Acero EH36: Propiedades y aplicaciones clave en la construcción naval

El acero EH36 es un grado de acero estructural de alta resistencia utilizado principalmente en la construcción naval y aplicaciones marinas. Clasificado como acero de aleación con bajo contenido de carbono, el EH36 forma parte de los grados de mayor resistencia de la norma ASTM A131, diseñada específicamente para la construcción naval. Los principales elementos de aleación del EH36 incluyen carbono, manganeso y silicio, que contribuyen a sus propiedades mecánicas y a su rendimiento general en entornos exigentes.

Descripción general completa

El acero EH36 es conocido por su excelente soldabilidad, alta resistencia y tenacidad, lo que lo hace ideal para la construcción de diversas estructuras marinas, como barcos, plataformas marinas y otras embarcaciones. Su bajo contenido de carbono mejora su ductilidad y tenacidad, mientras que la adición de manganeso mejora su templabilidad y resistencia.

Las características más significativas del acero EH36 incluyen:

• Alto límite elástico : EH36 exhibe un límite elástico de aproximadamente 355 MPa (51,5 ksi), lo que lo hace ideal para aplicaciones estructurales donde la alta resistencia es fundamental.
• Buena tenacidad : El acero mantiene su tenacidad incluso a bajas temperaturas, lo que es esencial para aplicaciones marinas expuestas a duras condiciones.
• Excelente soldabilidad : EH36 se puede soldar utilizando métodos convencionales, lo que permite la fabricación eficiente de estructuras complejas.

Ventajas y limitaciones

Ventajas:
- Alta relación resistencia-peso, lo que permite estructuras más ligeras sin comprometer la integridad.
- Excelente tenacidad y ductilidad, asegurando el rendimiento en condiciones extremas.
- Buena soldabilidad, facilitando la construcción de formas y diseños complejos.

Limitaciones:
- Resistencia a la corrosión limitada en comparación con los aceros inoxidables, lo que hace necesario el uso de recubrimientos protectores en entornos marinos.
- Potencial de fractura frágil a temperaturas muy bajas si no se procesa adecuadamente.

Históricamente, el EH36 ha desempeñado un papel importante en la industria de la construcción naval, particularmente durante el siglo XX, ya que los buques navales y comerciales requerían materiales que pudieran soportar los rigores del mar.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
ASTM	EH36	EE.UU	Norma para el acero de construcción naval
ES	S355G3	Europa	Equivalente más cercano con pequeñas diferencias de composición
JIS	SM490A	Japón	Resistencia similar pero diferentes elementos de aleación
ESTRUENDO	StE 355	Alemania	Grado comparable con ligeras variaciones en las propiedades.
ISO	1461	Internacional	Norma general para aceros estructurales

Las diferencias entre estos grados equivalentes pueden influir en la selección según los requisitos específicos de la aplicación, como la soldabilidad, la tenacidad y la resistencia a la corrosión. Por ejemplo, si bien el S355G3 ofrece una resistencia similar, su composición química puede variar en rendimiento en entornos específicos.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
C (Carbono)	0,14 - 0,20
Mn (manganeso)	1.00 - 1.60
Si (silicio)	0,10 - 0,50
P (Fósforo)	≤ 0,025
S (Azufre)	≤ 0,010
Al (aluminio)	0,015 - 0,060

La función principal de los elementos de aleación clave en EH36 incluye:
- Carbono : mejora la resistencia y la dureza, pero debe controlarse para mantener la ductilidad.
- Manganeso : Mejora la templabilidad y la resistencia a la tracción, crucial para la integridad estructural.
- Silicio : Actúa como desoxidante durante la fabricación del acero y contribuye a la resistencia.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Temperatura de prueba	Valor/rango típico (métrico)	Valor/rango típico (imperial)	Norma de referencia para el método de prueba
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Normalizado	Temperatura ambiente	355 MPa	51,5 ksi	ASTM E8
Resistencia máxima a la tracción	Normalizado	Temperatura ambiente	490 - 620 MPa	71 - 90 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Normalizado	Temperatura ambiente	20%	20%	ASTM E8
Reducción de área	Normalizado	Temperatura ambiente	40%	40%	ASTM E8
Dureza (Brinell)	Normalizado	Temperatura ambiente	150 - 190 HB	150 - 190 HB	ASTM E10
Resistencia al impacto (Charpy)	Normalizado	-20 °C (-4 °F)	27 J	20 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero EH36 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y tenacidad, particularmente en componentes estructurales sometidos a cargas dinámicas y condiciones ambientales adversas.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	7850 kg/m³	0,284 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	50 W/m·K	34,5 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,0000017 Ω·m	0,0000017 Ω·pulgada
Coeficiente de expansión térmica	Temperatura ambiente	11,0 x 10⁻⁶/K	6,1 x 10⁻⁶/°F

La importancia práctica de las propiedades físicas del EH36 incluye:
- Densidad : Afecta los cálculos de peso de las estructuras marinas, influyendo en el diseño y la estabilidad.
- Conductividad térmica : importante para la gestión del calor en aplicaciones de construcción naval, especialmente en las salas de máquinas.
- Capacidad calorífica específica : relevante para consideraciones de estrés térmico durante los procesos de soldadura y fabricación.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
Agua de mar	-	25 °C (77 °F)	Justo	Riesgo de corrosión por picaduras
cloruros	3 - 5	30°C (86°F)	Pobre	Susceptible al SCC
Ácido sulfúrico	10 - 20	20°C (68°F)	Pobre	No recomendado
Soluciones alcalinas	5 - 10	25 °C (77 °F)	Justo	Riesgo de corrosión localizada

El acero EH36 presenta una resistencia moderada a la corrosión, especialmente en entornos marinos. Es susceptible a la corrosión por picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) cuando se expone a cloruros, por lo que los recubrimientos protectores son esenciales para una larga durabilidad. En comparación con aceros inoxidables como el AISI 316, la resistencia a la corrosión del EH36 es significativamente menor, lo que requiere una cuidadosa consideración en aplicaciones donde se prevé exposición a agentes corrosivos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	400°C	752°F	Adecuado para aplicaciones estructurales.
Temperatura máxima de servicio intermitente	450°C	842°F	Sólo exposición a corto plazo
Temperatura de escala	600°C	1112°F	Riesgo de oxidación más allá de esta temperatura
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	400°C	752°F	Comienza a degradarse a temperaturas elevadas.

A temperaturas elevadas, el acero EH36 mantiene su integridad estructural hasta aproximadamente 400 °C (752 °F). Sin embargo, por encima de esta temperatura, aumenta el riesgo de oxidación y pérdida de propiedades mecánicas. Por lo tanto, es crucial considerar estos límites al diseñar componentes que puedan estar expuestos a altas cargas térmicas.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
SMAW	E7018	Argón/CO2	Adecuado para secciones gruesas.
GMAW	ER70S-6	Argón/CO2	Bueno para secciones delgadas
FCAW	E71T-1	CO2	Altas tasas de deposición

El acero EH36 es altamente soldable, lo que lo hace apto para diversos procesos de soldadura, como la soldadura por arco metálico protegido (SMAW), la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) y la soldadura por arco con núcleo fundente (FCAW). Puede requerirse precalentamiento para evitar el agrietamiento, especialmente en secciones de mayor espesor. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar la tenacidad y aliviar las tensiones residuales.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero EH36	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	70	100	Maquinabilidad moderada
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Ajuste según las herramientas

El acero EH36 presenta una maquinabilidad moderada, que puede mejorarse con herramientas y condiciones de corte adecuadas. Se utilizan comúnmente herramientas de acero rápido (HSS), y se recomienda el uso de refrigerante para controlar el calor durante el mecanizado.

Formabilidad

El acero EH36 presenta una buena conformabilidad, lo que permite su uso tanto en frío como en caliente. El conformado en frío puede inducir endurecimiento por acritud, lo que puede requerir un tratamiento térmico posterior para restaurar la ductilidad. Se debe considerar el radio de curvatura mínimo durante la fabricación para evitar el agrietamiento.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Normalizando	900 - 950 / 1652 - 1742	1 - 2 horas	Aire	Refinar la estructura del grano
Temple	850 - 900 / 1562 - 1652	30 minutos	Agua/Aceite	Aumentar la dureza
Templado	500 - 650 / 932 - 1202	1 hora	Aire	Reducir la fragilidad

Los procesos de tratamiento térmico, como el normalizado, el temple y el revenido, son esenciales para optimizar las propiedades mecánicas del acero EH36. El normalizado refina la estructura del grano, mientras que el temple aumenta la dureza. El revenido es crucial para reducir la fragilidad y mejorar la tenacidad, especialmente en componentes sometidos a cargas dinámicas.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección
Construcción naval	Buques de carga	Alto límite elástico, tenacidad.	Integridad estructural bajo cargas dinámicas
Costa afuera	Plataformas petrolíferas	Resistencia a la corrosión, soldabilidad.	Durabilidad en entornos marinos hostiles
Ingeniería Marina	Submarinos	Tenacidad y resistencia a bajas temperaturas.	Rendimiento en condiciones extremas

Otras aplicaciones incluyen:
- Construcción de puentes
- Maquinaria pesada
- Componentes estructurales en edificaciones

El acero EH36 se elige para estas aplicaciones debido a su alta resistencia, tenacidad y soldabilidad, que son fundamentales para garantizar la seguridad y la confiabilidad en entornos exigentes.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero EH36	S355J2	A572 Grado 50	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alto límite elástico	Resistencia al rendimiento moderada	Alto límite elástico	El EH36 ofrece una tenacidad superior en comparación con el S355J2
Aspecto clave de la corrosión	Justo	Bien	Justo	S355J2 tiene mejor resistencia a la corrosión
Soldabilidad	Excelente	Bien	Bien	Todos los grados son soldables, pero se prefiere el EH36 para secciones más gruesas.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Bien	El S355J2 tiene mejor maquinabilidad
Formabilidad	Bien	Bien	Bien	Todos los grados son adecuados para el conformado.
Costo relativo aproximado	Moderado	Moderado	Moderado	El costo varía según las condiciones del mercado.
Disponibilidad típica	Común	Común	Común	Todos los grados están ampliamente disponibles.

Al seleccionar el acero EH36, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Si bien el EH36 ofrece excelentes propiedades mecánicas, su resistencia a la corrosión puede requerir medidas de protección en ciertos entornos. Además, su soldabilidad lo convierte en la opción preferida para estructuras complejas, aunque otros grados pueden ser más adecuados según las necesidades específicas del proyecto.

En resumen, el acero EH36 es un material versátil y robusto ideal para aplicaciones marinas y estructurales, con un equilibrio de resistencia, tenacidad y soldabilidad que satisface las demandas de la industria de la construcción naval.