G90 vs G60 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Las designaciones G90 y G60 se utilizan ampliamente en las cadenas de suministro de la construcción, los electrodomésticos y la automoción, pero no son grados de acero metalúrgico diferentes como A36, S275 o 1020. En cambio, G90 y G60 son designaciones de galvanizado/recubrimiento que indican la masa mínima de recubrimiento de zinc aplicada a chapas y flejes de acero según especificaciones comunes (por ejemplo, la familia ASTM A653/A924). Los ingenieros, los responsables de compras y los planificadores de producción suelen enfrentarse al dilema de elegir entre la protección contra la corrosión y el rendimiento a lo largo de la vida útil, frente al aumento del coste del material y las necesidades de procesamiento posteriores. Los contextos de decisión típicos incluyen estructuras exteriores expuestas, donde la resistencia a la corrosión a largo plazo es crucial, frente a piezas interiores o pintadas, donde el coste y la conformabilidad pueden ser factores predominantes; otro dilema común es si los recubrimientos más gruesos complican las operaciones de conformado, soldadura o pintura.

La principal diferencia técnica entre G90 y G60 radica en la masa de zinc aplicada a la superficie del acero: G90 presenta una capa de zinc considerablemente más gruesa que G60. Dado que el recubrimiento de zinc —y no la composición química del sustrato— es el factor que principalmente diferencia estas denominaciones, ambos recubrimientos se comparan habitualmente al elegir los niveles de protección contra la corrosión, mientras que la composición química, la resistencia y la respuesta al tratamiento térmico del acero del sustrato subyacente siguen siendo seleccionables según la calidad base requerida por el comprador.

1. Normas y designaciones

• Normas comunes que incorporan designaciones G y etiquetas métricas equivalentes:
• ASTM/ASME: ASTM A653 / A924 (láminas galvanizadas en caliente y recubiertas de galvalume)
• EN: EN 10346 (aceros revestidos por inmersión en caliente continua); la masa de revestimiento métrica se indica como Z (por ejemplo, Z275).
• La norma JIS y otras normas regionales utilizan notaciones similares para la masa del recubrimiento.
• GB (China): Normas GB/T para acero galvanizado
• Clasificación:
• G90/G60 son clases de recubrimiento aplicadas a aceros al carbono y de baja aleación (no familias de aleaciones separadas).
• Los aceros base a los que se aplican G90/G60 pueden ser aceros al carbono simples, aceros laminados en frío de calidad comercial, aceros estructurales o sustratos de alta resistencia y baja aleación (HSLA), según las especificaciones del comprador (por ejemplo, grados laminados en frío de calidad comercial, estructurales o estructurales de alta resistencia).

2. Composición química y estrategia de aleación

Tabla: elementos químicos y su relación con los productos G90/G60

Elemento	Relevancia típica para chapa galvanizada	Notas sobre G90 vs G60
C (Carbono)	Controla la resistencia, la conformabilidad y la soldabilidad del sustrato.	El valor C del sustrato se especifica según el grado de acero; la clase de recubrimiento no prescribe un valor C. Un valor C menor es común para mejorar la conformabilidad.
Mn (manganeso)	Factor que contribuye a la resistencia y templabilidad del sustrato	El nivel de Mn se elige según el grado del sustrato; la clase de galvanizado es independiente.
Si (silicio)	Influye en la reacción zinc-hierro de la galvanización y en el aspecto del recubrimiento.	Pequeñas adiciones de Si o Si residual pueden alterar la adherencia y la morfología del recubrimiento; las especificaciones pueden restringir ciertos rangos de Si para controlar la calidad del recubrimiento.
P (Fósforo)	Controla la resistencia y la fragilidad al frío.	Generalmente limitado en sustratos conformados en frío; la clase de recubrimiento no cambia los límites P.
S (Azufre)	Afecta la maquinabilidad y la formación de defectos.	Se mantiene bajo; afecta la limpieza del recubrimiento.
Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, B	Elementos de microaleación en HSLA o grados avanzados	Estos factores afectan la resistencia del sustrato y la microestructura; se seleccionan independientemente del tipo de recubrimiento. Algunos elementos de aleación pueden influir localmente en la soldabilidad y la reacción de galvanización.
N (Nitrógeno)	Controlado en algunas especificaciones de sustrato	La gestión del nitrógeno es un control del sustrato, no un parámetro de recubrimiento.

Dado que G90 y G60 designan la masa de zinc, la estrategia de aleación para el acero subyacente viene determinada por los requisitos estructurales o de conformabilidad. Cuando se requieren recubrimientos gruesos (G90), también pueden reforzarse los controles químicos del sustrato para garantizar el rendimiento posterior al recubrimiento (por ejemplo, evitar defectos en el recubrimiento debidos al contenido de silicio).

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Microestructura: La microestructura intrínseca (ferrita-perlita, martensita revenida, bainita o ferrita refinada en el acero HSLA) viene determinada por la composición química del acero y el tratamiento termomecánico del sustrato. El proceso de galvanizado en caliente genera una capa intermetálica metalúrgica (fases Fe-Zn, a menudo capas zeta, delta, gamma y eta) entre la capa exterior de zinc y el sustrato de acero.
• Rutas de procesamiento estándar:
• Los aceros de sustrato laminados en frío, recocidos y decapados suelen desarrollar una microestructura de ferrita-perlita o ferrita totalmente recristalizada en los grados comerciales.
• Los sustratos HSLA o de mayor resistencia pueden procesarse termomecánicamente para refinar el tamaño del grano y producir matrices de ferrita-perlita más resistentes o un fortalecimiento por precipitados de microaleación.
• Efecto de la galvanización en el tratamiento térmico:
• El galvanizado en caliente es un proceso térmico independiente (generalmente inmersión breve y enfriamiento al aire) que no modifica sustancialmente las propiedades mecánicas generales de los sustratos comunes de baja y media resistencia. Sin embargo, en el caso de aceros templados y revenidos o de muy alta resistencia, la exposición al calor puede alterar ligeramente el temple o la tensión residual; por lo tanto, se deben verificar los parámetros del proceso y la selección del sustrato para evaluar el rendimiento posterior al recubrimiento.
• Las operaciones posteriores al recubrimiento (por ejemplo, el doblado) pueden agrietar la capa de zinc si el recubrimiento es quebradizo en ciertas condiciones intermetálicas; la elección entre G90 y G60 puede influir en las recomendaciones de conformado y en las decisiones de recocido posterior al recubrimiento.

4. Propiedades mecánicas

Tabla: presentación comparativa típica (nota: las propiedades mecánicas están determinadas por el acero del sustrato, no por el recubrimiento).

Propiedad	G90	G60	Comentario
Resistencia a la tracción	Igual que el sustrato	Igual que el sustrato	El espesor del recubrimiento de zinc tiene un efecto insignificante sobre la resistencia a la tracción del material.
límite elástico	Igual que el sustrato	Igual que el sustrato	Controlado por el tratamiento térmico y la química del sustrato.
Alargamiento	Igual que el sustrato	Igual que el sustrato	El recubrimiento puede afectar ligeramente la ductilidad de la superficie durante el proceso de conformado.
Tenacidad al impacto	Igual que el sustrato	Igual que el sustrato	La tenacidad del sustrato es el factor determinante; la capa de recubrimiento no modifica significativamente la tenacidad intrínseca.
Dureza (superficial)	Capa de zinc superficie más dura/gruesa	Superficie de zinc más delgada	La dureza del material en bloque no se ve afectada; los recubrimientos más gruesos pueden afectar la medición de la dureza superficial y el comportamiento ante el desgaste.

Explicación: Dado que G90 y G60 se refieren a la masa de zinc, ninguno de los dos aumenta intrínsecamente el límite elástico ni la resistencia a la tracción del acero. El mayor espesor de zinc en G90 puede afectar mínimamente la resistencia al agrietamiento superficial inducido por el conformado y la resistencia a la abrasión, pero las propiedades mecánicas del núcleo reflejan la calidad del acero subyacente y cualquier tratamiento térmico aplicado a dicho sustrato.

5. Soldabilidad

La soldabilidad está determinada principalmente por la composición del sustrato, el equivalente de carbono y la presencia de recubrimientos superficiales. Se presentan dos índices empíricos de soldabilidad de uso común para su interpretación:

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

y

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

• Interpretación:
• El recubrimiento de zinc (G60 o G90) introduce una consideración adicional: el galvanizado debe eliminarse de las áreas de unión o ajustarse a la técnica de soldadura porque el zinc se vaporiza durante la soldadura por fusión, generando humos tóxicos, promoviendo la porosidad o causando defectos de soldadura si no se maneja adecuadamente.
• El carbono del sustrato y la aleación controlan la templabilidad y la susceptibilidad al agrietamiento por hidrógeno; las fórmulas CE y Pcm indican que un mayor contenido de C, Mn, Cr, Mo, V y otros elementos de aleación aumentan la templabilidad y el riesgo de agrietamiento en frío.
• En la práctica: la soldabilidad de las piezas G90 y G60 es similar si la química del sustrato es idéntica, pero los recubrimientos más gruesos (G90) requieren una eliminación local del recubrimiento más cuidadosa, extracción de gases y control de humos para garantizar la calidad y la seguridad de la soldadura.

6. Corrosión y protección de superficies

• Método de protección primaria: tanto G60 como G90 son recubrimientos de zinc galvanizados en caliente; el zinc proporciona protección sacrificial (protección catódica) a los bordes y arañazos de acero expuestos.
• Resistencia comparativa a la corrosión:
• El G90, con una mayor masa nominal de zinc, proporciona un tiempo de perforación más prolongado en exposición atmosférica que el G60 en las mismas condiciones ambientales.
• Para sistemas pintados, los recubrimientos de zinc más gruesos (G90) pueden prolongar la vida útil de la imprimación/pintura o utilizarse donde se requiere protección de barrera y protección de sacrificio.
• Métricas/otros índices:
• Para los aceros inoxidables, serían relevantes índices de resistencia a la corrosión como el PREN, por ejemplo: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ Esto no es aplicable a G60/G90 porque son aceros al carbono/de baja aleación recubiertos de zinc, en lugar de composiciones inoxidables.
• Nota sobre el entorno de servicio: la selección entre G60 y G90 debe basarse en el entorno previsto (rural, urbano, industrial, marino). Los recubrimientos más gruesos mejoran la vida útil en entornos agresivos, pero no sustituyen otras medidas de control de la corrosión (diseño para drenaje, pinturas, sistemas catódicos).

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Conformado y doblado:
• Los recubrimientos de zinc más gruesos (G90) pueden ser más propensos a agrietarse o descascararse durante operaciones de conformado severas, lo que podría exponer el acero desnudo; el uso de herramientas adecuadas, radios de curvatura y lubricación ayuda a mitigar esto.
• G60 ofrece una consistencia de acabado posterior al conformado más fácil para curvas cerradas; G90 puede requerir tratamiento posterior o retoque de pintura en las líneas de curva.
• Cortar y perforar:
• Una mayor acumulación de zinc en las herramientas de corte puede producirse con mayor rapidez y requerir un mantenimiento más frecuente. Los filos cortados con una gruesa capa de zinc pueden presentar una mayor acumulación de este material.
• Maquinabilidad:
• El recubrimiento de zinc suele reducir el gripado, pero se evapora durante la soldadura. La maquinabilidad del metal base depende de la aleación del sustrato.
• Refinamiento:
• Normalmente, pintar sobre superficies galvanizadas requiere una preparación de la superficie (pasivación/imprimación) para asegurar la adherencia; las capas de zinc más gruesas pueden afectar el brillo de la pintura y las características de adherencia inicial.

8. Aplicaciones típicas

Tabla: usos típicos por clase de recubrimiento

G90 – Usos típicos	G60 – Usos típicos
Fachadas exteriores de edificios, componentes de techos expuestos, barandillas, mobiliario urbano, carcasas de sistemas de climatización de larga duración donde se requiere una resistencia prolongada a la corrosión	Conductos interiores, elementos estructurales interiores, paneles interiores de automóviles, componentes internos de electrodomésticos donde sea suficiente una resistencia a la corrosión moderada.
Estructuras adyacentes al mar con pintura adicional	Paneles producidos en masa sensibles al costo con necesidades de corrosión ligeras
Piezas que requieren intervalos de mantenimiento más prolongados (puentes, señales de tráfico)	Piezas que probablemente se pinten o se utilicen en lugares protegidos

Criterios de selección: la masa del recubrimiento debe elegirse en función de la vida útil prevista, los intervalos de mantenimiento y la clase de exposición. Para una exposición intensa, G90 reduce el mantenimiento por corrosión; para aplicaciones con pintura o en espacios protegidos, G60 suele ofrecer una protección aceptable a menor coste.

9. Costo y disponibilidad

• Coste relativo: Los productos G90 suelen tener un precio superior al de los G60 debido al mayor consumo de zinc y al mayor tiempo de procesamiento. El sobreprecio varía en función del precio de mercado del zinc y la eficiencia del proceso de recubrimiento.
• Disponibilidad:
• Tanto G60 como G90 son designaciones comerciales comunes y están ampliamente disponibles en bobinas, láminas y productos conformados de los principales proveedores de acero.
• La disponibilidad puede variar según la resistencia y el espesor del sustrato; especificar tanto el grado del sustrato como la clase de recubrimiento en los documentos de compra ayuda a garantizar que los proveedores puedan cotizar con precisión (por ejemplo, “Laminado en frío, grado X, galvanizado en caliente G90 según ASTM A653”).
• Logística: los plazos de entrega pueden verse influenciados por la capacidad de suministro de bobinas galvanizadas y la demanda del mercado; los recubrimientos más gruesos como el G90 pueden tener plazos de entrega ligeramente más largos en instalaciones con recursos limitados.

10. Resumen y recomendación

Tabla que resume las principales ventajas e inconvenientes

Atributo	G90	G60
Soldabilidad (práctica)	Alto (pero requiere mayor decapado previo a la soldadura/control de humos)	Alto (se requiere menos eliminación de recubrimiento)
Resistencia-Tenacidad (controlada por el sustrato)	Igual que el sustrato	Igual que el sustrato
Costo	Mayor (más zinc)	Menor (menos zinc)

Conclusión y recomendaciones: - Elige G90 si: La pieza estará expuesta a entornos agresivos (costeros, industriales, exposición a cloruros) o cuando se requiera una vida útil más larga sin mantenimiento. - La aplicación prioriza la protección anticorrosión mediante sacrificio y la prolongación de los intervalos de servicio por encima del incremento del coste de los materiales. - Elija G60 si: - El componente se utilizará en aplicaciones protegidas, en interiores o pintadas donde sea suficiente una protección moderada contra la corrosión y el coste o la conformabilidad sean una prioridad. - El conformado posterior, el doblado ajustado o la soldadura sin una eliminación extensa del recubrimiento constituyen una limitación crítica en la fabricación.

Nota final: Dado que G90 y G60 son clases de recubrimiento, en los documentos de adquisición siempre se debe especificar tanto el grado de acero del sustrato requerido (composición química, resistencia, tratamiento térmico) como la clase de recubrimiento. Confirme si la masa del recubrimiento se interpreta por lado o por superficie total según la norma de referencia (notación métrica ASTM o EN) para evitar discrepancias en los pedidos y para que el comportamiento frente a la corrosión previsto se ajuste a la vida útil de diseño del comprador.