La norma ASTM A108 es la principal especificación estadounidense para barras de acero al carbono y aleado acabadas en frío que se utilizan cuando se requieren tolerancias estrictas, una mecanizabilidad fiable y un rendimiento mecánico constante; abarca muchas de las calidades más utilizadas (1010 → 1144 y otras designaciones), admite múltiples condiciones de tratamiento térmico y es la elección del sector para ejes, elementos de fijación, ejes, husillos y componentes torneados en ingeniería general. La selección del grado y la condición correctos de A108 proporciona un equilibrio predecible de resistencia, mecanizabilidad y acabado para la fabricación de grandes volúmenes o componentes de precisión únicos.
¿Qué cubre la norma ASTM A108?
ASTM A108 es una especificación que define los requisitos para barras de acero al carbono y aleado acabadas en frío producidas en longitudes rectas y en rollos. El objetivo principal es proporcionar barras de calidad estándar adecuadas para el tratamiento térmico, para el mecanizado en piezas acabadas, o para su uso en estado acabado para ejes y usos de construcción similares. El documento establece los límites de composición química, identifica los grados por designación numérica (muchos coinciden con los números comunes AISI/SAE) y define los ensayos y criterios de aceptación requeridos.
Breve historia y edición actual
La norma ASTM A108 tiene una larga historia (se adoptó por primera vez a principios del siglo XX) y se revisa periódicamente. La edición aprobada más reciente se publicó en 2024 (A108-24) y refleja aclaraciones y actualizaciones editoriales, al tiempo que mantiene la cobertura básica de las barras acabadas en frío. Los compradores e ingenieros deben citar la designación completa y el año (por ejemplo: "ASTM A108-24") en las órdenes de compra para evitar ambigüedades.
Cómo está organizado el A108: calificaciones, numeración y equivalencias
La norma A108 enumera muchos grados, normalmente expresados por los conocidos números AISI/SAE, tales como 1010, 1018, 1020, 1045, 1060, 1117, 1144, 12L14, 1215 y otros. Cada grado especifica los límites de composición y, en algunos casos, las propiedades mecánicas típicas o las instrucciones de tratamiento térmico. Muchos proveedores y fábricas hacen referencia a la designación AISI o SAE equivalente junto con el grado A108 para facilitar la selección del material a maquinistas y diseñadores. Los catálogos de los proveedores suelen relacionar los grados A108 con los productos en barra disponibles en el mercado.
Equivalentes comunes de grado → A108
Nota: "Equivalente" significa designaciones de referencia cruzada de uso común. Confirme siempre los límites químicos y las propiedades mecánicas para su aplicación.
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A108 Grado 1018
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Designación típica: AISI/SAE 1018, UNS G10180. Ampliamente suministrado como A108 acabado en frío 1018.
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A108 Grado 1045
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Designación típica: AISI/SAE 1045, UNS G10450. Equivalente europeo común: EN C45 / 1.0503 (C45).
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A108 Grado 1117
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Designación típica: AISI/SAE 1117, UNS G11170. Referencias cruzadas en muchas especificaciones ASTM/SAE (por ejemplo, A29, A576).
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A108 Grado 1215
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Designación típica: AISI/SAE 1215 (acero al carbono de mecanizado libre resulfurizado). También aparece en los listados A108.
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A108 Grado 4140 (cuando se solicita en A108 como opción de aleación)
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Designación típica: AISI/SAE 4140 (acero aleado al cromo-molibdeno). Equivalentes europeos: varios EN 1.7225, etc. (verificar datos específicos).
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Composiciones químicas típicas
Nota: Las gamas de composición que figuran a continuación son representativas; la aceptación final se rige por la edición de ASTM A108 citada en la orden de compra y los certificados de ensayo del proveedor.
Tabla 1 - Gamas químicas representativas de las calidades comunes A108 (peso %)
| Grado (A108 / AISI común) | C (carbono) | Mn (manganeso) | Si (silicio) | P (máx) | S (máx) | Notas especiales |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1010 | 0.08-0.13 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | bajo contenido en carbono, buena conformabilidad |
| 1018 | 0.15-0.20 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | mecanizado de acero de uso general |
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | ligeramente más fuerte que 1018 |
| 1045 | 0.42-0.50 | 0.60-0.90 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | carbono medio para una mayor resistencia |
| 1117 | 0.12-0.18 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | variante con plomo para una maquinabilidad superior |
| 1144 | 0.40-0.50 | 0.60-1.00 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | Mecanizado libre, alta resistencia en torneado. |
| 12L14 | 0.10-0.15 | 0.60-1.00 | ≤0.10 | 0.04 | 0.06 | con plomo, excelente control de viruta para torneado a alta velocidad. |
Interpretación: Elija las calidades con bajo contenido en carbono (1010/1018) para embutición profunda, plegado y mecanizado moderado; seleccione las calidades con contenido medio en carbono (1045) para piezas que necesiten una mayor resistencia del núcleo o dureza tras el tratamiento térmico; elija las calidades con plomo (1117/1144/12L14) para operaciones de torneado de alta productividad.
(Fuentes: tablas de composición ASTM A108 y fichas técnicas de materiales comunes).
Propiedades mecánicas y condiciones de tratamiento térmico
Los atributos mecánicos dependen en gran medida del grado y el estado (recocido, normalizado, templado y revenido, o torneado/rectificado). A108 cubre calidad estándar acabado en frío barras y permite una variedad de acabados y tratamientos térmicos por grado.
Tabla 2 - Márgenes mecánicos típicos
| Grado | Condición | Resistencia a la tracción (ksi / MPa) | Límite elástico (0,2% offset) (ksi / MPa) | Alargamiento (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1018 | torneado, recocido | 60-75 ksi (415-520 MPa) | ~48-60 ksi (330-415 MPa) | 15-20% |
| 1045 | normalizado | 80-110 ksi (550-760 MPa) | 60-90 ksi (415-620 MPa) | 10-16% |
| 1144 | girado, liberado del estrés | 90-130 ksi (620-900 MPa) | 70-110 ksi (480-760 MPa) | 8-14% |
| 12L14 | torneado, recocido | 70-110 ksi (480-760 MPa) | 50-90 ksi (345-620 MPa) | 10-16% |
Notas:
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Los valores anteriores son datos típicos de laminación y varían según el tratamiento térmico y el tamaño de la sección. Para el diseño, utilice siempre los informes de ensayo del proveedor (certificados de ensayo de laminación) relacionados con el número de colada específico.
Tolerancias dimensionales, acabados superficiales y formas disponibles
La norma A108 define las tolerancias de las barras acabadas en frío (redondas, cuadradas, hexagonales, planas) y permite especificar en los planos acabados torneados, rectificados o pulidos. El acabado en frío ofrece un control dimensional más estricto y una mayor integridad de la superficie en comparación con las barras laminadas en caliente.
Formas comunes:
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Longitudes rectas (cortadas a medida).
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Barras bobinadas acabadas en frío (para algunas calidades).
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Barras torneadas, rectificadas y pulidas para aplicaciones de cojinetes y ejes.
Las clases de tolerancia se indican con frecuencia en los catálogos de los proveedores; cuando se requieran ajustes estrechos, indique el acabado y la clase de tolerancia (por ejemplo, "torneado y rectificado a ±0,002 pulg.") en el pedido. McMaster y los principales distribuidores indican los tamaños y tolerancias en stock de los artículos A108.
Rutas de fabricación y controles de calidad
Fases típicas de producción de una barra A108 acabada en frío:
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Producción de palanquilla forjada en caliente (fundición, colada, laminación en caliente).
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Acabado en frío mediante estirado, laminado en frío o torneado para conseguir las dimensiones y el acabado superficial.
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Tratamiento térmico (si lo exige el grado).
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Pruebas - análisis químicos, ensayos de tracción, comprobaciones de dureza y, a veces, PMI (identificación positiva de materiales) o ensayos ultrasónicos para piezas críticas.
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Informe de pruebas de molienda (MTR) que acompaña a cada lote, documentando el cumplimiento de la edición especificada de ASTM A108.
Los compradores deben exigir un MTR completo y, cuando sea necesario, la inspección de terceros o pruebas de testigos para los componentes estructurales críticos.
Aplicaciones típicas y normas de selección
Las barras A108 sirven a industrias como la automoción, maquinaria agrícola, ingeniería general, transmisión de potencia (ejes, pasadores), fijaciones y mandriles para herramientas. Normas de selección:
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Para operaciones de torneado de alto rendimiento, elija calidades de mecanizado libre (1117, 1144, 12L14).
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Para piezas que requieran una mayor resistencia del núcleo o una cementación en caja, utilice 1045 o una variante con mayor contenido de carbono y especifique el tratamiento térmico.
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Para ejes que requieran una concentricidad y acabado ajustados, especifique acabado torneado y rectificado más la banda de tolerancia adecuada.
Nota del caso: Un fabricante que cambió de 1018 a 1144 para un acoplamiento torneado ahorró 22% de tiempo de ciclo por pieza gracias a un mejor control de la viruta y un menor desgaste de la herramienta: un ejemplo de cómo la elección del material afecta a la economía de la fabricación.
Fabricación, mecanizado, soldadura y acabado de superficies
Mecanizado: Las calidades de baja aleación y bajo contenido en carbono se mecanizan con facilidad; las calidades con plomo proporcionan un excelente control de la viruta y mayores velocidades de avance. Selección de herramientas: plaquitas de metal duro para alta velocidad; HSS aceptable para talleres pequeños.
Soldadura: Muchas calidades A108 son soldables, pero cabe esperar una menor soldabilidad con el aumento del contenido de carbono (por ejemplo, 1045). Puede ser necesario un precalentamiento, un control entre pasadas y un tratamiento térmico posterior a la soldadura para secciones más gruesas o aplicaciones críticas.
Tratamientos superficiales: Entre los tratamientos habituales se encuentran la nitruración, el carburizado (en calidades medias de carbono), el fosfatado y diversos sistemas de chapado o pintura para la protección contra la corrosión.
Mejores prácticas de inspección, certificación y trazabilidad
Pídelo siempre:
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Informe completo de las pruebas de molienda (análisis químico y pruebas mecánicas).
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Trazabilidad del número de colada en cada paquete o pieza.
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Informes de inspección dimensional si se pidieron tolerancias estrictas.
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Revisión del certificado que coincida con la edición ASTM citada en el pedido.
En el caso de piezas críticas para la seguridad, añada al contrato cláusulas de inspección por terceros o ensayos no destructivos (END).
Lista de comprobación y ejemplo de pedido
Lista de control:
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Designación ASTM y año (por ejemplo, ASTM A108-24).
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Grado (número AISI/SAE, por ejemplo, 1018).
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Estado y acabado (torneado, rectificado, pulido).
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Tratamiento térmico (recocido, normalizado, templado).
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Cantidad, longitudes y banda de tolerancia.
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Requisitos de inspección (MTR, NDT, prueba testigo).
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Instrucciones de embalaje y envío.
Ejemplo de pedido:
"Suministrar ASTM A108-24, Grado 1045, barras torneadas y rectificadas acabadas en frío, de 1,25 in de diámetro ±0,002 in, longitudes 300 mm ±5 mm, estado normalizado, MTR por número de colada, 2.000 piezas".
Orientaciones para el envío, almacenamiento y manipulación
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Almacenar en lugares secos y ventilados para evitar la corrosión.
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Proteja las superficies torneadas/rectificadas con envoltorios de papel o productos anticorrosión para los envíos al extranjero.
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Etiquete los paquetes por grado y número de colada para mantener la trazabilidad.
Referencias cruzadas y sustituciones
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ASTM A29 cubre las barras forjadas en caliente y se utiliza a menudo cuando es aceptable el material laminado en caliente. La norma A108 suele ofrecer tolerancias más estrictas para aplicaciones acabadas en frío.
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Equivalencias europeas: Las normas EN difieren en su enumeración; puede que no existan equivalentes directos uno a uno para cada grado A108. En caso de sustitución, haga coincidir las propiedades químicas y mecánicas y documente la equivalencia en el pedido.
Matriz de selección práctica (tabla)
Cuadro 3 - Matriz de selección rápida
| Requisito | Grados típicos A108 | Por qué |
|---|---|---|
| Alta maquinabilidad, tiempo de ciclo corto | 12L14, 1117, 1144 | Las calidades con plomo reducen el desgaste de la herramienta y mejoran la rotura de virutas. |
| Mayor resistencia del núcleo, puede tratarse térmicamente | 1045, 1060 | Carbono medio; responde al temple/temple. |
| Bajo contenido en carbono, buena conformabilidad | 1010, 1018 | Conformado y soldadura más fáciles. |
| Tolerancia dimensional ajustada, acabado del rodamiento | Torneado y rectificado 1018 o 1045 | El acabado en frío proporciona integridad y concentricidad a la superficie. |
Consejos prácticos de los ingenieros de producción
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Al aumentar la producción, realice pruebas comparativas de la vida útil de la herramienta entre 1018 y 1144; a veces, un coste de material ligeramente superior se compensa con un menor coste de mecanizado.
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Para lotes pequeños de ejes de precisión, especifique torneado y rectificado y requiera un objetivo de rugosidad superficial (por ejemplo, Ra ≤ 0,8 µm).
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Si las piezas se van a revestir, realice pruebas de adherencia después del tratamiento térmico final para verificar la compatibilidad del revestimiento.
Tablas de consulta rápida
Tabla 4 - Márgenes de tolerancia representativos de las barras redondas A108 torneadas y rectificadas
| Diámetro nominal (pulg.) | Tolerancia típica (torneado y masa) |
|---|---|
| 0.125 - 0.500 | ±0,001-0,003 pulg. |
| 0.501 - 1.000 | ±0,002-0,004 pulg. |
| 1.001 - 2.000 | ±0,003-0,005 pulg. |
(Confirme las bandas de tolerancia exactas con el proveedor o consulte las tablas de tolerancia A108 de la norma).
Errores comunes y cómo evitarlos
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Pitfall: Pedidos "A108" sin año de edición. Arréglalo: Incluya siempre el año (por ejemplo, A108-24).
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Pitfall: Suponiendo propiedades idénticas entre el producto torneado y rectificado y la barra laminada en caliente. Arréglalo: Especifique el acabado y la clase de tolerancia.
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Pitfall: Omisión del requisito de MTR. Arréglalo: Hacer obligatoria la MTR para cada lote.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la principal diferencia entre ASTM A108 y ASTM A29?
Cubiertas A108 acabado en frío barras con tolerancias y acabados más estrictos; A29 aborda las barras forjadas en caliente y los requisitos generales. Indique la edición estándar en el pedido.
2. ¿Puedo tratar térmicamente cualquier calidad A108?
Muchos grados A108 aceptan el tratamiento térmico; los grados de carbono medio responden mejor. Confirme con el laminador y especifique el proceso de tratamiento térmico deseado en el pedido.
3. ¿Son adecuadas las calidades con plomo para las piezas estructurales?
Las calidades con plomo mejoran la maquinabilidad pero pueden reducir la tenacidad; evítese para estructuras críticas para la seguridad o sensibles a la fatiga. Utilícelos para piezas torneadas no estructurales.
4. ¿Cómo puedo garantizar la trazabilidad de los materiales?
Solicite informes de pruebas de laminación (MTR) con los números de colada y exija al proveedor que marque los paquetes con los números de colada y el grado. Incluya cláusulas de trazabilidad en los contratos.
5. ¿Qué acabado debo pedir para los rodamientos de precisión?
Torneado y rectificado con una rugosidad superficial especificada (por ejemplo, Ra ≤ 0,8 µm) y tolerancia de excentricidad. Confirmar mediante aprobación de la muestra.
6. ¿Se puede conformar en frío el material A108 después de su entrega?
Las calidades con bajo contenido en carbono (1010, 1018) pueden doblarse y conformarse; las calidades con contenido medio en carbono serán menos dúctiles y pueden agrietarse sin recocido.
7. ¿Acepta carburación el grado 1045?
Sí. El 1045 es una opción habitual para la cementación en caja siempre que se controlen el tamaño de la sección y los parámetros del ciclo. Especifique siempre las comprobaciones posteriores al tratamiento.
8. ¿Existen equivalentes EN para los grados A108?
No existe una correspondencia universal exacta de uno a uno; elija los grados EN comparando las propiedades químicas y mecánicas y documente la sustitución.
9. ¿Qué pruebas son típicas en la recepción?
Pruebas visuales, dimensionales, de cotejo de certificados, de dureza (comprobaciones puntuales) y de tracción de muestras cuando lo exija el contrato.
10. ¿Cómo debo almacenar las barras para evitar la corrosión?
Mantener en espacios interiores secos, utilizar papel VCI (inhibidor de corrosión volátil) para almacenamiento prolongado y evitar el contacto directo con suelos de hormigón.
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