Elegir un material por costumbre —por ejemplo, asumir que el inoxidable siempre es más seguro o que la clase más alta siempre es mejor— puede crear problemas de corrosión, precarga, gripado, fatiga o certificación. La decisión correcta considera la unión completa: carga, temperatura, ambiente, materiales conectados, montaje, norma de producto y consecuencia del fallo.
Esta guía compara acero al carbono y aleado, inoxidable A2/A4, Duplex 2205 y Super Duplex 2507, titanio, aleaciones de níquel, aluminio, aleaciones de cobre y polímeros de ingeniería. Es una guía inicial de selección y compra; no sustituye el plano, el código de diseño ni una revisión de corrosión.
Tabla rápida de selección
| Condición de servicio | Opciones iniciales habituales | Comprobaciones principales |
|---|---|---|
| Maquinaria interior seca | Acero al carbono o aleado, normalmente 8.8 | Carga, humedad, acabado y apriete |
| Carga mecánica alta | 10.9, 12.9 o grado aleado específico | Capacidad, fatiga, tuerca, arandela y riesgo de hidrógeno |
| Exposición exterior | Acero recubierto, A2 o A4 | Categoría atmosférica, vida del recubrimiento y contacto galvánico |
| Ambiente costero | A4, Duplex 2205 o sistema de acero recubierto cualificado | Sal, rendijas, lavado, resistencia y vida útil |
| Salpicadura o inmersión marina | Dúplex, superdúplex, titanio o aleación de níquel seleccionada | Cloruros, temperatura, rendijas, relación de áreas y protección catódica |
| Servicio de presión a alta temperatura | Grado ASTM A193 aplicable, inoxidable o aleación de níquel | Tensión admisible, relajación, oxidación y tuerca compatible |
| Servicio de presión a baja temperatura | Grado ASTM A320 aplicable o sistema inoxidable/níquel cualificado | Temperatura mínima de diseño y ensayo de impacto |
| Servicio eléctrico o químico especial | PEEK, PVDF, PA66, titanio o aleación de cobre | Fluencia, temperatura, conductividad y compatibilidad química |
Cuatro preguntas antes de elegir
- ¿Cuál es el ambiente: interior seco, humedad, costa, niebla salina, salpicadura, inmersión o un producto químico concreto?
- ¿Cuáles son las temperaturas mínima, normal y máxima, la duración y los ciclos térmicos?
- ¿Qué tracción, cortadura, precarga, fatiga, impacto o vibración actúan?
- ¿Con qué metales, recubrimientos, tuercas y arandelas está en contacto la fijación?
Acero al carbono y aleado
Las fijaciones de acero de alta resistencia ofrecen una excelente relación entre resistencia, coste y disponibilidad. Las clases ISO 8.8, 10.9 y 12.9 describen propiedades mecánicas, no una única composición de acero.
| Clase | Resistencia nominal a tracción | Contexto típico |
|---|---|---|
| 8.8 | 800 MPa | Maquinaria general y muchas uniones de ingeniería |
| 10.9 | 1.000 MPa | Mayor capacidad y precarga cuando la unión está diseñada para ello |
| 12.9 | 1.200 MPa | Uniones compactas, muy cargadas y estrechamente controladas |
Estos valores nominales no sustituyen los mínimos, rangos dimensionales y ensayos de ISO 898-1. Al aumentar la clase cobran más importancia el engrane de rosca, apoyo, fricción, recubrimiento y fragilización por hidrógeno. Consulte la guía 8.8 frente a 10.9 y 12.9.
ASTM A193 B7, ASTM A193 B16 y los grados inoxidables A193 tienen requisitos propios de material, tratamiento y ensayo; no son nombres estadounidenses de las clases ISO. ASTM A320 L7/L7M se usa para presión a baja temperatura: L7 se combina con tuercas A194 Grade 7L ensayadas al impacto, mientras L7M se combina con tuercas Grade 7M de dureza controlada en la misma página.
Acero inoxidable A2/A4
Las fijaciones inoxidables se eligen principalmente por corrosión. En ISO 3506, grupo y clase están separados: A2-70 y A4-80 dicen más que perno 304 o perno 316.
| Factor | A2 / tipo 304 | A4 / tipo 316 |
|---|---|---|
| Corrosión atmosférica | Buena | Buena |
| Resistencia a cloruros | Menor que A4 | Mejor que A2, pero no inmune |
| Servicio habitual | Interior y exposición moderada | Costa, lavado y ciertos procesos químicos |
A2 y A4 no son equivalencias universales de todas las calidades 304 y 316. Tampoco debe aprobarse 316/A4 para cualquier inmersión marina: rendijas, agua estancada, depósitos y temperatura pueden causar picadura. Consulte A2 frente a A4 y 304 frente a 316 frente a 2205.
Las fijaciones austeníticas suelen ser de baja respuesta magnética después del recocido de solución, pero el conformado en frío puede introducir magnetismo medible. Si la permeabilidad es funcional, debe especificarse y comprobarse.
Duplex 2205 y Super Duplex 2507
Las fijaciones Duplex 2205 suelen ofrecer mayor resistencia y mejor comportamiento frente a picadura y corrosión bajo tensión por cloruros que A2/A4. Super Duplex 2507 amplía esta capacidad, pero exige control de fabricación, tratamiento térmico, equilibrio de fases, superficie y documentación.
El PREN ayuda a comparar inicialmente la resistencia a picadura según cromo, molibdeno y nitrógeno, pero no demuestra por sí solo la aptitud para una temperatura de agua marina, una rendija o un proceso químico concreto.
Titanio y aleaciones de níquel
Las fijaciones de titanio combinan resistencia a la corrosión, baja densidad y alta resistencia específica. Grade 2 prioriza corrosión y conformabilidad; Grade 5 Ti-6Al-4V aporta mucha más resistencia. El titanio puede griparse y acelerar el ataque galvánico del material menos noble, por lo que deben verificarse lubricación, recubrimiento, aislamiento y apriete.
Las aleaciones de níquel se usan cuando inoxidable y dúplex no bastan. La página combinada de espárragos Alloy 625 y Alloy 718 explica dos rutas distintas: Alloy 625 se selecciona a menudo por corrosión y temperatura, mientras Alloy 718 se selecciona por resistencia y temperatura. Monel 400/K-500 sirve ciertos medios marinos y reductores, y las aleaciones tipo C-276, química agresiva. La selección depende del medio, concentración, temperatura, tensión y especificación.
Aluminio, cobre y polímeros
El aluminio reduce peso, pero presenta menor resistencia, desgaste de rosca, fluencia y riesgo galvánico junto a metales más nobles. Latón y bronce pueden aportar conductividad, apariencia y propiedades especiales, pero requieren comprobar aleación y carga.
Las fijaciones de polímeros resuelven aislamiento eléctrico y química específica. PA66 es económico pero absorbe humedad; PVDF resiste determinados ácidos y halógenos; PEEK proporciona mejores prestaciones térmicas y mecánicas. Deben revisarse fluencia, relajación, expansión térmica, fuego y par de montaje.
La temperatura se evalúa por separado
La clase 12.9 no es una clase de alta temperatura y la palabra inoxidable no garantiza resistencia térmica. A alta temperatura se revisan tensión admisible, relajación, oxidación, recubrimiento, lubricante y código; a baja temperatura, temperatura mínima del metal, tenacidad y ensayo de impacto.
Gripado y corrosión galvánica
El gripado es desgaste adhesivo rápido durante el apriete, especialmente relevante en inoxidable, titanio y aluminio. Se controla con pareja de materiales, lubricante aprobado, velocidad, acabado, tolerancia y datos verificados de par/precarga. Consulte la guía de gripado inoxidable.
La corrosión galvánica requiere metales distintos, contacto eléctrico y electrolito. El metal menos noble se corroe preferentemente; una pequeña área anódica conectada a una gran área catódica es especialmente desfavorable. El resultado depende del estado pasivo, áreas, temperatura, rendijas, recubrimientos y protección catódica.
Los lubricantes cambian la fricción. No aplique una reducción porcentual universal del par: determine el apriete desde la precarga objetivo y el rango de fricción cualificado del conjunto real.
El recubrimiento forma parte del sistema
| Acabado | Uso habitual | Comprobaciones |
|---|---|---|
| Zinc electrolítico | Protección económica | Espesor, pasivación y control de hidrógeno |
| Galvanizado en caliente | Capa sacrificial gruesa | Holgura de rosca, tuerca compatible y norma estructural |
| Zinc lamelar | Sistema no electrolítico fino | Pretratamiento, fricción, sellado y cualificación |
| Fluoropolímero | Corrosión y control de fricción | Sistema, temperatura, química, espesor y ajuste |
| Pasivación | Estado superficial del inoxidable | Limpieza, aleación, norma y contaminación |
No asigne horas universales de niebla salina, coeficiente de fricción ni riesgo cero de hidrógeno solo por el nombre del recubrimiento.
Especificación de compra
Separe norma de producto, material, clase y acabado. Ejemplo: perno ISO 4014 parcialmente roscado, M12 × 80, A4-80, pasivado, tuerca y arandela compatibles, certificado y trazabilidad de lote.
En la RFQ indique norma o plano, dimensiones, rosca, carga o clase, temperatura, ambiente, materiales conectados, recubrimiento, lubricación, cantidad, MTC, PMI, impacto y alcance de inspección.
Recomendación final
No existe un material universalmente mejor. El acero es económico y resistente; el inoxidable ofrece amplia resistencia a la corrosión; el dúplex combina mayor resistencia y prestaciones en cloruros; el titanio reduce peso; las aleaciones de níquel cubren combinaciones severas de temperatura y química; y los polímeros aportan funciones eléctricas y químicas. Seleccione para la unión completa y la norma aplicable.
