S250GD vs S280GD – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los aceros estructurales galvanizados S250GD y S280GD son calidades comunes especificadas en las normas europeas para chapa y bobina galvanizadas en caliente de forma continua. Ingenieros, responsables de compras y planificadores de producción suelen sopesar las ventajas e inconvenientes del coste, la conformabilidad y la capacidad de carga requerida al elegir entre estas dos calidades para envolventes de edificios, elementos estructurales ligeros y fabricación en general.

La principal diferencia entre los grados radica en su límite elástico mínimo garantizado: el S280GD tiene un límite elástico superior al del S250GD, lo que afecta directamente al comportamiento a tracción y a las dimensiones de sección admisibles. Dado que ambos aceros están diseñados para ser aceros estructurales galvanizados conformados en frío, las comparaciones suelen centrarse en la resistencia frente a la ductilidad, las consiguientes limitaciones de fabricación y las implicaciones para la soldadura y la protección superficial.

1. Normas y designaciones

• EN 10346 — Productos planos de acero revestidos por inmersión en caliente de forma continua (designación europea primaria donde se definen S250GD y S280GD).
• EN 10147 / EN 10152 — Normas relacionadas que cubren productos galvanizados y condiciones técnicas de suministro en frío reducido.
• Las normas ISO/nacionales pueden hacer referencia a designaciones equivalentes en algunos mercados.
• Estos grados son aceros estructurales al carbono, no inoxidables, con un procesamiento similar al de los aceros HSLA (composición y procesamiento controlados para lograr propiedades mecánicas). Se clasifican como aceros estructurales (conformados en frío) en lugar de aceros para herramientas o inoxidables.

2. Composición química y estrategia de aleación

Los aceros galvanizados de grado S se formulan con bajo contenido de carbono y residuos cuidadosamente controlados, además de adiciones ocasionales de microaleación para equilibrar la resistencia, la conformabilidad y la soldabilidad. Los límites exactos se definen en las normas EN y en los certificados de fábrica; los profesionales siempre deben consultar el análisis químico del proveedor para la cualificación del diseño y del procedimiento de soldadura.

Tabla: notas cualitativas sobre la aleación para S250GD frente a S280GD

Elemento	Rol típico	S250GD (cualitativo)	S280GD (cualitativo)
C (Carbono)	Resistencia y templabilidad; un valor de C más alto reduce la soldabilidad	Bajo nivel de control para mantener la conformabilidad y la soldabilidad.	Bajo y controlado, pero puede estar en el extremo superior del rango S250GD para lograr un mayor rendimiento.
Mn (manganeso)	Reforzamiento de soluciones sólidas, desoxidante	Moderado; contribuye a la resistencia sin excesiva endurecimiento	Moderado; a menudo similar o ligeramente superior para ayudar a alcanzar el rendimiento.
Si (silicio)	La desoxidación afecta la calidad de la superficie.	De bajo a controlado	De bajo a controlado
P (Fósforo)	Aumenta la resistencia, pero disminuye la tenacidad y la soldabilidad.	Muy bajo (mantenido al mínimo)	Muy bajo
S (Azufre)	Mejora la maquinabilidad pero reduce la tenacidad.	Rastreo minimizado	Rastreo minimizado
Cr, Ni, Mo	Reforzadores/endurecimiento	Generalmente no se añaden intencionadamente para estas calificaciones.	Generalmente no se añaden intencionadamente para estas calificaciones.
V, Nb, Ti	Microaleación para el fortalecimiento por precipitación	Puede utilizarse en pequeñas cantidades en algunas variantes de molino.	Puede utilizarse selectivamente para lograr un mayor rendimiento con una mínima pérdida de ductilidad.
B	Control de los límites de grano en algunos aceros	No es típico en las adiciones intencionales para estos grados.	No es típico
norte	Controla el comportamiento de la precipitación	Rastreo, controlado	Rastreo, controlado

Explicación La estrategia de aleación para ambos grados se centra en un bajo contenido de carbono controlado y residuos limitados para mantener la soldabilidad y la conformabilidad, a la vez que se logra el rendimiento objetivo. Algunas acerías utilizan microaleación (Nb, Ti, V) o control termomecánico para obtener un mayor rendimiento en S280GD sin un aumento significativo del contenido de carbono. Los límites elementales exactos deben consultarse en el certificado del proveedor.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

microestructura típica Ambos grados se producen mediante reducción en frío y recocido continuo (o enfriamiento controlado), seguido de galvanizado en caliente. La microestructura resultante es predominantemente ferrita de grano fino con pequeñas cantidades de perlita/constituyentes templados y, posiblemente, precipitados de microaleación dispersos en las variantes de mayor resistencia. - El S250GD generalmente presenta una matriz ferrítica más dúctil con menos precipitados de refuerzo. - El S280GD puede obtener mayor resistencia a través de un tamaño de grano de ferrita más fino, una mayor densidad de estructuras de dislocación por trabajo en frío o precipitados de microaleación dispersos, producidos mediante recocido controlado o procesamiento termomecánico.

Respuesta al tratamiento térmico y al procesamiento Estos no son aceros templados y revenidos. Los procesos industriales estándar son el laminado en frío y el recocido; cualquier aumento de resistencia se logra mediante trabajo en frío y ciclos de recocido controlados o mediante microaleación y enfriamiento controlado. - La normalización no es un proceso de producción estándar para las láminas recubiertas; por lo tanto, el espectro de propiedades mecánicas alcanzables es más estrecho y depende más de los ciclos de trabajo en frío y recocido de bobinas que del tratamiento térmico clásico.

4. Propiedades mecánicas

Tabla: atributos mecánicos comparativos (cualitativos + rendimiento garantizado)

Propiedad	S250GD	S280GD
Límite elástico (mínimo garantizado)	250 MPa	280 MPa
Resistencia a la tracción	Moderado; adecuado para usos estructurales y de conformado	Superior a S250GD en la mayoría de los lotes; refleja la intención del grado
Alargamiento / Ductilidad	Generalmente mayor (mejor conformabilidad)	Ligeramente reducido en comparación con el S250GD a cambio de un mayor rendimiento.
Resistencia al impacto	Adecuado para aplicaciones a temperatura ambiente; depende del espesor y el procesamiento.	Similar, pero posiblemente más sensible al procesamiento y al contenido de microaleaciones.
Dureza	Más bajo, más fácil de formar	Ligeramente superior, correlacionándose con un mayor rendimiento.

Interpretación El S280GD presenta mayor resistencia a la tracción (mayor límite elástico mínimo), lo que permite secciones más delgadas o mayores tensiones admisibles para la misma geometría. Esto implica una ligera disminución de la ductilidad y la facilidad de conformado en comparación con el S250GD. Las propiedades de impacto dependen del espesor, el procesamiento y el contenido de microaleación, y deben verificarse en los certificados de materiales cuando la tenacidad a bajas temperaturas es fundamental.

5. Soldabilidad

Las consideraciones sobre la soldabilidad dependen del equivalente de carbono y la microaleación/templado. Dos índices empíricos comunes son útiles como guías cualitativas:

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

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 (cualitativa) - Ambos grados suelen tener bajo contenido de carbono y una aleación modesta, lo que produce valores relativamente bajos de CE_{IIW}$ y P_{cm}$ en comparación con los aceros templados y revenidos; esto generalmente da como resultado una buena soldabilidad con procesos de arco estándar. - La resistencia ligeramente superior del S280GD puede corresponder a una templabilidad marginalmente mayor (dependiendo de la química del molino y la microaleación), por lo que se deben aplicar controles de precalentamiento y entre pasadas al soldar secciones más gruesas o cuando los datos del molino indiquen equivalentes de carbono más altos. Utilice procedimientos de soldadura certificados y siga las recomendaciones del proveedor. Para estructuras soldadas críticas, obtenga el análisis químico real y verifique la soldabilidad mediante el cálculo CE o Pcm y la calificación del procedimiento correspondientes.

6. Corrosión y protección de superficies

• Tanto el S250GD como el S280GD son aceros revestidos (el sufijo “GD” indica un revestimiento galvanizado en caliente) y están diseñados para depender de la capa de zinc para la protección contra la corrosión en ambientes atmosféricos típicos.
• Dado que no se trata de aceros inoxidables, los índices de corrosión para aceros inoxidables (p. ej., PREN) no son aplicables. Para referencia:

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

pero PREN se aplica a las aleaciones de acero inoxidable y no es relevante para las chapas de acero al carbono galvanizado.

Orientación práctica - Los recubrimientos de zinc protegen mecánica y sacrificialmente; la especificación de la masa del recubrimiento (por ejemplo, recubrimientos Z según la norma EN) y el postprocesamiento (lacas, pasivantes) determina la vida útil. - Para entornos agresivos, especifique recubrimientos más gruesos, sistemas dúplex (zinc + pintura) o considere aleaciones resistentes a la corrosión.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Corte y cizallado: Ambos grados cortan y cizallan bien; el S250GD es ligeramente más fácil para las herramientas de corte debido a su menor resistencia/dureza.
• Doblado y embutición profunda: El acero S250GD permite, por lo general, dobleces más cerrados y embutidos más profundos debido a su mayor ductilidad. En el caso del S280GD, cabe esperar radios de curvatura mínimos ligeramente mayores y una posible recuperación elástica mayor. Siga siempre las instrucciones del fabricante de herramientas y realice pruebas al cambiar de S250GD a S280GD.
• Maquinabilidad: Ninguna de las dos calidades está optimizada para la rotura de viruta; la maquinabilidad es la típica de los aceros estructurales de baja aleación. La velocidad de corte y la vida útil de las herramientas se verán ligeramente afectadas por la resistencia de la calidad.
• Acabado superficial: La capa galvanizada complica algunos procesos de acabado (por ejemplo, el conformado con radios muy pequeños puede dañar los recubrimientos), por lo que se debe considerar la pintura/reparación posterior al proceso.

8. Aplicaciones típicas

S250GD (usos típicos)	S280GD (usos típicos)
Cubiertas, revestimientos, canalones y paneles de fachada ligeros para viviendas donde se prioriza el encofrado y las cargas son moderadas.	Perfiles estructurales conformados en frío, correas, revestimientos y cubiertas de resistencia media donde se requiere una mayor capacidad de carga o un espesor reducido.
Paneles y componentes interiores de automóviles donde se requiere una alta conformabilidad	Aplicaciones donde una resistencia ligeramente mayor permite calibres más delgados para ahorrar peso
Fabricación general y elementos estructurales no críticos	Elementos estructurales ligeros y aplicaciones que requieren mayor rendimiento con protección galvánica mantenida.

Justificación de la selección - Elija S250GD cuando la máxima conformabilidad, la facilidad de fabricación y la rentabilidad para condiciones de servicio estándar sean prioridades. - Elija S280GD cuando una mayor resistencia a la fluencia pueda reducir el espesor de la sección o cumplir con cargas de diseño más elevadas, aceptando una conformabilidad algo reducida y un coste de material potencialmente mayor.

9. Costo y disponibilidad

• Disponibilidad: Ambos grados se producen ampliamente en las principales acerías de acero plano y suelen estar disponibles en bobinas y láminas con diversos espesores de recubrimiento de zinc. La disponibilidad regional puede variar; los plazos de entrega tienden a ser cortos para recubrimientos y espesores estándar.
• Coste relativo: El precio del S280GD suele ser ligeramente superior al del S250GD debido al control del proceso y, en algunos casos, a la microaleación necesaria para obtener un mayor rendimiento. Sin embargo, el coste por estructura puede ser menor si los diseñadores aprovechan el mayor rendimiento para reducir el espesor del material.

10. Resumen y recomendación

Tabla: comparación rápida

Criterio	S250GD	S280GD
soldabilidad	Muy buena (excelente conformabilidad, permite soldar)	Muy bueno, pero puede requerir más atención en secciones más gruesas si están microaleadas.
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Buena ductilidad con resistencia adecuada	Mayor límite elástico; ductilidad ligeramente reducida en muchos lotes.
Costo relativo	Más bajo	Más alto

Conclusión y orientación - Elija S250GD si: su proyecto prioriza el conformado, los radios de curvatura ajustados y el menor costo de material posible que sea compatible con la capacidad de carga requerida; cuando la soldadura es frecuente y se requiere una ductilidad óptima. Elija S280GD si necesita un límite elástico garantizado superior para reducir el espesor de la sección o cumplir con requisitos de carga más exigentes, y puede aceptar una conformabilidad ligeramente reducida y un posible aumento de costes. Verifique el certificado de fábrica para conocer la composición química exacta, las características de tracción y cualquier adición de microaleaciones que pueda afectar a la soldadura o el conformado. Para aplicaciones críticas de soldadura o conformado en frío, realice una fabricación de prueba y consulte con el proveedor de acero sobre los parámetros de procesamiento y soldadura recomendados.

Siempre verifique el certificado de material específico y los datos del productor antes de la selección final; el nombre del grado nominal transmite un rendimiento mínimo garantizado, pero no todos los detalles de las aleaciones químicas, la clase de recubrimiento o la ruta de producción que influirán en la fabricación y el rendimiento en servicio.