tolerances, product grades A, B and C.
8. ISO. ISO 14581:2022 — Hexalobular socket countersunk flat head screws with reduced loadability.
9. ASTM International. ASTM F593-24 — Stainless Steel Bolts, Hex Cap Screws, and Studs.
10. ASTM International. ASTM A307-21 — Carbon Steel Bolts, Studs, and Threaded Rod.
11. ASTM International. ASTM A320/A320M-26 — Bolting for Low-Temperature Service.
12. ASTM International. ASTM A574-21 — Alloy Steel Socket-Head Cap Screws.
13. ASTM International. ASTM F1554-20 — Anchor Bolts, Steel, 36, 55, and 105-ksi Yield Strength.
14. ASTM International. ASTM F568M-07 — Metric Carbon and Alloy Steel Fasteners. Retirada en 2012 sin sustitución.
15. ASTM International. ASTM F606/F606M-26a — Mechanical test methods for fasteners.
16. American Institute of Steel Construction. Engineering FAQ 6.2.5 — SAE J429 versus ASTM F3125 structural bolts.
17. Standardization Administration of China. GB/T 3098.1-2010 — Mechanical properties of bolts, screws and studs.
18. Standardization Administration of China. GB/T 3098.2-2025 — Mechanical properties of nuts.
19. Standardization Administration of China. GB/T 3098.6-2023 — Stainless steel bolts, screws and studs.
20. ISO. ISO 898-2:2022 — Nuts with specified property classes.
21. SAE International. SAE J995_201707 — Mechanical and Material Requirements for Steel Nuts.
22. ASTM International. ASTM A194/A194M-26 — Nuts for High Pressure or High Temperature Service.
23. ISO. ISO 898-3:2018 — Mechanical properties of flat washers, con la enmienda 1:2020.
24. ISO. ISO 16047:2005 — Fasteners, torque/clamp-force testing, con la enmienda 1:2012.
25. Richard T. Barrett, NASA Reference Publication 1228. Fastener Design Manual.
26. ISO. ISO 4042:2022 — Electroplated coating systems, con la enmienda 1:2026.
27. ISO. ISO 10683:2018 — Non-electrolytically applied zinc-flake coating systems.
28. ISO. ISO 10684:2004 — Hot-dip galvanized coatings.
29. ISO. ISO 16228:2017 — Types of fastener inspection documents.
30. ISO. ISO 3269:2019 — Fastener acceptance inspection.