Q355NHC frente a COR-TEN B: Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los ingenieros, responsables de compras y planificadores de producción a menudo se enfrentan a la disyuntiva de elegir entre aceros estructurales de alta resistencia y aceros resistentes a la intemperie (resistentes a la corrosión atmosférica). Esta decisión suele implicar un equilibrio entre factores como la capacidad de carga y la tenacidad requeridas, el comportamiento frente a la corrosión a largo plazo, los costes de mantenimiento durante el ciclo de vida y las limitaciones de fabricación (soldadura, conformado, acabado superficial). El Q355NHC y el COR-TEN B representan dos enfoques distintos: un acero estructural microaleado de alta resistencia diseñado para un rendimiento mecánico constante, y un acero resistente a la intemperie diseñado para desarrollar una pátina superficial protectora que reduce la necesidad de pintura.

La principal diferencia técnica entre estos dos grados radica en su estrategia de aleación y el comportamiento superficial resultante: uno utiliza microaleación y una química controlada para aumentar la resistencia y la tenacidad (Q355NHC), mientras que el otro contiene concentraciones específicas de elementos que promueven la intemperie (Cu, Cr, P y, en ocasiones, Ni) para favorecer una capa de óxido estable (COR-TEN B). Esta diferencia genera contrastes en la resistencia a la corrosión, las prácticas de fabricación y las aplicaciones típicas.

1. Normas y designaciones

• Q355NHC: Cubierto por normas chinas como la serie GB/T 1591 (familia Q355). Clasificado como acero estructural de alta resistencia y baja aleación (HSLA). Las variantes (Q355B, Q355C, Q355D, Q355N, Q355NH, Q355NC, Q355NHC) indican diferencias en el procesamiento (normalizado, laminado termomecánicamente) y los requisitos de impacto.
• COR-TEN B: Se asocia comúnmente con aceros resistentes a la intemperie especificados según las normas norteamericanas e internacionales, por ejemplo, ASTM A242, ASTM A588 (concepto similar) y especificaciones COR-TEN patentadas históricas. También se relaciona con las designaciones EN 10025-5 para aceros estructurales con mayor resistencia a la corrosión atmosférica. Se clasifica como acero resistente a la intemperie de baja aleación (no inoxidable).

Resumen de la categoría: - Q355NHC: Acero estructural de carbono/microaleado HSLA. - COR-TEN B: Acero al carbono de baja aleación resistente a la intemperie (resistente a la corrosión atmosférica).

2. Composición química y estrategia de aleación

La siguiente tabla muestra los rangos típicos de composición elemental que se indican en las normas y las fichas técnicas de los fabricantes. Los valores varían según las especificaciones, las prácticas de fabricación y el espesor; la tabla muestra rangos representativos, no garantías absolutas; consulte siempre las especificaciones de compra.

Elemento	Q355NHC (rango típico, % en peso)	COR-TEN B (rango típico, % en peso)
do	0,10 – 0,20	≤ 0.20
Minnesota	0,60 – 1,60	0,60 – 1,30
Si	0,10 – 0,50	0,10 – 0,50
PAG	≤ 0,025 (bajo)	0,03 – 0,15 (elevado en algunas especificaciones)
S	≤ 0,035	≤ 0,035
Cr	traza – 0,30 (a veces ninguna)	0,30 – 0,65
Ni	traza – 0,30 (a veces ninguna)	0,15 – 0,65
Mes	normalmente ninguna (traza)	típicamente ninguno
V	hasta ~0,10 (microaleación)	rastro
Nb (Cb)	hasta ~0,05 (microaleación)	rastro
Ti	traza (utilizado en algunas fusiones)	rastro
B	rastro (controlado si está presente)	rastro
norte	controlado (bajo)	controlado (bajo)
Cu	generalmente bajo	0,20 – 0,60 (elemento clave de meteorización)

Cómo afecta la aleación al comportamiento - Q355NHC: Los elementos de microaleación (V, Nb, Ti), el control del carbono y el nitrógeno, y el procesamiento termomecánico aumentan la resistencia a la tracción y al límite elástico mediante el refinamiento del grano y el fortalecimiento por precipitación, manteniendo una buena tenacidad. Los bajos niveles de fósforo y azufre mejoran la tenacidad y la calidad de la soldadura. - COR-TEN B: Su mayor contenido en Cu, junto con Cr, P y, en ocasiones, Ni, favorece la formación de una pátina de óxido densa y adherente que ralentiza la corrosión. Estos elementos de aleación se añaden específicamente para mejorar la resistencia a la corrosión atmosférica, no para maximizar la resistencia mecánica.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructuras típicas: - Q355NHC: Se produce mediante laminación termomecánica o enfriamiento controlado con microaleación; su microestructura suele ser de ferrita de grano fino con cantidades controladas de perlita y precipitados dispersos de carburos/nitruros (ricos en V, Nb y Ti). El normalizado produce una textura refinada de ferrita-perlita o bainítica, dependiendo de la velocidad de enfriamiento y el espesor. - COR-TEN B: Microestructura convencional de ferrita-perlita laminada en caliente, típica de los aceros al carbono de baja aleación. No se utiliza ninguna microaleación especial para reforzar el acero; la microestructura se centra en una química estable para la formación de pátina.

Efectos del tratamiento térmico y del procesamiento: El acero Q355NHC responde bien a la normalización y al control termomecánico para mejorar su tenacidad y consistencia. El temple y revenido no es un proceso estándar para este grado estructural, pero puede utilizarse en componentes específicos; este proceso transforma la microestructura y aumenta la resistencia, aunque incrementa el costo. El acero COR-TEN B se suministra normalmente como chapa laminada en caliente sin tratamientos térmicos posteriores para su endurecimiento. Si bien es posible el normalizado, generalmente no es necesario, ya que su principal ventaja radica en la resistencia a la corrosión, más que en el máximo rendimiento mecánico.

4. Propiedades mecánicas

Comparación representativa de propiedades mecánicas (rangos típicos; verificar con las especificaciones del proyecto):

Propiedad	Q355NHC (típico)	COR-TEN B (típico)
Límite elástico mínimo (MPa)	~355 (intención de diseño de la familia Q355)	~345 (varía según el estándar y el grosor)
Resistencia a la tracción (MPa)	~490 – 630 (dependiendo del grosor y el temple)	~470 – 620
Alargamiento (A5, %)	18 – 24% (buena ductilidad)	16 – 22%
Resistencia al impacto (Charpy)	Controlado para grados de baja temperatura; a menudo se especifica ≥ 27 J a –20 °C para variantes de NH.	Variable; los aceros resistentes a la intemperie pueden cumplir con los requisitos de impacto, pero las secciones más gruesas o las temperaturas más bajas pueden requerir cualificación.
Dureza (HB)	Típico 140 – 200 HB (dependiendo del procesamiento)	Gama similar para placas de baja aleación

¿Cuál es más fuerte/resistente/dúctil? - Resistencia: El acero Q355NHC está especificado para ofrecer un límite elástico mínimo fiable de ~355 MPa y a menudo se beneficia del fortalecimiento mediante microaleaciones y del tratamiento termomecánico; en muchos casos proporciona un límite elástico garantizado superior en comparación con algunos aceros resistentes a la intemperie. Tenacidad y ductilidad: Las variantes Q355NHC diseñadas para ofrecer un buen rendimiento ante impactos (las denominadas "N" / "NH") suelen presentar una tenacidad a bajas temperaturas más predecible. El acero COR-TEN B puede presentar buena tenacidad, pero debe seleccionarse y evaluarse en función de su espesor y temperatura si el rendimiento ante impactos es fundamental.

5. Soldabilidad

La soldabilidad depende del equivalente de carbono y de la microaleación.

Índices útiles: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - International Pcm (sensibilidad al agrietamiento de la ZAT): $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación (cualitativa) - Q355NHC: Diseñado para una buena soldabilidad; su contenido relativamente bajo de carbono y la microaleación controlada minimizan la endurecimiento y el riesgo de fisuración en frío, siempre que se utilicen procedimientos adecuados de precalentamiento y soldadura para secciones gruesas. Los elementos de microaleación en bajas concentraciones no afectan significativamente la soldabilidad, pero aumentan la sensibilidad al control del aporte térmico. - COR-TEN B: Los elementos de aleación añadidos para mejorar la resistencia a la intemperie (Cu, Cr, P, Ni) pueden aumentar ligeramente el coeficiente de endurecimiento (CE); la soldadura se realiza fácilmente con metales de aporte adecuados, pero la zona soldada no desarrollará la misma pátina ni resistencia a la corrosión que el material base, a menos que se utilicen metales de aporte y tratamientos posteriores a la soldadura similares. Un valor elevado de P y una templabilidad localizada pueden aumentar el riesgo de fisuración si no se controlan los procedimientos de soldadura.

Orientación práctica: utilice consumibles con bajo contenido de hidrógeno, controle la temperatura de precalentamiento/entre pasadas según el espesor y el CE/Pcm, y seleccione materiales de relleno que coincidan con las propiedades mecánicas y el comportamiento ante la corrosión (para acero resistente a la intemperie) o que sean recomendados por la fábrica.

6. Corrosión y protección de superficies

• COR-TEN B (acero resistente a la intemperie): Diseñado para formar una capa protectora de óxido adherente (pátina) en condiciones atmosféricas alternas de humedad y sequedad, lo que reduce la corrosión uniforme a largo plazo en comparación con el acero al carbono común. Esto lo hace ideal para fachadas sin pintar, puentes y esculturas al aire libre. Nota: El rendimiento del COR-TEN depende del entorno; no es apropiado para atmósferas continuamente húmedas, ricas en cloruros marinos o altamente contaminadas sin protección adicional.
• Q355NHC: No es un acero resistente a la intemperie. Requiere protección anticorrosiva convencional: pintura/recubrimientos, galvanizado o protección catódica, según la exposición. Para muchas aplicaciones estructurales, se prefiere el menor costo inicial del material junto con los recubrimientos estándar.

Cuando no se aplican los índices de estilo inoxidable El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) se utiliza para aleaciones inoxidables y no es aplicable a estos aceros no inoxidables. A modo de información adicional, la fórmula del PREN es: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ pero no se utiliza para Q355NHC o COR-TEN B.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Corte y mecanizado: Ambos grados se mecanizan de forma similar a los aceros estructurales comunes; el Q355NHC microaleado puede presentar un desgaste de herramienta ligeramente superior al de los aceros de bajo carbono convencionales debido a una matriz y precipitados más resistentes. Utilice velocidades y herramientas adecuadas.
• Conformado y doblado: El Q355NHC generalmente ofrece un mejor control del conformado debido a su comportamiento de fluencia y ductilidad consistentes. El COR-TEN B es conformable, pero el doblado a radios pequeños puede provocar fisuras si el material es muy grueso o si la temperatura de conformado es baja; se recomienda realizar pruebas o consultar las instrucciones del fabricante.
• Acabado: Las superficies de COR-TEN se oxidan con el tiempo; la soldadura, el esmerilado o los tratamientos superficiales alteran su apariencia. Q355NHC recomienda el recubrimiento o galvanizado para una protección anticorrosiva a largo plazo.

8. Aplicaciones típicas

Q355NHC (HSLA) Usos	Usos del acero COR-TEN B (acero resistente a la intemperie)
Componentes estructurales pesados, vigas, columnas, marcos soldados donde se requiere certificación de límite elástico y tenacidad.	Fachadas arquitectónicas, puentes, esculturas al aire libre y revestimientos donde se desea una apariencia sin pintar a largo plazo y un mantenimiento reducido.
Rieles de grúa, bastidores de elevación, bases de maquinaria, soportes de retención de presión (donde corresponda según las especificaciones)	Puentes de autopistas y peatonales (en climas adecuados), señalización, contenedores expuestos a ciclos de secado al aire.
Estructuras soldadas fabricadas que requieren tenacidad controlada y procedimientos de soldadura.	Estructuras decorativas o expuestas donde la estética de la pátina y el menor mantenimiento del revestimiento son prioritarios.

Justificación de la selección: elija Q355NHC cuando las propiedades mecánicas garantizadas, la soldabilidad para secciones gruesas y la tenacidad predecible sean primordiales. Elija COR-TEN B cuando el rendimiento frente a la corrosión atmosférica y el menor mantenimiento del recubrimiento compensen cualquier sobreprecio y cuando las condiciones ambientales favorezcan la formación de pátina.

9. Costo y disponibilidad

• Q355NHC: Se produce ampliamente en placas y bobinas en regiones que utilizan las normas GB/T; su costo suele ser competitivo para el acero estructural y puede ser inferior al de los aceros especiales resistentes a la intemperie. Su disponibilidad es buena en los mercados abastecidos por las principales acerías que suministran placas HSLA.
• Acero COR-TEN B: Su precio suele ser superior al de la chapa de acero al carbono común debido a las adiciones de aleación y a su posicionamiento en el mercado como acero especial resistente a la intemperie. Su disponibilidad depende de la demanda regional; es común en los sectores de la arquitectura y la construcción de puentes, pero los plazos de entrega pueden ser más largos para pedidos de chapa de gran tamaño o espesores inusuales.

Aspectos económicos: incluir los costes del ciclo de vida: el COR-TEN B puede reducir los costes de pintura y mantenimiento en entornos adecuados, lo que puede compensar un mayor coste inicial del material.

10. Resumen y recomendación

Tabla resumen (cualitativa)

Criterio	Q355NHC	COR-TEN B
soldabilidad	Bueno — diseñado para soldadura estructural con procedimientos estándar	Con cuidado, se logra un buen resultado: las soldaduras requieren un material de aporte adecuado y atención a la pérdida de pátina.
Resistencia-Tenacidad	Alta y consistente (microaleación HSLA)	De moderada a alta; la tenacidad varía con el grosor.
Resistencia a la corrosión (tal como se suministra)	Requiere recubrimiento/galvanizado	Superior en condiciones atmosféricas adecuadas (forma pátina)
Costo	Menor coste de materiales en muchos mercados	Mayor coste de materiales, pero potencial de ahorro a lo largo de su vida útil.
Disponibilidad	Ancho para placa/bobina estructural	Es común, pero depende de la región; los plazos de entrega pueden variar.

Concluya con orientación. - Elija Q355NHC si necesita un acero estructural de alta resistencia confiable con tenacidad controlada, buena soldabilidad para fabricaciones soldadas pesadas y utilizará recubrimientos convencionales o galvanizado para la protección contra la corrosión. - Elija COR-TEN B si necesita resistencia a la corrosión atmosférica sin necesidad de repintar regularmente, desea la estética envejecida y su entorno de servicio favorece la formación de pátina (no ambientes continuamente húmedos, con salpicaduras marinas o con cloruros agresivos).

Nota final: Verifique siempre los requisitos químicos y mecánicos exactos en las especificaciones del proyecto y consulte los certificados de fábrica. Para aplicaciones soldadas, chapadas o expuestas, realice pruebas de diseño de juntas, selección de metal de aporte y maquetas para confirmar el comportamiento ante la corrosión, la soldadura y el aspecto final antes de la adquisición o fabricación a gran escala.