ASTM A105 – Acero al carbono forjado para tuberías
Acero carbono-manganeso para bridas, conexiones y válvulas forjadas
Acero carbono-manganeso forjado especificado por la ASTM A105/A105M para componentes de tuberías (bridas, conexiones, cuerpos de válvulas) en servicio a temperatura ambiente y elevada. Es el material estándar de las bridas de acero al carbono ASME B16.5. Para servicio por debajo de −29 °C se usa el A350 LF2; para forjados de más de 4.540 kg, la ASTM A266.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | K03504 |
| W.Nr./EN | ≈ P250GH (1.0460) / P280GH (1.0426) – EN 10222-2 |
| DIN | ≈ C22.8 (antigua) |
| JIS | ≈ S25C / SFVC 2A (JIS G3202) |
| Denominación comercial | A105, SA-105 (ASME) |
| Otras | Tubo: A106 Gr B; conexiones BW: A234 WPB; fundición: A216 WCB |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forjado (bridas, conexiones, válvulas) | ASTM A105/A105M; ASME SA-105 |
| Forjado > 4.540 kg | ASTM A266 |
| Barra | ASTM A105 (componentes mecanizados a partir de barra, dentro de los límites de la norma) / SAE 1020–1025 |
| Tubería | ASTM A106 Gr B / API 5L B |
| Conexiones para soldar a tope | ASTM A234 WPB |
| Dimensiones de bridas | ASME B16.5 / B16.47 |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7214.10.10 | 7214.10 | 7214.10.0000 | 7214 10 00 |
| Barra laminada en caliente | 7214.99.10 | 7214.99 | 7214.99.0036 | 7214 99 71 |
| Tubo sin costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.1030 | 7304 19 10 |
| Tubo con costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.1050 | 7306 19 00 |
| Brida y conexión | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5010 | 7307 91 00 |
Clase arancelaria: acero al carbono sin alear (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
Tubo: 7304.19 y 7306.19 son tubos de conducción (line pipe) para oleoductos y gasoductos; los tubos para calderas, intercambiadores de calor o proceso se clasifican en 7304.39/7304.59 (sin costura) y 7306.30/7306.50 (con costura).
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM A105/A105M
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,35 |
| Mn | 0,60 – 1,05 (*) |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,10 – 0,35 |
| Cu | ≤ 0,40 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | ≤ 0,30 |
| Mo | ≤ 0,12 |
| V | ≤ 0,08 |
| Nb | ≤ 0,02 |
| Cu+Ni+Cr+Mo+V | ≤ 1,00 |
| Cr+Mo | ≤ 0,32 |
| (*) Mn | +0,06% por cada 0,01% de C por debajo de 0,35%, hasta 1,35% |
Propiedades mecánicas
Bruto de forja o tratado térmicamente (normalizado, N+R o T+R), temperatura ambiente – ASTM A105
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite elástico (0,2%) | ≥ 250 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 485 MPa |
| Alargamiento (probeta redonda 4D) | ≥ 22% (≥ 30% en probeta plana) |
| Reducción de área | ≥ 30% |
| Dureza | ≤ 187 HBW |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,85 g/cm³ |
| Rango de fusión | ≈ 1.420 – 1.510 °C |
| Módulo de elasticidad | ≈ 203 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | ≈ 51 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | ≈ 11,7 µm/m·K |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de ASTM A105 – Acero al carbono forjado para tuberías →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | −29 °C a ≈ 425 °C en servicio continuo (la ASME B16.5 permite hasta 538 °C, pero por encima de ≈ 425 °C hay riesgo de grafitización/fluencia). Por debajo de −29 °C usar A350 LF2. |
| Tratamiento térmico | Obligatorio para bridas por encima de la Clase 300, bridas de diseño especial y otros componentes por encima de NPS 4 y por encima de la Clase 300: recocido, normalizado (≈ 870–920 °C), normalizado + revenido o temple + revenido (revenido ≥ 590 °C). Las bridas Clase 150/300 pueden suministrarse en bruto de forja. |
| Soldadura | Buena soldabilidad. Electrodo AWS E7018 (A5.1), alambre ER70S-6 (A5.18), alambre tubular E71T-1. Precalentamiento de ≈ 80–100 °C para espesores > 25 mm o CE alto; TTPS a 595–650 °C según el código (ASME B31.3/VIII). |
| Mecanizado | Buena maquinabilidad (≈ 60–65% del 1212), con viruta continua en estado normalizado. |
Planifique un forjado libre en ASTM A105 – Acero al carbono forjado para tuberías: reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Bridas ASME B16.5 (WN, SO, ciegas, LJ)
- Conexiones forjadas ASME B16.11 (socket weld y roscadas)
- Cuerpos y bonetes de válvulas
- Boquillas y acoplamientos de recipientes a presión
- Líneas de agua, vapor, aire, aceite y gas no corrosivos
- Refinerías, petroquímicas y utilidades
Alternativas: A350 LF2 para baja temperatura (Charpy a −46 °C); A694 F52–F65 para bridas de oleoductos de alta resistencia; A182 F11/F22 por encima de ≈ 425 °C; A182 F304L/F316L o dúplex cuando hay corrosión.
ASTM A105: guía completa
Qué es el acero ASTM A105
El A105 es un acero al carbono común, no una aleación especial: contiene hierro, hasta 0,35% de carbono, manganeso y silicio, con límites para los elementos residuales (Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb). La norma ASTM A105/A105M cubre forjados de acero al carbono para componentes de tuberías, con un peso máximo de 4.540 kg (10.000 lb) por pieza; por encima de eso se aplica la ASTM A266.
Composición química y carbono equivalente
El carbono (≤ 0,35%) y el manganeso (0,60 – 1,05%) controlan la resistencia; el silicio desoxida el acero. La norma limita la suma de residuales y, cuando el comprador solicita el requisito suplementario S4 (Carbono Equivalente), el carbono equivalente de la colada a 0,47 por la fórmula IIW hasta 2 in (50,8 mm) de sección y 0,48 por encima; puede acordarse un valor menor, como 0,43, entre comprador y proveedor (S4.3), lo que garantiza la buena soldabilidad que hace del A105 el material más usado en tuberías industriales.
Propiedades mecánicas
La norma exige un límite elástico mínimo de 250 MPa, una resistencia a la tracción mínima de 485 MPa, un alargamiento mínimo de 22% en probeta redonda, una reducción de área mínima de 30% y una dureza máxima de 187 HBW. Los valores se aplican a la pieza en su condición de suministro, bruta de forja o tratada térmicamente.
Tratamiento térmico
Contrariamente a lo que suele afirmarse, el tratamiento térmico no es obligatorio en todos los casos: las bridas hasta la Clase 300 y otros componentes hasta la Clase 300 o hasta NPS 4 pueden suministrarse en bruto de forja. Por encima de eso, la norma exige uno de los ciclos previstos, y el comprador elige: recocido, normalizado, normalizado y revenido o temple y revenido. Dustre realiza estos ciclos en sus propios hornos como parte de su servicio de tratamiento térmico.
Límites de temperatura
El A105 no es un material de alta temperatura: el uso continuo recomendado llega hasta unos 425 °C, por encima de lo cual entran los aceros al cromo-molibdeno como el F11 y el F22. Tampoco se indica por debajo de −29 °C, rango en el que se usa el ASTM A350 LF2, con ensayo de impacto a −46 °C.
Aplicaciones
Bridas de todos los tipos y clases, conexiones forjadas, cuerpos y bonetes de válvulas, bloques, tapones y piezas de tubería mecanizadas para agua, vapor de baja presión, aire, aceite y gas en refinerías, plantas petroquímicas, la industria de celulosa y papel, minería y generación de energía.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, tratamiento térmico en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se entrega con certificado de inspección 3.1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de ASTM A105?
Según ASTM A105/A105M: C ≤ 0,35; Mn 0,60 – 1,05 (*); P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,10 – 0,35; Cu ≤ 0,40.
¿Qué normas cubren ASTM A105?
Forjado (bridas, conexiones, válvulas): ASTM A105/A105M; ASME SA-105. Forjado > 4.540 kg: ASTM A266. Barra: ASTM A105 (componentes mecanizados a partir de barra, dentro de los límites de la norma) / SAE 1020–1025. Tubería: ASTM A106 Gr B / API 5L B. Conexiones para soldar a tope: ASTM A234 WPB. Dimensiones de bridas: ASME B16.5 / B16.47.
¿Hasta qué temperatura se puede usar ASTM A105?
−29 °C a ≈ 425 °C en servicio continuo (la ASME B16.5 permite hasta 538 °C, pero por encima de ≈ 425 °C hay riesgo de grafitización/fluencia). Por debajo de −29 °C usar A350 LF2.
¿Qué materiales pueden sustituir a ASTM A105?
A350 LF2 para baja temperatura (Charpy a −46 °C); A694 F52–F65 para bridas de oleoductos de alta resistencia; A182 F11/F22 por encima de ≈ 425 °C; A182 F304L/F316L o dúplex cuando hay corrosión.
¿Dónde comprar ASTM A105 en Brasil?
Dustre suministra ASTM A105 en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
