L290 vs L360 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los ingenieros, responsables de compras y planificadores de producción suelen enfrentarse a la decisión de elegir entre L290 y L360 al especificar el acero estructural para pórticos, puentes, estructuras marinas y estructuras pesadas. Esta decisión a menudo implica sopesar una mayor resistencia frente a la conformabilidad y la soldabilidad: las aleaciones de mayor resistencia permiten reducir el tamaño y el peso de las secciones, pero pueden exigir controles de fabricación más estrictos y un mayor coste.

La diferencia fundamental entre L290 y L360 radica en un aumento de la resistencia mínima garantizada: L360 ofrece una clase de límite elástico superior a la de L290. Dado que este aumento de resistencia se suele lograr mediante el diseño de la aleación y el procesamiento termomecánico, ambos grados se comparan habitualmente para evaluar las ventajas e inconvenientes en cuanto a tenacidad, soldabilidad, fabricación y coste.

1. Normas y designaciones

• Normas y sistemas comunes a los que hacen referencia los ingenieros:
• EN / ISO (Normas europeas/internacionales para acero estructural)
• ASTM / ASME (especificaciones de materiales de EE. UU.; nomenclatura diferente)
• JIS (normas industriales japonesas)
• GB (normas nacionales chinas)

• Especificaciones nacionales de construcción naval o de oleoductos que utilizan el prefijo "L" para clases de rendimiento lineal

• Clasificación:

• Los aceros L290 y L360 son aceros estructurales de baja aleación / alta resistencia y baja aleación (HSLA), en lugar de aceros inoxidables, para herramientas o de alta aleación.
• Normalmente se especifican por límite elástico mínimo (MPa) y por forma del producto (placa, lámina, sección o sección hueca).
• Nota: Las etiquetas "L" denotan niveles mínimos de rendimiento en algunos sistemas nacionales/de especificación en lugar de una especificación química única y unificada; los límites de composición exactos pueden variar según el proveedor y el estándar.

2. Composición química y estrategia de aleación

A continuación se presenta una tabla de composición representativa para aceros con un límite elástico de 290–360 MPa. Estos son rangos típicos para aceros estructurales/HSLA modernos; los límites exactos se encuentran en normas específicas o certificados de fábrica.

Elemento	Rango típico (en % en peso, representativo para los aceros HSLA L290–L360)
C (Carbono)	0,06 – 0,18
Mn (manganeso)	0,3 – 1,5
Si (silicio)	0,02 – 0,6
P (Fósforo)	≤ 0,035 (controlado a bajas ppm)
S (Azufre)	≤ 0,035 (a menudo ≤ 0,010 en grados con bajo contenido de azufre)
Cr (Cromo)	0 – 0,5
Ni (níquel)	0 – 0,5
Mo (molibdeno)	0 – 0,5
V (Vanadio)	0 – 0,12
Nb (niobio)	0 – 0,08
Ti (titanio)	0 – 0,02
B (Boro)	0 – 0,003
N (Nitrógeno)	0,005 – 0,020

Cómo afecta la aleación a las propiedades El carbono y el manganeso controlan principalmente la resistencia y la templabilidad; un mayor contenido de carbono aumenta la resistencia, pero reduce la soldabilidad y la ductilidad. - Los elementos de microaleación (V, Nb, Ti) producen un fortalecimiento por precipitación y refinan el tamaño del grano, lo que permite un mayor rendimiento con bajos niveles de carbono y mejora la tenacidad. - Pequeñas adiciones de Cr, Ni y Mo pueden aumentar la templabilidad y la resistencia sin grandes aumentos de carbono; también afectan el comportamiento de revenido. - El boro en concentraciones muy bajas (ppm) mejora la templabilidad al segregarse en los límites de grano de la austenita cuando se controla cuidadosamente. - El control de P, S y N es crucial para la tenacidad y la soldabilidad.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

microestructuras típicas - L290: se fabrica para lograr un equilibrio entre ductilidad y resistencia. La microestructura típica tras el laminado/normalizado es de ferrita-perlita o ferrita fina con bainita dispersa, dependiendo de la velocidad de enfriamiento y el contenido de aleación. - L360: Para alcanzar un límite elástico mínimo superior, se suelen emplear microaleaciones (Nb, V) y laminación controlada o tratamiento termomecánico para producir una microestructura más fina de ferrita, bainita o una microestructura mixta de ferrita y bainita. Una mayor templabilidad puede dar lugar a una mayor proporción de microconstituyentes bainíticos.

Rutas de respuesta al procesamiento - Normalización: aumenta la tenacidad al producir una estructura de grano fina y uniforme; ambos grados se benefician, pero el L360 a menudo requiere un control más estricto de las velocidades de enfriamiento para evitar una dureza excesiva. - Temple y revenido (T&R): no es típico para las formas básicas de productos estructurales, pero es posible si se requieren combinaciones de mayor resistencia y tenacidad; el T&R produce estructuras templadas martensíticas y mayor resistencia a costa de un mayor procesamiento. - Procesamiento de control termomecánico (TMCP): ampliamente utilizado para L360 para obtener una mayor resistencia a la fluencia a través del refinamiento del grano y el fortalecimiento por precipitación sin grandes aumentos de carbono; mejora la tenacidad y la soldabilidad en comparación con los aceros reforzados con carbono.

4. Propiedades mecánicas

La diferencia mecánica esencial y garantizada es la resistencia mínima a la fluencia. Los valores absolutos dependen de la norma específica, el espesor del producto y el tratamiento térmico.

Propiedad	L290 (típico/nominal)	L360 (típico/nominal)
Límite elástico mínimo (MPa)	~290 MPa (clase de diseño)	~360 MPa (clase de diseño)
Resistencia a la tracción (MPa)	Varía según el espesor/proceso; típicamente en el rango bajo a medio para aceros estructurales.	Rango de resistencia a la tracción típico superior al de L290 para la misma forma de producto
Elongación (%)	Generalmente superior a L360 con el mismo espesor	Suele ser inferior a L290 debido a su mayor resistencia.
dureza al impacto Charpy	Funciona bien a temperatura ambiente y bajo cero cuando se especifica/controla.	Puede coincidir con L290 si se especifica; requiere procesamiento y química controlados.
Dureza (HB)	Menor en promedio	Más alto en promedio

Interpretación El acero L360 es más resistente por diseño; este aumento de resistencia se logra a menudo mediante microaleación y procesamiento termomecánico, en lugar de grandes incrementos de carbono. Por lo tanto, el L360 ofrece mayor resistencia con una tenacidad razonable, pero su ductilidad y conformabilidad suelen ser menores en comparación con el L290. Para aplicaciones donde la capacidad de deformación y el conformado son primordiales, suele preferirse el L290. Para diseños sensibles al peso o con mayor capacidad de carga, el L360 permite secciones más delgadas o un menor consumo de material.

5. Soldabilidad

Factores clave: contenido de carbono, equivalente de carbono y microaleación.

Fórmula común de equivalencia de carbono (útil para la evaluación cualitativa de la soldabilidad): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

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

Interpretación cualitativa - Debido a que los fabricantes suelen mantener bajo el contenido de carbono en ambas clases y utilizan microaleaciones para aumentar la resistencia a la fluencia, ambos grados son generalmente soldables con un precalentamiento adecuado, un intervalo entre pasadas correcto y una selección adecuada del material de aporte. - El L360, al tener mayor templabilidad (debido al Mn, microaleación o pequeñas adiciones de aleación), es más sensible al agrietamiento en frío asistido por hidrógeno y puede requerir un precalentamiento más alto o un enfriamiento controlado para evitar la formación de martensita en la zona afectada por el calor (ZAC). - El uso de consumibles con bajo contenido de hidrógeno, temperaturas adecuadas de precalentamiento/entre pasadas y tratamiento térmico posterior a la soldadura (según lo requiera el contrato/especificación) reduce el riesgo de agrietamiento. - Siempre calcule o estime $CE_{IIW}$ o $P_{cm}$ para la composición específica del certificado de fábrica para determinar los procedimientos de soldadura permitidos.

6. Corrosión y protección de superficies

• Estos grados no son aceros inoxidables; su comportamiento frente a la corrosión depende del entorno y de la protección de la superficie.
• Estrategias de protección típicas:
• Galvanizado en caliente para resistencia a la corrosión atmosférica.
• Sistemas de pintura (imprimaciones de zinc, epoxis, poliuretanos) para protección a largo plazo.
• Recubrimientos metalúrgicos (proyección térmica) para abrasión y corrosión.
• El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) no es aplicable a los aceros al carbono/HSLA, ya que se utiliza para aleaciones inoxidables: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Para L290 y L360, el margen de corrosión o los recubrimientos protectores son el enfoque estándar; la selección depende del entorno de servicio (marino, industrial, exposición química).

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Corte: El corte por plasma, oxicorte y láser es habitual para ambos grados, aunque el L360 más grueso requiere mayor atención al endurecimiento de los bordes al realizar cortes rápidos.
• Maquinabilidad: Las composiciones con menor contenido de carbono y microaleaciones ofrecen una maquinabilidad moderada; el L360 (mayor resistencia) normalmente se mecaniza con una dureza ligeramente mayor que el L290; el desgaste de la herramienta y las fuerzas de corte aumentan.
• Conformabilidad y doblado: El L290 presenta mejor conformabilidad y capacidad de doblado en frío con el mismo espesor. El L360 requiere radios de curvatura mayores, mayor fuerza de doblado y, en ocasiones, un recocido intermedio para conformados severos.
• El acabado superficial y la preparación para la soldadura son similares; el L360 puede necesitar un control más estricto del ajuste para evitar concentraciones de tensión localizadas.

8. Aplicaciones típicas

L290 — Usos típicos	L360 — Usos típicos
Estructuras metálicas generales (cargas ligeras a moderadas)	Elementos estructurales más robustos donde se requiere una mayor capacidad de carga o un menor espesor de sección
Elementos estructurales del edificio, subestructuras y estructuras secundarias de acero	Puentes, grúas de gran tonelaje, vigas principales y elementos estructurales para plataformas marinas
Equipos agrícolas, fabricación general	Revestimiento del casco del barco, secciones estructurales de contención de presión donde se necesita una mayor relación resistencia-peso
Aplicaciones donde se priorizan la conformabilidad y la fabricación de bajo coste.	Fabricaciones donde el ahorro de peso, una mayor tensión admisible o una mayor capacidad de luz son fundamentales

Justificación de la selección - Elija L290 cuando la velocidad de fabricación, el conformado y la sensibilidad al costo superen el beneficio de secciones transversales más pequeñas. - Elija L360 cuando se priorice la eficiencia estructural, la reducción de peso o tensiones admisibles más elevadas y el equipo de fabricación pueda gestionar los controles de soldadura y conformado más estrictos.

9. Costo y disponibilidad

• Coste: El L360 suele ser más caro que el L290 debido a un mayor control de la aleación, un procesamiento termomecánico más exhaustivo y controles de calidad más estrictos. La diferencia de precio varía según las condiciones del mercado y el formato del producto.
• Disponibilidad: Ambos grados se producen ampliamente en placas, bobinas y perfiles, pero el suministro local depende de la capacidad de las acerías. El L290 suele ser más común en los mercados de estructuras estándar; el L360 puede estar más disponible en acerías que se especializan en construcción pesada, puentes y plataformas marinas.
• Los plazos de entrega pueden aumentar para el L360 en pedidos de grandes cantidades o de placas gruesas, especialmente cuando se requieren controles químicos o de resistencia específicos.

10. Resumen y recomendación

Criterio	L290	L360
Soldabilidad	Bueno: más indulgente debido a su menor endurecimiento.	Buen control: una mayor endurecimiento de la ZAT requiere procedimientos más estrictos.
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Resistencia moderada con ductilidad relativamente alta	Mayor resistencia y buena tenacidad si se procesan adecuadamente.
Costo	Grado estructural general inferior	Mayor (procesamiento y controles HSLA)

Recomendación - Elija L290 si: necesita un acero estructural rentable, fácil de formar y soldar para elementos de carga moderada donde maximizar la ductilidad y la facilidad de fabricación son prioridades. - Elija L360 si: necesita una mayor resistencia a la fluencia garantizada para reducir el tamaño o el peso de la sección, y puede implementar prácticas controladas de soldadura y conformado, y posiblemente un costo de material ligeramente mayor para obtener eficiencia estructural.

Nota final: Siempre revise el certificado de fabricación del proveedor y la norma o especificación aplicable para conocer los límites químicos precisos, las garantías mecánicas, los datos dependientes del espesor y las recomendaciones de soldadura. En caso de duda, solicite los registros específicos de composición y tratamiento térmico, y realice evaluaciones de soldabilidad y tenacidad específicas para la aplicación.