BQ frente a DQ: Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los ingenieros, los responsables de compras y los planificadores de producción a menudo se enfrentan a la decisión de elegir entre dos calidades de acero de bajo carbono laminado en frío de uso común: BQ y DQ. La decisión suele sopesar el rendimiento de conformado (la facilidad con la que la chapa se embutirá o estampará) frente a la facilidad de fabricación y el coste; por ejemplo, seleccionar una calidad para operaciones de troquelado de alto volumen y estampado simple frente a elegir una calidad para embutición profunda severa donde predominan el aspecto superficial, la elongación y la conformabilidad.

En la práctica, la principal distinción es funcional: BQ está optimizado para operaciones de troquelado/punzonado y estampado en general, donde la calidad del filo y la estabilidad dimensional son importantes; mientras que DQ está optimizado para embutición profunda y conformado severo, donde la ductilidad, la uniformidad de la deformación y la capacidad de embutición (control del valor R) son cruciales. Debido a que se utilizan en formatos de producto superpuestos (bobinas, láminas, tiras), los diseñadores suelen compararlos al especificar paneles interiores de automóviles, carcasas de electrodomésticos o cualquier pieza que requiera troquelado económico o conformado complejo.

1. Normas y designaciones

BQ y DQ son designaciones comerciales/funcionales, no especificaciones internacionales únicas de aleaciones. Corresponden a categorías de aceros de bajo carbono laminados en frío, cubiertas por normas nacionales e internacionales que regulan los límites químicos, las propiedades mecánicas y la calidad superficial.

• Normas internacionales y nacionales pertinentes:
• EN (europeo): EN 10130 (aceros de bajo carbono laminados en frío para conformar) — por ejemplo, DC01, DC03, DC04 — principalmente aceros al carbono para conformar.
• JIS (Japón): JIS G3141 / SPCC, SPCD — chapas y tiras de acero laminado en frío para conformado general y embutición profunda.
• ASTM/ASME (EE. UU.): ASTM A1008 — lámina y tira de acero al carbono laminada en frío; ASTM A569/A653 para productos revestidos (revestimientos de zinc).
• GB (China): GB/T 2518, GB/T 709 y otras normas GB que tratan sobre aceros laminados en frío y galvanizados; las designaciones comerciales nacionales a menudo incluyen "BQ" y "DQ".
• Clasificación: Tanto BQ como DQ son categorías de aceros al carbono laminados en frío de bajo carbono (no inoxidables, para herramientas ni HSLA por defecto). Están diseñados para aplicaciones de conformado, no para aplicaciones de alta resistencia a la corrosión ni para servicio a altas temperaturas.

2. Composición química y estrategia de aleación

Las diferencias funcionales entre BQ y DQ se deben principalmente a la microaleación y al control del proceso, más que a grandes diferencias en las adiciones de aleación en masa. El control composicional típico se centra en mantener bajos los niveles de carbono y residuos, y en controlar los elementos que afectan al endurecimiento por cocción, el tamaño de grano y la anisotropía planar.

Elemento	BQ (estampado / estampado general)	DQ (embutición profunda / conformado severo)
C (Carbono)	Baja — controlada para mantener una resistencia adecuada y una calidad de corte superficial óptima.	Muy baja — se mantiene por debajo de BQ para mejorar la ductilidad y reducir la tendencia a la fractura durante el estiramiento.
Mn (manganeso)	Controlado (fuerza + desoxidación)	Controlado, a veces inferior al valor BQ para limitar la resistencia y mejorar la conformabilidad
Si (silicio)	trazas a moderadas (desoxidación)	De bajo a moderado
P (Fósforo)	Minimizar (fragilidad y defectos superficiales)	Estrictamente minimizado para facilitar el dibujo.
S (Azufre)	Bajo; controlado para maquinabilidad/troquelado (puede ser ligeramente superior si se desea una mejor capacidad de corte).	Muy bajo; control de sulfuros para evitar inclusiones frágiles durante el estirado.
Cr, Ni, Mo (aleación)	No es típico en el BQ estándar.	Normalmente no se añade; los aceros para embutición profunda adquieren sus propiedades mediante procesamiento en lugar de mediante aleación pesada.
V, Nb, Ti (microaleación)	Ocasionalmente se utiliza para el control del tamaño del grano o para aumentar la resistencia.	Ocasionalmente se utiliza en cantidades controladas para estabilizar el grano sin afectar su capacidad de formación.
B, N	Trazas; nitrógeno a menudo controlado	Controlado por nitrógeno (los límites en los intersticiales mejoran la ductilidad)

Cómo afecta la aleación al rendimiento: - Un menor contenido de carbono y un control más estricto de los residuos (P, S, N) mejoran la elongación uniforme y reducen el riesgo de agrietamiento durante el embutido profundo. - La microaleación y las adiciones muy pequeñas (Nb, Ti, V) pueden fijar los límites de grano y mejorar la resistencia sin grandes pérdidas de ductilidad cuando se procesan termomecánicamente de forma adecuada. - Las calidades BQ pueden tolerar valores de C o S ligeramente superiores si la prioridad es una calidad de corte y de borde limpia durante el troquelado; DQ prioriza el control intersticial y la anisotropía planar.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Tanto el acero BQ como el DQ se producen mediante laminación en frío, a menudo con recocido por lotes o continuo. Su microestructura, en estado de entrega, suele consistir en una matriz de ferrita fina con bajos niveles de perlita y precipitados controlados; la diferencia radica en el tamaño de grano, la textura y el control de inclusiones.

• Microestructura BQ:
• Matriz ferrítica fina, diseñada para obtener propiedades de corte uniformes y bordes de corte limpios después del troquelado.
• Los ciclos de recocido tienen como objetivo lograr propiedades mecánicas estables y una condición superficial aceptable para pintar o recubrir.
• Microestructura DQ:
• Ferrita aún más fina y homogénea con textura cristalográfica optimizada (control de anisotropía planar) para aumentar el valor r promedio y la capacidad de estiramiento.
• Recocido continuo con enfriamiento controlado para lograr una baja resistencia a la fluencia y una alta elongación uniforme; a veces laminado de acabado superficial o laminado de temple ligero para ajustar la superficie y la tensión.

Rutas de tratamiento y procesamiento térmico: Normalizado/recocido: Ambos grados se recocen para ablandar el material después del laminado en frío. El grado DQ suele someterse a un control más estricto de la temperatura y la atmósfera de recocido para minimizar la absorción de impurezas intersticiales y obtener una textura más favorable. - Temple y revenido: No aplicable a estos aceros de trefilado laminados en frío de bajo carbono; no se someten a tratamiento térmico para crear martensita. - Procesamiento termomecánico: DQ se beneficia enormemente de secuencias controladas de laminación y recocido que refinan el grano y ajustan la textura para un mayor valor r y un mejor rendimiento de embutición profunda.

4. Propiedades mecánicas

Las distinciones funcionales típicas en el comportamiento mecánico son cualitativas: BQ sacrifica algo de ductilidad por una mayor calidad de borde y estabilidad dimensional, mientras que DQ enfatiza la ductilidad y la formabilidad.

Propiedad	BQ	DQ
Resistencia a la tracción	Moderado — adecuado para piezas estampadas en general	De moderado a ligeramente inferior — optimizado para la elongación
Resistencia a la fluencia	Moderado — proporciona un buen control dimensional durante el troquelado	Más bajo: reduce la recuperación elástica y facilita el dibujo
Alargamiento (%)	Bueno, pero inferior a DQ en formación severa	Mayor — mejora del alargamiento uniforme y del alargamiento total
Dureza al impacto	Apto para el servicio; presencia de inclusiones controladas	Generalmente comparable o superior en cuanto a capacidad de conformado
Dureza	Dureza superficial moderada para un mejor filo de troquelado	Ligeramente más bajo para mejorar la ductilidad y reducir la propensión a agrietarse.

¿Por qué la diferencia? - El menor rendimiento y la mayor elongación en DQ provienen del menor contenido intersticial (C, N), un control de grano más fino y una textura optimizada; esto permite que el metal experimente mayores deformaciones plásticas antes de la estricción o el agrietamiento. - BQ logra un mejor rendimiento en procesos que cortan o cizallan el material al tolerar una resistencia ligeramente mayor y diferentes características de inclusión.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de los aceros laminados en frío de bajo carbono es generalmente buena, pero las diferencias son importantes cuando la soldadura va seguida de conformado o pintura.

Los índices de soldabilidad, como el equivalente de carbono IIW, pueden utilizarse para evaluar la susceptibilidad al agrietamiento por hidrógeno y la necesidad de precalentamiento:

$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

Un parámetro relacionado para los aceros con microaleación es el Pcm:

$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación (cualitativa): - Tanto BQ como DQ tienen un bajo contenido de aleación y generalmente tienen puntuaciones bajas de $CE_{IIW}$ y $P_{cm}$, lo que indica una buena soldabilidad general con procesos de fusión convencionales. - El menor contenido de carbono y el control intersticial más estricto del DQ lo hacen ligeramente más tolerante al agrietamiento en frío después de la soldadura, especialmente cuando se produce un conformado posterior. - Para aplicaciones críticas o materiales de gran espesor, el precalentamiento, el aporte de calor controlado y las prácticas térmicas posteriores a la soldadura deben elegirse en función del efecto combinado de la composición y la geometría de la pieza, en lugar de basarse únicamente en la denominación del grado.

6. Corrosión y protección de superficies

El BQ y el DQ no son aceros inoxidables; su resistencia a la corrosión depende más del tratamiento superficial y los recubrimientos que de su composición.

• Protecciones comunes: galvanización (en caliente o electrolítica), electrodeposición, recubrimientos orgánicos (pintura, polvo), recubrimientos de conversión y pasivación previa a la pintura.
• Cuando los aceros inoxidables no están incluidos en el ámbito de aplicación, el índice PREN no es aplicable. A modo de referencia, el índice PREN para aceros inoxidables es:

$$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$

• Recomendación: Especifique el sistema de recubrimiento y el pretratamiento según el entorno de servicio (p. ej., galvanizado en caliente para exposición a la intemperie; fosfatado e imprimación epoxi para piezas pintadas en interiores). Las piezas DQ destinadas a superficies interiores visibles pueden requerir un acabado superficial superior y un control más estricto de la adherencia del recubrimiento.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

Formación: El DQ es superior para el embutido profundo, el estirado complejo y las operaciones que requieren una alta elongación uniforme. Presenta una mejor resistencia al adelgazamiento local y a la formación de orejas cuando se controlan la textura y el valor r. - BQ es muy adecuado para troquelado, punzonado, estampado moderado y piezas donde un borde de corte limpio y la repetibilidad dimensional son prioritarias.

Maquinabilidad: Ambos procesos son similares para el mecanizado secundario; la maquinabilidad generalmente aumenta con un mayor contenido de azufre (que BQ puede tolerar en mayor cantidad), pero eso puede perjudicar la capacidad de embutición. - Para recortes de alta precisión y operaciones secundarias, la calidad del borde de BQ después del troquelado puede reducir los costos de acabado secundario.

Acabado superficial: - El proceso DQ suele someterse a un control de superficie más estricto durante el recocido y la reducción en frío para garantizar una pintabilidad uniforme y reducir el riesgo de defectos superficiales después del embutido profundo.

8. Aplicaciones típicas

BQ (Estampado en blanco/estampado general)	DQ (Embellecimiento profundo/Conformado severo)
Molduras exteriores, soportes y clips para automóviles (donde la calidad del troquelado y el control dimensional son importantes).	Paneles interiores de automóviles, componentes de depósitos de combustible, carcasas embutidas complejas
Componentes metálicos para muebles, cajas estampadas sencillas	Carcasas de electrodomésticos (tambores de lavadoras, revestimientos interiores de frigoríficos) que requieren embutición profunda
Piezas donde predominan el troquelado y el estampado económicos	Tazas, sartenes y piezas complejas que requieren alta elongación y mínimas arrugas.

Justificación de la selección: - Elija BQ cuando el costo, la calidad del borde y la productividad del troquelado sean decisivos. - Elija DQ cuando las grandes y continuas embuticiones, la apariencia de la superficie después del conformado y la resistencia a la fractura a través del espesor determinen el rendimiento de la pieza.

9. Costo y disponibilidad

• Coste relativo: El DQ suele tener un precio más elevado que el BQ genérico debido a un control de composición más estricto, un procesamiento adicional (recocido controlado, control de textura) y una mayor garantía de calidad en las propiedades superficiales y mecánicas.
• Disponibilidad por formato: Ambos se encuentran disponibles en bobinas, láminas y flejes. El acero DQ suele estar más disponible para las industrias automotriz y de electrodomésticos, por lo que se ofrece en condiciones específicas de temple/recocido; el acero BQ es ampliamente disponible como acero laminado en frío de uso comercial general.
• Consejo de compras: Especifique la condición del material (recocido, laminado en frío, recubierto) y las métricas de rendimiento críticas (valor r, límite elástico, elongación, acabado superficial) en lugar de confiar únicamente en el nombre del grado para garantizar la claridad del suministro y el precio.

10. Resumen y recomendación

Aspecto	BQ	DQ
Soldabilidad	Bueno (típicamente bajo en carbono)	Ligeramente mejor en términos de conformabilidad post-soldadura debido a la menor cantidad de intersticiales.
Resistencia-Tenacidad	Resistencia moderada, buen comportamiento en los bordes	Rendimiento ligeramente inferior, mayor ductilidad y elongación uniforme.
Costo	Inferior (grado comercial general)	Mayor (control estricto del proceso y de la superficie)

Conclusión y recomendaciones: Elija BQ si su prioridad es el troquelado económico y el estampado general, donde la calidad del borde, la estabilidad dimensional y la productividad son los factores clave. BQ es adecuado para piezas que no requieren un conformado severo y donde el rendimiento de corte y los requisitos de acabado superficial reducidos son aceptables. Elija DQ si su prioridad es el embutido profundo, el conformado complejo, la alta elongación uniforme y el acabado superficial posterior al conformado. DQ es la opción ideal para componentes que se someterán a grandes deformaciones plásticas sin arrugarse ni agrietarse, y donde una conformabilidad superior compensa el costo adicional del material.

Recomendación final para la adquisición: especifique las propiedades mecánicas requeridas, el acabado superficial y la ruta del proceso (recocido continuo frente a recocido por lotes, requisitos de recubrimiento) en lugar de basarse únicamente en la etiqueta “BQ” o “DQ”. Cuando la conformabilidad o la apariencia de la superficie sean críticas, exija informes de pruebas de materiales que muestren datos de valor r/anisotropía y parámetros de recocido para garantizar un rendimiento repetible en la línea de producción.