Sujetadores de acero inoxidable frente a sujetadores de acero al carbono
Los sujetadores parecen un artículo estándar, pero la elección del material —acero inoxidable o acero al carbono— decide cuánto tiempo una unión atornillada se mantiene apretada y utilizable. Los tornillos aportan el apriete que comprime las juntas de brida, por lo que su corrosión y su grado de resistencia gobiernan la conexión. Aquí se comparan composición, corrosión, resistencia mecánica, propiedades físicas, coste y riesgo galvánico.
Composición y estructura de los materiales
Las dos familias se basan en hierro, pero su aleación las separa.
- Acero al carbono: hierro y carbono con algo de manganeso y silicio. Los sujetadores usan aceros aleados de carbono medio como B7 y 2H, o tratados térmicamente como 35K y 10B21.
- Acero inoxidable: hierro con al menos 10,5 % de cromo, más níquel y molibdeno. El cromo forma una capa de óxido fina y densa que se repara sola.
- Tipos habituales: austenítico (304, 316), martensítico (410) y ferrítico (430). El austenítico domina la fabricación de sujetadores.
- Designaciones de resistencia: clases 4.8, 8.8, 10.9 y 12.9 en acero al carbono; A2-70 y A4-80 en inoxidable austenítico.
El acero al carbono se trata térmicamente y el austenítico no; de ahí el distinto límite de resistencia.
Corrosión, resistencia y comportamiento físico
Resistencia a la corrosión
Es la diferencia decisiva. La película pasiva mantiene el inoxidable limpio en ambientes húmedos, exteriores, químicos y con agua salada, y el grado 316 añade molibdeno contra picaduras y hendidura en ambiente marino. El acero al carbono se oxida sin recubrimiento —zincado, Dacromet o PTFE—, y las roscas corroídas se agarrotan e impiden el desmontaje.
Sujetadores de acero al carbono: suelen llevar zincado, Dacromet, PTFE u óxido negro.
Resistencia mecánica
El inoxidable no es más resistente por definición. Los grados austeníticos se refuerzan por aleación y por deformación, no por tratamiento térmico, y A2-70 y A4-80 llegan a 700 y 800 MPa de tracción.
| Material | Grado | Resistencia a la tracción nominal | Nota |
|---|---|---|---|
| Perno de acero al carbono | 8.8 | 800 MPa | Templado y revenido |
| Perno de acero al carbono | 10.9 | 1000 MPa | Alta resistencia |
| Perno de acero al carbono | 12.9 | 1200 MPa | Clase más alta habitual |
| Acero inoxidable austenítico | A2-70 | 700 MPa | Sin tratamiento térmico |
| Acero inoxidable austenítico | A4-80 | 800 MPa | Grado con molibdeno |
Tabla 1. Resistencia nominal a la tracción por grado; el valor real depende del diámetro de rosca y del tratamiento térmico.
Por encima de 1000 MPa se emplea acero aleado o al carbono tratado térmicamente, en clase 10.9 o 12.9.
El tratamiento térmico lleva los pernos de acero al carbono por encima de 1000 MPa.
Propiedades físicas
- Magnetismo: el acero al carbono es magnético. Los austeníticos 304 y 316 son no magnéticos o débilmente magnéticos tras el conformado en frío; los martensíticos y ferríticos sí lo son. Importa en electrónica y equipos médicos.
- Dilatación térmica: el austenítico se dilata un 50 % más que el carbono, de modo que la precarga varía al atornillar ambos materiales.
- Conductividad: el inoxidable conduce peor el calor y la electricidad, a considerar donde haga falta disipación o continuidad eléctrica.
Coste, ciclo de vida y riesgo galvánico
El cromo y el níquel encarecen el inoxidable: cuesta tres veces o más que su equivalente en acero al carbono. En interior seco basta el acero al carbono. En exterior o medios corrosivos hace falta recubrimiento y sustitución periódica, y una unión agarrotada o una parada cuesta más que el propio material. A lo largo de la vida del activo suele ganar el inoxidable.
No mezcle ambos materiales en medio húmedo o conductor: junto con agua salada forman una celda galvánica y el acero al carbono, como ánodo, se corroe rápido. En las bridas de tubería eso significa que fallan primero los espárragos. Si la mezcla es inevitable, corte la vía metálica con manguitos y arandelas aislantes.
- Inoxidable en estructuras exteriores, industria marina y química, equipos alimentarios, farmacéuticos y médicos, y uniones sin mantenimiento.
- Acero al carbono en interiores secos, en clases 10.9 y 12.9 de alta resistencia, en trabajos temporales sensibles al coste y donde se requiera magnetismo o conductividad eléctrica.
- Igual el sujetador al metal base y vuelva a comprobar la precarga tras ciclos térmicos cuando convivan materiales distintos.
Preguntas frecuentes
¿Qué grado de inoxidable conviene en una unión marina?
El 316 o el A4-80: el molibdeno resiste picaduras y hendidura en agua salada; el 304 solo en exposición suave.
¿Son magnéticos los tornillos de acero inoxidable?
Los austeníticos 304 y 316 son no magnéticos o débilmente magnéticos tras el recocido y pueden ganar magnetismo al conformarse en frío. Los martensíticos y ferríticos sí son magnéticos.
¿Por qué se agarrotan los pernos de inoxidable en una unión de acero al carbono?
En una unión húmeda se forma una celda galvánica y el carbono se corroe; los productos de corrosión bloquean el roscado y el perno hay que cortarlo. Los manguitos y arandelas aislantes evitan la vía metálica.
¿Se superan los 1000 MPa con sujetadores inoxidables?
Los austeníticos estándar topean en 700-800 MPa. Por encima de 1000 MPa especifique acero aleado o al carbono tratado térmicamente, clase 10.9 o 12.9.
¿Se pueden usar pernos de acero al carbono con tuercas de acero inoxidable?
¿Cuál es la diferencia entre una tuerca hexagonal y una tuerca hexagonal pesada?
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