ASTM A1011 vs A36: confronto tra gradi di acciaio

La distinzione principale tra ASTM A1011 e ASTM A36 è nella forma e nell'ambito di applicazione, piuttosto che nella semplice chimica. ASTM A36 è la specifica standard per l'acciaio strutturale al carbonio.Il materiale è utilizzato principalmente nelle forme a piastra, a sagoma e a barra, dove la rigidità strutturale e la capacità portante sono fondamentali (ponti, telai di edifici). Al contrario, ASTM A1011 è lo standard per le lamiere e i nastri d'acciaio. (laminato a caldo), progettato per applicazioni ad alta formabilità, piegatura e imbutitura (componenti automobilistici, staffe, tamburi). Se avete bisogno di una lastra strutturale spessa, specificate A36; se avete bisogno di una lastra più sottile da sottoporre a piegatura o stampaggio, A1011 è la scelta migliore.

A MWlegheSpesso si verifica una confusione quando lo spessore del materiale si sovrappone (in particolare tra 1/8" e 1/4"), portando a specifiche non corrette. Questa guida fornisce la chiarezza tecnica necessaria per effettuare una scelta corretta del materiale.

1. Definizione degli standard: Cosa sono la A36 e la A1011?

Per scegliere il materiale corretto, è necessario comprendere gli organi di governo e l'intento di ciascuna specifica. Entrambe rientrano nella giurisdizione di ASTM International, ma servono settori diversi dell'industria manifatturiera.

Che cos'è l'ASTM A36?

L'ASTM A36 è forse la specifica di acciaio più riconosciuta in Nord America. Riguarda forme, lamiere e barre di acciaio al carbonio di qualità strutturale da utilizzare nella costruzione rivettata, imbullonata o saldata di ponti ed edifici e per scopi strutturali generali.

• Caratteristiche principali: Resistenza minima allo snervamento di 36.000 psi (36 ksi).

• Forma primaria: Lamiere pesanti, travi a I, travi a H, canali e angoli.

• Focus: Integrità strutturale e saldabilità.

Che cos'è l'ASTM A1011?

L'ASTM A1011 è la specifica standard per gli acciai, lamiere e nastri, laminati a caldo, al carbonio, strutturali, a bassa lega ad alta resistenza, a bassa lega ad alta resistenza con formabilità migliorata e ad altissima resistenza. Ha ufficialmente sostituito le vecchie norme ASTM A569 e A1018 per specifici intervalli di spessore.

• Caratteristiche principali: Elevata duttilità e qualità superficiale adatta alla lavorazione.

• Forma primaria: Bobine, pezzi tagliati e lastre.

• Focus: Formabilità, finitura superficiale e capacità di stampaggio.

MWalloys Nota: A1011 è spesso fornito come "CS tipo B" (acciaio commerciale), che è il grado generico standard per la fabbricazione generale.

2. Analisi della composizione chimica

La chimica determina la saldabilità e la capacità di indurimento dell'acciaio. L'A36 consente un contenuto di carbonio e manganese più elevato rispetto ai gradi standard A1011, il che contribuisce alla sua durezza strutturale ma riduce la sua capacità di essere piegato strettamente senza incrinarsi.

Tabella 1: confronto della composizione chimica (Max %)

Elemento	ASTM A36 (piastra/barra)	ASTM A1011 (CS tipo B)	Impatto sul materiale
Carbonio (C)	0.25% - 0.29%	0.02% - 0.15%	Un carbonio più elevato aumenta la durezza ma riduce la duttilità.
Manganese (Mn)	0.80% - 1.20%	0,60% max	Il manganese migliora la resistenza alla trazione e la saldabilità.
Fosforo (P)	0.04%	0.03%	La riduzione del fosforo previene la fragilità.
Zolfo (S)	0.05%	0.035%	La riduzione dello zolfo migliora la pulizia della struttura interna.
Silicio (Si)	0,40% max	-	Il silicio viene utilizzato per la disossidazione degli acciai strutturali.
Rame (Cu)	0,20% (se specificato)	0,20% (se specificato)	Aggiunto per la resistenza alla corrosione atmosferica.

Nota: A1011 ha diversi gradi (SS, HSLAS, CS, DS). Questa tabella mette a confronto l'A36 con il grado A1011 più comune, il CS tipo B.

3. Proprietà meccaniche e resistenza

Questa sezione è fondamentale per gli ingegneri strutturali. Mentre l'A36 ha una resistenza minima allo snervamento fissa, l'A1011 varia in modo significativo a seconda del "grado" specifico selezionato all'interno dello standard.

Resistenza allo snervamento e alla trazione

ASTM A36 prende il nome dal suo requisito meccanico: una resistenza minima allo snervamento di 36 ksi. È uno standard prevedibile e affidabile per i carichi statici.

ASTM A1011 si concentra sulla capacità di deformazione della lamiera. Tuttavia, l'A1011 può essere ordinato come "acciaio strutturale" (SS) (ad esempio, grado 36, grado 45), che riproduce la resistenza dell'A36 ma in forma di lamiera.

Tabella 2: Confronto delle proprietà meccaniche

 

Proprietà	ASTM A36	ASTM A1011 (CS tipo B)	ASTM A1011 (grado SS 36)
Resistenza allo snervamento (min)	36.000 psi (250 MPa)	30.000 - 50.000 psi (tipico)	36.000 psi (250 MPa)
Resistenza alla trazione	58.000 - 80.000 psi	-	53.000 psi (min)
Allungamento (in 2")	20% - 23%	≥ 25%	≥ 22%
Durezza (Brinell)	119 - 160	-	-

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Testo Alt: Grafico sforzo-deformazione che confronta il punto di snervamento dell'acciaio strutturale ASTM A36 con la curva di allungamento della lamiera ASTM A1011.

4. Tolleranze di spessore e dimensionali

Una delle domande più frequenti che riceviamo da MWalloys riguarda lo spessore.

• A36 Territorio: In genere parte da 3/16" (4,7 mm) e arriva fino a piastre molto pesanti (12" o più). Segue ASTM A6 tolleranze, che sono generalmente più lasche e consentono una maggiore variazione di planarità e spessore.

• A1011 Territorio: In genere copre spessori da 0,060" a 0,230" (circa 6 mm). Segue ASTM A568 tolleranze. Queste tolleranze sono molto più strette e garantiscono la precisione degli stampi di tranciatura e dei macchinari automatizzati.

Se si ordina una piastra da 1/4", tecnicamente è possibile ottenerla in A36 o A1011 (come bobina pesante tagliata a misura). Tuttavia, il materiale A1011 avrà una migliore finitura superficiale e un controllo più stretto del calibro.

5. Fabbricazione: Formabilità, saldatura e lavorazione

Il comportamento del materiale durante la produzione è spesso il fattore decisivo.

Formabilità (piegatura e stampaggio)

ASTM A1011 è il chiaro vincitore.

Grazie al basso contenuto di carbonio e al metodo di lavorazione, l'A1011 (in particolare gli acciai commerciali o da trafilatura) può essere piegato a 180 gradi su se stesso senza incrinarsi.

L'ASTM A36 è rigido.

Anche se l'A36 può essere piegato, richiede un raggio di curvatura maggiore (in genere da 1,5 a 2 volte lo spessore) per evitare fratture lungo il bordo esterno. Il tentativo di imbutitura profonda dell'A36 comporta un fallimento immediato.

Saldabilità

Entrambi i gradi sono considerati eccellenti per la saldatura.

• A36: Altamente saldabile con tutti i metodi standard (Stick, MIG, TIG). Può essere necessario un preriscaldamento per sezioni di spessore superiore a 3/4".

• A1011: Eccezionalmente facile da saldare. A causa degli spessori più sottili, è necessario prestare attenzione per evitare la bruciatura.

Finitura superficiale (il fattore HRP&O)

A1011 è spesso venduto come HRP&O (Hot Rolled Pickled and Oiled). Questo processo rimuove le incrostazioni abrasive (magnetite/ematite) lasciando una superficie pulita e grigia pronta per la verniciatura o la placcatura.

L'A36 viene solitamente venduto "nero", ricoperto di scaglie dure e sfaldate che distruggono gli utensili e deve essere sabbiato prima della verniciatura.

6. Studio del caso MWalloys: Il fallimento della staffa a Chicago

Progetto: Sistemi di supporto HVAC industriali

Posizione: Chicago, Illinois

Tempo: marzo 2023

La sfida:

Un'impresa edile ha contattato MWalloys per un guasto alle staffe di supporto HVAC per impieghi gravosi. Gli stampati tecnici specificavano "acciaio laminato a caldo da 1/4 di pollice". Il fabbricante, scegliendo la qualità strutturale più comune, ha utilizzato lamiere ASTM A36.

Durante il processo di produzione, le staffe richiedevano una stretta curva a 90 gradi con un piccolo raggio interno. Il materiale A36, essendo più duro e meno duttile, ha sviluppato microfratture lungo la linea di piegatura. Una volta installate nell'ambiente oscillante di un'unità HVAC sul tetto, queste microfratture si sono propagate, portando al cedimento catastrofico di tre supporti durante un evento di vento.

La soluzione mwalloys:

Il nostro team ha analizzato i pezzi guasti. Abbiamo consigliato di cambiare la specifica del materiale in ASTM A1011 HSLAS Grado 50.

1. Perché: Questo grado ha mantenuto l'elevata resistenza richiesta per il carico (50 ksi di snervamento) ma ha offerto una tolleranza di spessore più ristretta e una migliore duttilità dello standard A1011.

2. Risultato: Il fabbricante è stato in grado di formare i pezzi senza incrinature superficiali.

3. Risultato: Da allora non sono stati segnalati guasti e il cliente ha risparmiato sulla preparazione della superficie perché il materiale A1011 è stato fornito decapato e oliato.

7. Matrice di applicazione: Quando usare Which?

Per semplificare il processo decisionale, consultate la matrice sottostante.

Tabella 3: Matrice di selezione delle applicazioni

Applicazione	Grado consigliato	Motivo
Travi strutturali pesanti	A36	Elevata resistenza al carico, proprietà strutturali standardizzate.
Parti di carrozzeria per autoveicoli	A1011	Richiede una timbratura e un disegno complessi.
Piastre di base per colonne	A36	Lo spessore di solito supera i limiti di A1011; necessita di rigidità.
Tramogge per macchine agricole	A1011	Lamiera che deve essere formata in coni/scatole.
Telai per camion	A1011 (HSLAS)	Elevato rapporto resistenza/peso necessario nei calibri più sottili.
Parti lavorate	A36	Generalmente più facile da lavorare grazie al carbonio/manganese più elevato.
Parti tagliate al laser	A1011 HRP&O	Privo di incrostazioni, consente un taglio laser più rapido e pulito.

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8. Considerazioni su acquisti e costi

La volatilità dei prezzi influisce su entrambi i tipi, ma in genere seguono l'andamento del mercato dei rottami metallici.

1. Prezzo base: L'A36 è spesso considerato un tipo "commodity" e può avere un prezzo base per libbra leggermente inferiore rispetto all'A1011 CS Tipo B.

2. Costi di elaborazione: È qui che A1011 diventa spesso più economico. Poiché l'A1011 è spesso decapato e oliato, si risparmiano i costi di sabbiatura o rettifica richiesti dall'A36.

3. Disponibilità: L'A36 è disponibile ovunque in formati standard (4x8, 5x10). L'A1011 è facilmente disponibile in rotoli, che possono essere livellati per ottenere lunghezze personalizzate, riducendo gli scarti per le grandi produzioni.

9. FAQ: A1011 vs A36

1. L'A1011 è più resistente dell'A36?

In genere no, ma dipende dal tipo di materiale. Lo standard A1011 CS tipo B ha un rendimento tipico di 30-50 ksi, che si sovrappone a quello dell'A36. Tuttavia, l'A1011 può essere ordinato come lega bassa ad alta resistenza (HSLAS) con snervamento fino a 80 ksi, che è significativamente più forte dell'A36 standard.

2. Posso sostituire A1011 con A36?

Se si lavora con spessori di lamiera (inferiori a 1/4 di pollice) e si necessita di saldabilità, è spesso possibile sostituire A1011 SE specificare un grado che soddisfi il carico di snervamento minimo di 36 ksi (come A1011 SS Grado 36). Non sostituite mai in base al solo spessore senza verificare i requisiti di resistenza.

3. L'A1011 arrugginisce?

Sì. Sia l'A1011 che l'A36 sono acciai al carbonio composti principalmente da ferro. Si arrugginiscono immediatamente se esposti a umidità/ossigeno. L'A1011 HRP&O ha un leggero rivestimento di olio che fornisce una protezione temporanea dalla ruggine durante il trasporto e lo stoccaggio.

4. Qual è la differenza tra A1011 e A1008?

A1011 è Laminato a caldo acciaio. A1008 è Laminato a freddo acciaio. L'A1008 nasce come acciaio laminato a caldo (A1011) ma subisce un'ulteriore lavorazione (riduzione a freddo) per ottenere tolleranze più strette e una superficie più liscia. L'A1011 è più economico; l'A1008 è più preciso.

5. L'A36 è migliore per la lavorazione?

Sì. Il contenuto di carbonio leggermente superiore e la struttura coerente dei grani della lamiera A36 la rendono solitamente meno "gommosa" rispetto alla lamiera A1011 a basso tenore di carbonio, con conseguente migliore formazione di trucioli durante la foratura o la fresatura.

6. Che cosa significa "decapato e oliato" per A1011?

La laminazione a caldo lascia uno strato di ossido incrostato, chiamato incrostazione. "Il decapaggio consiste nel far passare l'acciaio in un bagno di acido per rimuovere le incrostazioni. "L'oliatura applica un inibitore di ruggine. Questo rende l'A1011 HRP&O ideale per il taglio laser e la verniciatura. L'A36 è raramente decapato.

7. È possibile zincare A1011 e A36?

Sì, entrambi possono essere zincati a caldo. Tuttavia, il contenuto di silicio dell'A36 può talvolta causare una reazione chiamata "curva di Sandelin", che porta a rivestimenti zincati eccessivamente spessi o fragili. L'A1011 di solito si galvanizza in modo molto uniforme.

8. Perché la mia piastra A36 si deforma quando la taglio?

Le lamiere A36 laminate a caldo contengono tensioni residue dovute al processo di raffreddamento. Quando si tagliano (con il laser o il plasma), si introduce calore e si rimuove materiale, causando il ritorno o la deformazione dell'acciaio. L'A1011, soprattutto se "passato di tempera", tende a essere più piatto e stabile.

9. Qual è la densità dell'A1011 rispetto all'A36?

Per i calcoli ingegneristici, sono identici. La densità per entrambi è approssimativamente 0,2833 lbs/in³ (7850 kg/m³).

10. L'A1011 soddisfa i requisiti ASTM A36?

Non automaticamente. È necessario esaminare il Mill Test Report (MTR). Se un coil A1011 ha un carico di snervamento superiore a 36 ksi e soddisfa i limiti chimici, potrebbe essere "doppiamente certificato", ma si tratta di specifiche distinte.

10. L'evoluzione degli standard: Il contesto storico

Comprendere la discendenza di questi metalli aiuta a leggere i vecchi progetti.

• L'eredità A36: Nato nel 1960, l'A36 ha sostituito l'acciaio strutturale A7. È rimasto lo standard dominante per le costruzioni per oltre 60 anni.

• L'evoluzione di A1011: In precedenza, le lamiere laminate a caldo erano coperte da ASTM A569 (Qualità commerciale) e ASTM A570 (Qualità strutturale). All'inizio degli anni 2000, l'ASTM ha riunito questi elementi in A1011 e A1018 per modernizzare il sistema di classificazione. Se si vede una stampa che richiede A569, A1011 CS Tipo B è il sostituto moderno diretto.

11. Verdetto finale: la raccomandazione di mwalloys

Selezione tra a1011 vs a36 si riduce al dibattito "forma contro funzione".

1. Scegliere ASTM A36 se: State costruendo una struttura, un telaio o una base che richiede piastre spesse, angoli pesanti o canali. Date priorità alla rigidità e ai dati comprovati di resistenza al carico rispetto alla finitura superficiale.

2. Scegliere ASTM A1011 se: Producete pezzi che richiedono piegatura, stampaggio o taglio laser. Avete bisogno di materiale più sottile di 1/4 di pollice con una superficie pulita (HRP&O) che prolunghi la durata degli utensili e riduca i costi di finitura.

A mwalloysconsigliamo ai nostri partner di non considerare più "acciaio" come un termine generico. La specificità delle stampe consente di risparmiare sui pezzi scartati e sulle saldature non riuscite.