Introducción a la norma GB/T 3098.25-2020
La GB/T 3098.25-2020 es una norma nacional crucial en China que proporciona una guía completa para la selección de fijaciones de acero inoxidable y aleaciones de níquel en función de sus características de rendimiento mecánico. Esta norma forma parte de la serie más amplia GB/T 3098, que aborda las propiedades mecánicas de las fijaciones y se centra específicamente en materiales como los aceros inoxidables austeníticos, martensíticos, ferríticos, dúplex y las aleaciones de níquel. Su objetivo principal es ayudar a ingenieros, diseñadores y fabricantes a elegir las fijaciones adecuadas para aplicaciones que requieren alta resistencia a la corrosión, resistencia y durabilidad en diversas condiciones ambientales, como entornos marinos, de procesamiento químico y de alta temperatura.
El alcance de esta norma incluye tablas detalladas de composición química que describen las fracciones másicas de elementos clave como carbono (C), silicio (Si), manganeso (Mn), fósforo (P), azufre (S), cromo (Cr), molibdeno (Mo), níquel (Ni), cobre (Cu), nitrógeno (N), niobio (Nb) y titanio (Ti). Estas composiciones se contrastan con los códigos ISO, los grupos de fijaciones correspondientes y las normas relacionadas para garantizar la compatibilidad y la fiabilidad. Por ejemplo, se basa en la norma GB/T 3098.6 para pernos, tornillos y espárragos de acero inoxidable, la GB/T 3098.15 para tuercas y otras normas para aplicaciones especializadas.
En la práctica, esta guía ayuda a mitigar los riesgos asociados a fallas de materiales al especificar composiciones que mejoran propiedades como la resistencia a la tracción, el límite elástico y la resistencia a la corrosión intergranular. También incluye notas sobre cómo evitar la adición involuntaria de elementos durante la fabricación para preservar la templabilidad, las propiedades mecánicas y la aplicabilidad. Los profesionales de la ingeniería mecánica confían en esta norma para optimizar la selección de fijaciones, garantizando el cumplimiento de normas internacionales equivalentes como ISO 3506 y EN.
Las principales ventajas incluyen mayor seguridad en los conjuntos estructurales, rentabilidad gracias a la elección adecuada de materiales y un rendimiento mejorado en entornos agresivos. Por ejemplo, los grados austeníticos se prefieren por sus propiedades no magnéticas y su conformabilidad, mientras que los grados dúplex ofrecen un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión. Esta norma promueve las mejores prácticas en la ciencia de los materiales, enfatizando la importancia de una aleación precisa para lograr los resultados mecánicos deseados. Al cumplir con estas directrices, las industrias pueden reducir el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento asociados con la degradación de los sujetadores.
Composiciones químicas de los aceros inoxidables austeníticos
La Tabla 1 de la norma GB/T 3098.25-2020 detalla las composiciones químicas de los aceros inoxidables austeníticos, haciendo referencia a las normas GB/T 3098.6, GB/T 3098.15, GB/T 3098.16 y GB/T 3098.21. Estas composiciones son cruciales para determinar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de los sujetadores. Los valores se expresan como fracciones de masa en porcentaje, siendo la mayoría límites máximos a menos que se especifiquen como rangos o mínimos. Los aceros austeníticos son conocidos por su excelente conformabilidad, soldabilidad y resistencia a la oxidación, lo que los hace ideales para sujetadores en entornos corrosivos.
La tabla enumera los códigos ISO junto con las composiciones elementales, incluyendo C, Si, Mn, P, S, Cr, Mo, Ni, Cu, N, Nb y Ti, y asigna los grupos de fijaciones correspondientes, como A1, A2, A2L, A3, A4, A4L, A5 y A8. Por ejemplo, la norma ISO 4305-303-00-I (grupo A1) tiene C hasta 0,12, Cr 17,0-19,0 y S ≥0,15 para una mejor maquinabilidad. Estas especificaciones garantizan la consistencia del rendimiento, como el mantenimiento de la estructura austenítica para propiedades no magnéticas.
Las notas enfatizan que no se deben agregar elementos no especificados sin el consentimiento del comprador, excepto para el refinado, y que se deben tomar precauciones contra contaminantes que afecten las propiedades. Los grupos se alinean estrechamente, pero no de forma idéntica, con otras normas GB/T. Estos datos ayudan a seleccionar materiales para cargas y temperaturas específicas, previniendo problemas como el agrietamiento por corrosión bajo tensión.
| Código ISO | do | Si | Minnesota | PAG | S | Cr | Mes | Ni | Cu | norte | Nótese bien | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4305-303-00-I | 0.12 | 1 | 2 | 0.06 | ≥0,15 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.0 | 1 | 0.1 | – | – | A1 |
| 4301-304-00-I | 0.07 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2 |
| 4307-304-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~10.5 | – | 0.1 | – | – | A2L |
| 4311-304-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.5~19.5 | – | 8.0~11.0 | – | 0.12~0.22 | – | – | A2L |
| 4567-304-98-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 1.0~3.0 | – | – | – | A2 |
| 4567-304-30-I | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 8.0~10.5 | 3.0~4.0 | 0.1 | – | – | A3 |
| 4541-321-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | – | 5×C~0,70 | A3 |
| 4550-347-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 17.0~19.0 | – | 9.0~12.0 | – | – | 10×C~1.00 | – | A3 |
| 4401-316-00-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.0~18.0 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4 |
| 4404-316-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~13.0 | – | 0.1 | – | – | A4L |
| 4406-316-53-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~3.00 | 10.0~12.5 | – | 0.12~0.22 | – | – | A4L |
| 4578-316-76-E | 0.04 | 1 | 2 | 0.045 | 0.015 | 16.5~17.5 | 2.00~2.50 | 10.0~11.0 | 3.0~3.5 | 0.1 | – | – | A4 |
| 4571-316-35-I | 0.08 | 1 | 2 | 0.045 | 0.03 | 16.5~18.5 | 2.00~2.50 | 10.5~13.5 | – | – | – | 5×C~0,70 | A5 |
| 4529-089-26-I | 0.02 | 0.75 | 2 | 0.035 | 0.015 | 19.0~21.0 | 6.0~7.0 | 24.0~26.0 | 0.5~1.5 | 0.15~0.25 | – | – | A8 |
| 4547-312-54-I | 0.02 | 0.7 | 1 | 0.035 | 0.015 | 19.5~20.5 | 6.0~7.0 | 17.5~18.5 | 0.50~1.00 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
| 4478-083-67-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 20.0~22.0 | 6.0~7.0 | 23.5~25.5 | 0.75 | 0.18~0.25 | – | – | A8 |
Composiciones químicas de aceros martensíticos, ferríticos y dúplex
La Tabla 2 describe las composiciones químicas de los aceros inoxidables martensíticos, ferríticos y dúplex, esenciales para fijaciones que requieren alta resistencia y moderada resistencia a la corrosión. Los aceros martensíticos ofrecen templabilidad mediante tratamiento térmico, los ferríticos proporcionan buena ductilidad y los dúplex combinan fases austeníticas y ferríticas para una resistencia superior y resistencia a las picaduras.
Los códigos ISO están vinculados a elementos y grupos como C1, C3, C4, F1, D2, D4, D6 y D8. Para los metales martensíticos, la norma ISO 4006-410-00-I (C1) presenta valores de C de 0,08 a 0,15 y Cr de 11,5 a 13,5. Entre los ejemplos de dúplex se incluye la norma ISO 4462-318-03-I (D6), con valores de Cr de 21,0 a 23,0 y Mo de 2,5 a 3,5. Las notas incluyen los requisitos de tungsteno para ciertos códigos y los cálculos PREN para el reconocimiento de dúplex.
| Código ISO | do | Si | Minnesota | PAG | S | Cr | Mes | Ni | Cu | norte | Nótese bien | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aceros inoxidables martensíticos | |||||||||||||
| 4006-410-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 11.5~13.5 | – | 0.75 | – | – | – | – | C1 |
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | C1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.50 | – | – | – | – | C3 |
| 4005-416-00-I | 0.08~0.15 | 1 | 1.5 | 0.04 | ≥0,15 | 12.0~14.0 | 0.6 | – | – | – | – | – | C4 |
| Aceros inoxidables ferríticos | |||||||||||||
| 4016-430-00-I | 0.08 | 1 | 1 | 0.04 | 0.03 | 16.0~18.0 | – | – | – | – | – | – | F1 |
| Aceros inoxidables dúplex | |||||||||||||
| 4482-320-01-X | 0.03 | 1 | 4.0~6.0 | 0.035 | 0.03 | 19.5~21.5 | 0.10~0.60 | 1.50~3.50 | 1 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4362-323-04-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 22.0~24.5 | 0.10~0.60 | 3.5~5.5 | 0.10~0.60 | 0.05~0.20 | – | – | D2 |
| 4062-322-02-U | 0.03 | 1 | 2 | 0.04 | 0.01 | 21.5~24.0 | 0.45 | 1.00~2.90 | – | 0.16~0.28 | – | – | D4 |
| 4162-321-01-E | 0.04 | 1 | 4.0~6.0 | 0.04 | 0.015 | 21.0~22.0 | 0.10~0.80 | 1.35~1.90 | 0.10~0.80 | 0.20~0.25 | – | – | D4 |
| 4662-824-41-X | 0.03 | 0.7 | 2.50~4.0 | 0.035 | 0.005 | 23.0~25.0 | 1.00~2.00 | 3.0~4.5 | 0.10~0.80 | 0.20~0.30 | – | – | D4 |
| 4462-318-03-I | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 21.0~23.0 | 2.5~3.5 | 4.5~6.5 | – | 0.10~0.22 | – | – | D6 |
| 4481-312-60-J | 0.03 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 24.0~26.0 | 2.5~3.5 | 5.5~7.5 | – | 0.08~0.30 | – | – | D6 |
| 4410-327-50-E | 0.03 | 1 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.5 | 6.0~8.0 | – | 0.24~0.35 | – | – | D8 |
| 4501-327-60-I | 0.03 | 1 | 1 | 0.03 | 0.01 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 0.5~1.0 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
| 4507-325-20-I | 0.03 | 0.7 | 2 | 0.035 | 0.015 | 24.0~26.0 | 3.0~4.0 | 6.0~8.0 | 1.0~2.5 | 0.20~0.30 | – | – | D8 |
Composiciones químicas de aceros inoxidables de alta temperatura y aleaciones de níquel
La Tabla 3 describe las composiciones para aplicaciones de alta temperatura, incluyendo aceros martensíticos y aceros austeníticos de endurecimiento por precipitación con aleaciones de níquel. Estos materiales están diseñados para temperaturas elevadas, ofreciendo resistencia a la fluencia y protección contra la oxidación.
Los grupos incluyen CH0, CH1, CH2, V o VH, VW, SD, SB y 718. En la aleación de níquel 2.4668 (718), el C se encuentra entre 0,02 y 0,08, con un alto contenido de Ni (50,00 a 55,00) y Mo (2,80 a 3,30). Las notas detallan elementos adicionales como V, Al, B, Co, Fe y Nb para códigos específicos.
| Código ISO | do | Si | Minnesota | PAG | S | Cr | Mes | Ni | Cu | norte | Nótese bien | Ti | Grupo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aceros inoxidables martensíticos | |||||||||||||
| 4021-420-00-I | 0.16~0.25 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH0 |
| 4028-420-00-I | 0.26~0.35 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 12.0~14.0 | – | – | – | – | – | – | CH1 |
| 4057-431-00-X | 0.12~0.22 | 1 | 1.5 | 0.04 | 0.03 | 15.0~17.0 | – | 1.50~2.5 | – | – | – | – | CH2 |
| 4923-422-77-E | 0.18~0.24 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 11.0~12.5 | 0.8~1.2 | 0.30~0.80 | – | – | – | – | V o VH |
| 1.4913 | 0.17~0.23 | 0.5 | 0.40~0.90 | 0.025 | 0.015 | 10.0~11.5 | 0.50~0.80 | 0.20~0.60 | – | 0.05~0.10 | 0.25~0.55 | – | Volkswagen |
| Aceros inoxidables y aleaciones de níquel endurecidos por precipitación austenítica | |||||||||||||
| 4980-662-86-X | 0.08 | 1 | 2 | 0.04 | 0.03 | 13.5~16.0 | 1.0~1.5 | 24.0~27.0 | – | – | – | 1.90~2.35 | DAKOTA DEL SUR |
| 2.4952 | 0.04~0.10 | 1 | 1 | 0.02 | 0.015 | 18.0~21.0 | – | ≥65 | 0.2 | – | – | 1.80~2.70 | SB |
| 2.4668 | 0.02~0.08 | 0.035 | 0.035 | 0.015 | 0.015 | 17.0~21.0 | 2.80~3.30 | 50.00~55.00 | 0.3 | – | – | 0.60~1.20 | 718 |
Grados comunes para sujetadores de estampación en frío: austeníticos
La Tabla A.1 enumera los grados austeníticos comunes para fijaciones de estampación en frío, las categorías de referencias cruzadas, los grupos, los códigos ISO, las designaciones europeas, los códigos ASTM, los nombres comunes en EE. UU., las posiciones GB/T, los códigos GB/T 20878 y las normas relacionadas. Esto facilita la selección de materiales para la producción a gran escala de tornillos y pernos.
| Categoría | Grupo | Código ISO | Código Europeo | Grado europeo | Código ASTM | Nombre en EE. UU. | Posición GB/T | Código GB/T 20878 | Normas relacionadas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Austenítico sulfurado | A1 | 4305-303-00-I | 1.4305 | X8CrNiS18-9 | S30300 | 303 | Capítulo 5, Tabla 1 | S30317 | ASTM A959, EN 10088-3 |
| A1 | 4570-303-31-I | 1.457 | X6CrNiCuS18-9-2 | S30331 | 303Cu | GB/T 3098.6 GB/T 3098.15 | – | EN 10088-3 | |
| Austenítico de uso general | A2L | 4307-304-03-I | 1.4307 | X2CrNi18-9 | S30403 | 304L | Capítulo 5, Tabla 1 | S30403 | ASTM A959, EN 10088-3, EN 10263-5, EN 10269 |
