SGCC frente a SGCD1: Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Las láminas de acero galvanizado SGCC y SGCD1 son dos calidades comunes que se utilizan en las industrias automotriz, de electrodomésticos, de la construcción y de fabricación en general. Al elegir entre ellas, los ingenieros y los responsables de compras suelen sopesar la protección contra la corrosión y el costo frente a la conformabilidad y la resistencia en servicio. Algunos ejemplos de decisiones son: elegir una lámina galvanizada de menor costo y uso general para paneles no críticos (SGCC) o seleccionar una lámina recubierta apta para embutición profunda para operaciones complejas de conformado y estirado (SGCD1).

La principal diferencia práctica entre SGCC y SGCD1 radica en su composición química y el proceso de fabricación: SGCD1 está formulado y procesado para una mayor conformabilidad en frío (menor contenido de carbono efectivo y control más estricto de impurezas/microaleaciones), mientras que SGCC es un producto galvanizado de calidad comercial general con una composición y propiedades optimizadas para un uso amplio y económico. Dado que ambos son productos galvanizados destinados a aplicaciones similares, las comparaciones directas suelen centrarse en las diferencias, derivadas de la composición, en la conformabilidad, la templabilidad, la soldabilidad y las propiedades mecánicas finales.

1. Normas y designaciones

• JIS (Japón): SGCC y SGCD1 son designaciones JIS para chapa y fleje de acero galvanizado en caliente. Aparecen en la norma JIS G3302 (chapa y fleje de acero galvanizado en caliente) y en normas JIS relacionadas con aceros base laminados en frío (por ejemplo, JIS G3141 para acero al carbono reducido en frío).
• EN (Europa): Las categorías DX51D / DX53D / DX54D para chapa de acero galvanizado (familia EN 10346 / EN 10142 / EN 10152) cumplen funciones equivalentes; la asignación de grados específicos depende de los requisitos mecánicos y de superficie más que de una nomenclatura idéntica.
• ASTM/ASME: ASTM no utiliza nombres SGCC/SGCD; los materiales comparables serían aceros laminados en frío de calidad comercial y de calidad para embutición profunda que posteriormente se galvanizan para cumplir con las familias ASTM A653 (lámina de acero recubierta de zinc (galvanizada)) o A527.
• GB (China): Las normas GB/T utilizan códigos de grado diferentes (por ejemplo, SGCC también aparece en algunas normas chinas traducidas). Verifique las equivalencias con las normas locales.

Clasificación: tanto el SGCC como el SGCD1 son aceros al carbono (de bajo carbono) (no inoxidables, aleados ni HSLA). El SGCD1 es un acero galvanizado de bajo carbono de calidad para embutición, diseñado para una excelente conformabilidad; el SGCC es un acero galvanizado de calidad comercial.

2. Composición química y estrategia de aleación

La siguiente tabla proporciona rangos de composición indicativos (en % peso). Estos son rangos representativos típicos para grados comerciales y de dibujo estilo JIS; las especificaciones reales de fábrica y los límites estándar deben verificarse en los certificados de prueba de fábrica.

Elemento	SGCC (rango típico, % en peso)	SGCD1 (rango típico, % en peso)
do	0,02 – 0,12	0,02 – 0,10 (objetivo inferior para la conformabilidad)
Minnesota	0,10 – 0,60	0,10 – 0,60
Si	0,02 – 0,30	≤ 0,10 (valor bajo para mejorar la superficie y la capacidad de dibujo)
PAG	≤ 0,05 (controlado)	≤ 0,03 – 0,05 (un control más estricto es deseable)
S	≤ 0,05 (reducido)	≤ 0,02 – 0,03 (preferiblemente menor)
Cr	Normalmente < 0,10	Normalmente < 0,05
Ni	Normalmente < 0,10	Normalmente < 0,05
Mes	Normalmente < 0,05	Normalmente < 0,03
V, Nb, Ti	Ausente o casi inexistente	Generalmente ausente; la microaleación es poco común.
B	Rastrear si está presente	Rastrear si está presente
norte	Rastro	Rastro

Cómo afecta la aleación a las propiedades: - Carbono: Principal determinante de la resistencia y la templabilidad. Un menor contenido de carbono mejora la ductilidad y la capacidad de estiramiento/conformación (ventaja para SGCD1). Un mayor contenido de carbono aumenta la resistencia, pero reduce la capacidad de embutición profunda. - Manganeso y silicio: Se añaden para aumentar la resistencia y controlar la desoxidación. Un exceso de Si/Mn puede afectar negativamente la adhesión y la formación del recubrimiento; la norma SGCD1 suele especificar un menor contenido de Si. - Fósforo/azufre: Impurezas que pueden fragilizar los límites de grano y reducir la ductilidad; las calidades de embutición imponen límites más estrictos o utilizan procesos adicionales para controlarlas. - Microaleación (V, Nb, Ti): Generalmente no se utiliza en estos grados galvanizados comerciales; su presencia aumentaría la resistencia y la templabilidad, pero puede comprometer la capacidad de embutición profunda.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructuras típicas: - Tanto el SGCC como el SGCD1, en sus formas laminadas en frío y recocidas tal como se suministran, son mayoritariamente ferríticos con una matriz de ferrita de grano fino y pequeñas cantidades de perlita o bandas de fases intersticiales dependiendo del procesamiento. - El SGCD1 se somete a un proceso de recocido destinado a minimizar la formación de bandas, promover una microestructura uniforme y un tamaño de grano fino para maximizar la conformabilidad.

Respuesta al tratamiento térmico: Se trata de aceros de bajo carbono no diseñados para el endurecimiento por temple y revenido. Los procesos típicos consisten en una reducción en frío seguida de un recocido continuo o un recocido por lotes (recocido de recristalización). El normalizado o el temple y revenido no se aplican comúnmente a estas calidades; el procesamiento térmico solo altera ligeramente la resistencia y la ductilidad. El procesamiento termomecánico en la planta de laminación (laminación controlada seguida de recocido) puede refinar el tamaño de grano y mejorar el equilibrio entre resistencia y ductilidad. - El SGCD1 se beneficia de ciclos de recocido más controlados (por ejemplo, nivelación de tensión y recocido de recristalización) para garantizar una excelente calidad de superficie y un comportamiento consistente de la brida de estiramiento.

4. Propiedades mecánicas

La tabla siguiente resume los rangos típicos de propiedades mecánicas para láminas galvanizadas SGCC y SGCD1 disponibles comercialmente. Los valores dependen en gran medida del espesor, la reducción por laminación en frío y el programa de recocido; estos son solo indicativos.

Propiedad	SGCC (típico)	SGCD1 (típico)
Resistencia a la tracción (MPa)	~270 – 410	~260 – 410 (límite superior similar)
Límite elástico (0,2% de deformación, MPa)	~205 – 350	~170 – 300 (menor rendimiento para extracción profunda)
Alargamiento (%)	~20 – 40	~28 – 45 (mayor ductilidad para el estirado)
resistencia al impacto	De uso general; moderado	Comparable o ligeramente mejorado debido a un recocido refinado.
Dureza (HB o HV)	Bajo a moderado	Normalmente más bajas o similares, optimizadas para la formación

Interpretación: - El SGCD1 está optimizado para reducir la resistencia a la fluencia efectiva y aumentar la elongación para permitir el embutido profundo y el estirado sin agrietamiento; las resistencias últimas a la tracción pueden ser similares a las del SGCC dependiendo del temple. - El SGCC es un acero de grado general rentable con rangos mecánicos más amplios y menos controlados, adecuado donde no se requiere una conformabilidad extrema.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de los aceros galvanizados de bajo carbono es generalmente buena, pero el recubrimiento y la composición influyen en la práctica.

Factores clave: - El contenido de carbono y la templabilidad influyen en la susceptibilidad al agrietamiento en frío: un menor contenido de carbono y una menor templabilidad efectiva mejoran la soldabilidad y reducen los requisitos de precalentamiento. - El recubrimiento residual (zinc) produce humos y puede provocar intermetálicos quebradizos en el pie de la soldadura si no se controla; se necesitan procedimientos de soldadura adecuados (eliminar el recubrimiento en las soldaduras, utilizar ventilación adecuada y metales de aporte).

Fórmulas útiles de equivalencia de carbono para evaluar la sensibilidad al agrietamiento: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - PCM internacional: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa (sin cálculos numéricos): - Ambos grados generalmente producen valores bajos de $CE_{IIW}$ y $P_{cm}$ porque son aceros de bajo carbono y baja aleación, por lo que son fácilmente soldables con procesos de soldadura comunes. - El SGCD1, con su control más estricto del carbono, Si y P/S, puede presentar una resistencia ligeramente mejor al agrietamiento en frío en juntas de soldadura restringidas en comparación con el SGCC. - El recubrimiento galvanizado requiere preparación de la superficie: eliminar el zinc de la zona de soldadura o adoptar controles de proceso para mitigar el vapor de zinc y la porosidad.

6. Corrosión y protección de superficies

• Ni el SGCC ni el SGCD1 son inoxidables; ambos dependen de un recubrimiento de zinc (galvanizado en caliente) para su protección contra la corrosión. El recubrimiento proporciona una protección catódica y actúa como barrera.
• Opciones típicas de protección y acabado de superficies:
• La galvanización en caliente (como lo indica su nombre) proporciona una sólida resistencia a la corrosión atmosférica.
• Postratamiento: se puede aplicar pasivación, recubrimientos de conversión sin cromatos, pintura o recubrimiento de bobinas para prolongar la vida útil y mejorar la estética.
• El PREN (número equivalente de resistencia a la corrosión por picaduras) solo es relevante para las aleaciones inoxidables y no es aplicable a SGCC/SGCD1 porque no son aceros inoxidables: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Nota práctica: Las operaciones de embutición profunda (SGCD1) requieren un control cuidadoso de la adhesión del recubrimiento y de los lubricantes para evitar que el recubrimiento se desprenda o agriete en procesos de conformado severos; algunos fabricantes suministran variantes galvanneal o electrogalvanizadas tratadas específicamente para lograr compatibilidad con pintura/conformado.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Conformabilidad: El SGCD1 está diseñado para embutición profunda y conformado complejo; su mayor elongación total, menor límite elástico y óxidos superficiales optimizados permiten embutición prolongada y rebordeado por estiramiento. El SGCC ofrece un buen rendimiento para doblado y conformado ligero, pero no está optimizado para embutición severa.
• Corte y cizallado: Ambos grados se comportan de forma similar en el troquelado, el cizallado y el corte por láser. El recubrimiento de zinc puede afectar la formación de rebabas y el desgaste de la herramienta; es posible que las herramientas requieran un mantenimiento más frecuente para los aceros recubiertos.
• Maquinabilidad: Se trata de aceros de bajo carbono con buena maquinabilidad en general; el recubrimiento y los espesores reducidos son más relevantes que el acero base para las operaciones de mecanizado. Los fluidos de corte deben ser compatibles con virutas contaminadas con zinc.
• Acabado: La adherencia de la pintura suele ser buena tras un pretratamiento adecuado. Es común aplicar recubrimientos en bobina y capas de acabado polimérico; sin embargo, la conformabilidad del producto recubierto debe validarse según la norma SGCD1 para evitar la fractura del recubrimiento.

8. Aplicaciones típicas

SGCC (usos comunes)	SGCD1 (usos comunes)
Revestimiento de edificios, paneles de techo, canalones, conductos de climatización	Paneles interiores de automóviles, paneles exteriores de carrocería con características de embutición profunda
Paneles para gabinetes de electrodomésticos donde no se requiere un conformado extenso	Componentes de electrodomésticos de formas complejas (por ejemplo, carcasas de tambor) que requieren conformado por estiramiento
Fabricación general, estanterías, marcos para letreros	Cajas eléctricas con detalles embutidos; piezas estampadas con radio reducido
Perfiles estructurales ligeros donde el bajo coste es primordial.	Componentes que requieren alta continuidad superficial después del formado

Justificación de la selección: - Elija SGCC cuando el costo, la disponibilidad inmediata de existencias y la protección general contra la corrosión sean las principales preocupaciones y las piezas no requieran un conformado severo. - Elija SGCD1 cuando se requiera embutición profunda, conformado por estiramiento o estampado complejo y donde minimizar la fractura y lograr una superficie uniforme después del conformado sean fundamentales.

9. Costo y disponibilidad

• Coste: El SGCC suele ser la opción más económica debido a que su composición química y sus tolerancias de procesamiento son más amplias. El SGCD1 tiene un precio ligeramente superior debido a un control de proceso más estricto y a un recocido optimizado para la capacidad de embutición.
• Disponibilidad: Ambos grados están ampliamente disponibles en bobinas y láminas en las principales acerías. El SGCC, como producto galvanizado de uso general, suele estar en stock en diversas combinaciones de calibre y espesor; el SGCD1 puede tener menor disponibilidad en algunas regiones y generalmente se obtiene bajo pedido con condiciones específicas de temple y recocido.
• Formatos del producto: bobinas, láminas cortadas a medida, bobinas hendidas y variantes prepintadas/recubiertas en bobina.

10. Resumen y recomendación

Tabla resumen (cualitativa)

Atributo	SGCC	SGCD1
soldabilidad	Buenas prácticas estándar para el acero galvanizado	Ligeramente mejor debido a su menor contenido de carbono e impurezas.
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Moderado; de uso general	Ajustado para una mayor ductilidad y un menor límite elástico (mejor conformabilidad).
Costo	Menor (económico)	Ligeramente superior (prima por conformabilidad)

Recomendaciones: - Elija SGCC si necesita una chapa galvanizada de uso general y rentable para piezas que requieren un conformado moderado, una fuerte protección contra la corrosión y una amplia disponibilidad (por ejemplo, techos, conductos, paneles básicos). - Elija SGCD1 si su aplicación requiere embutición profunda, conformado por estiramiento significativo, excelente calidad de superficie después de un conformado severo, o donde minimizar el agrietamiento de bordes y bridas es fundamental (por ejemplo, paneles interiores de automóviles, piezas estampadas complejas para electrodomésticos).

Nota práctica final: SGCC y SGCD1 son aceros galvanizados muy similares. La elección correcta depende principalmente de la severidad del conformado requerida y de los acabados superficiales/de pintura esperados. Siempre verifique el certificado de ensayo de fábrica y tome muestras de los componentes clave donde se requiera un conformado severo o soldadura crítica.