Cómo especificar dureza y propiedades mecánicas en RFQ de acero

Valores de diseño, aceptación del producto y comprobaciones informativas

Antes de fijar un valor, determine qué decisión debe sustentar. Un mínimo de diseño puede proceder del cálculo del componente; un rango de una norma de producto puede servir para aceptar una barra suministrada; una inspección de recepción puede proteger el mecanizado; y una lectura informativa puede apoyar una investigación sin rechazar el material. Identifique la función de cada requisito para que un resultado válido responda a la cuestión de aceptación que pretende resolver el comprador.

Empiece por la identificación y el estado del material: grado y norma de producto, edición, forma del producto, sección pedida y sección determinante, estado de tratamiento térmico, proceso superficial y operaciones posteriores. La dureza depende de la composición, la microestructura, la respuesta de la sección, la preparación y el método de ensayo. Las propiedades de tracción dependen del material representado, la probeta, su orientación y las condiciones de ensayo. Ninguna de ellas debe copiarse de una ficha genérica de un grado y aplicarse a todos los diámetros o estados de suministro.

Aplique la jerarquía de las fuentes de requisitos de propiedades. El plano o el cuadro de materiales del proyecto establece los requisitos del componente; la norma de producto puede fijar valores para un grado, estado y sección determinados; la norma del método de ensayo explica cómo se obtiene el resultado; el plan de inspección define el muestreo y la liberación; y la orden de compra aceptada resuelve los conflictos y las desviaciones. ISO 6506-1, ISO 6507-1, ISO 6508-1 e ISO 6892-1 son normas de métodos de ensayo. No seleccionan el rango de aceptación del pedido de acero.

Fuentes:[1][2][3][4]

El método de ensayo se elige según el material, la sección y la finalidad

El ensayo Brinell utiliza una huella suficientemente grande para promediar una zona local más amplia que la habitual en los ensayos de microdureza y suele ser útil para el control de barras de acero en masa, sujeto a las reglas del método sobre probetas y espesor. Vickers cubre un amplio intervalo de fuerzas y permite mediciones localizadas o perfiles de dureza cuando se definen correctamente el procedimiento, la fuerza, la separación entre huellas, la superficie y la medición. Rockwell proporciona una escala directa basada en la profundidad, pero exige la escala, el penetrador, la fuerza, la superficie, el espesor, el apoyo y la separación adecuados. Compras no necesita repetir cada cláusula del método; sí debe identificar el método aplicable y las decisiones específicas del producto que corresponden al pedido.

No escriba HB, HV o HRC como simple adorno. Un resultado Brinell completo incluye la base aceptada de designación HBW; un requisito Vickers necesita la fuerza de ensayo HV y cualquier variación del tiempo de mantenimiento que exija el procedimiento; un requisito Rockwell necesita la escala, por ejemplo HRC solo cuando corresponda. El laboratorio debe aplicar el método vigente bajo control documental, mientras que la RFQ define el estado del material, la posición, el objetivo, el alcance del muestreo y el informe.

El ensayo de tracción determina propiedades que la dureza no puede sustituir directamente: límite elástico o límite elástico convencional, resistencia a la tracción, alargamiento y, a menudo, estricción cuando lo exige la especificación aplicable al producto. ISO 6892-1 define el ensayo de tracción a temperatura ambiente. ASTM A370 proporciona métodos y definiciones para los ensayos mecánicos de productos de acero conforme a especificaciones ASTM. Elija el método exigido por la especificación de producto aplicable; no pida al proveedor que certifique simultáneamente conforme a ambos solo porque ambos sean conocidos.

Utilice la matriz siguiente para hacer comparables las ofertas. Aquí no se ofrece un rango genérico de dureza del acero ni una tabla de conversión. Los valores de aceptación deben proceder del requisito aplicable de grado/estado/sección o del cuadro aprobado por el comprador.

Fuentes:[1][2][3][4][5][6]

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Preparación de superficie, ubicación, curvatura y sección

Una lectura de dureza es local. La cascarilla de óxido, la descarburación, los daños por rectificado, la rugosidad superficial, la curvatura, el espesor insuficiente, un apoyo deficiente, las huellas próximas, la temperatura y la preparación pueden sesgarla o invalidarla. La norma del método de ensayo regula la idoneidad técnica, mientras que la especificación de compra debe identificar la superficie de aceptación y su preparación. Indique si se elimina la cascarilla, cuánto material se permite retirar, si se requiere una corrección por superficie curva o un dispositivo de apoyo aprobado, y si la superficie ensayada permanece en el producto final.

Para las barras, defina la posición axial y radial. Los controles rutinarios de producción pueden hacerse a una distancia acordada del extremo y con una preparación superficial acordada, mientras que la cualificación puede requerir una sección transversal con puntos en la superficie, a mitad del radio y en el centro. Si un perfil de dureza controla la profundidad de capa endurecida o la respuesta al endurecimiento en toda la sección, proporcione un croquis, origen, separación, fuerza/escala, zonas de borde excluidas, número de perfiles, curva o puntos objetivo y tratamiento de un resultado atípico individual. No permita que el proveedor elija la posición más fácil después de ver el resultado.

La representatividad de las probetas de tracción requiere el mismo rigor. Vincule cada probeta con la colada, el producto, el diámetro, el lote de tratamiento térmico, la barra o prolongación para ensayos, la orientación y la posición radial/axial. Indique si la probeta es de sección completa o mecanizada y qué cláusula de norma/producto es aplicable. Si una sección de producción grande es crítica, ingeniería debe especificar la evidencia requerida del núcleo o de la sección, en vez de deducirla mediante una conversión de dureza superficial a resistencia a la tracción.

Para el ensayo Rockwell, NIST trata específicamente el apoyo de la probeta y la preparación superficial como fuentes de error de medición. Revise el dispositivo de sujeción y la zona preparada al interpretar una lectura HRC inesperada en una barra. Conserve junto con esa lectura el método, la posición y el estado del producto, y utilice la norma de ensayo exigida en el pedido para decidir si es válida. ^[8]

Fuentes:[1][2][3][4][5]

Lote, frecuencia, redondeo, repetición de ensayos e informe

La redacción del muestreo debe vincular la frecuencia de ensayo con el proceso que puede variar. Defina el lote por colada, diámetro o sección, estado de suministro y carga de tratamiento térmico o campaña de horno continuo, según corresponda al proceso del producto. «Un ensayo por envío» puede ocultar varias coladas y lotes térmicos. Sin embargo, ensayar cada barra puede añadir coste sin mejorar la decisión si la propiedad se ha verificado en un lote debidamente controlado. Pida a calidad e ingeniería que elijan la unidad de lote antes de solicitar ofertas.

Especifique cómo se evalúan los resultados. Indique si cada lectura debe estar dentro del rango, si se admite un promedio, cómo se redondean los resultados según el método o la norma de producto aplicable y qué ocurre tras un resultado no conforme. Repetir el ensayo, volver a tomar muestras, repetir el tratamiento térmico, clasificar el material, aceptar por concesión, rechazar e informar son actuaciones distintas. No permita que el proveedor invente la regla después del ensayo. Toda concesión debe identificar la colada, el lote o la barra afectados y recibir la aprobación requerida del comprador o del cliente.

ISO 10474 define los tipos de documentos de inspección, pero el pedido debe enumerar su contenido. Cuando el resultado sea importante, exija valores reales en vez de un simple «conforme»: método y escala; posición de la probeta o de la huella; estado del material; identificación de colada y lote; lecturas individuales cuando se requieran; promedios solo si están autorizados; datos y resultados de las probetas de tracción; evidencia sobre equipos o laboratorio cuando se especifique; desviaciones y repeticiones de ensayos; y enlaces a informes separados. Haga coincidir el marcado de paquetes o piezas con el certificado y la lista de empaque.

El ejemplo de MTC de 42CrMoA de JOTAIN, con datos ocultados, registra 288, 288 y 289 en la columna HB. Transcríbalos como lecturas individuales y conserve la designación HB. Los rangos de aceptación proceden del cuadro aprobado de requisitos de propiedades; un perfil desde la superficie hasta el núcleo necesita posiciones de ensayo. Solicite la designación completa del ensayo, las posiciones de muestreo y la identificación del lote en el informe completo antes de comparar los resultados con el requisito del pedido.

La revisión documental previa no equivale necesariamente a la liberación. Si el comprador requiere un punto de espera, indique el plazo de presentación, el responsable de la revisión, el tiempo de respuesta permitido, el cierre de observaciones y no conformidades y quién debe autorizar el envío por escrito. Para inspecciones de terceros, defina los puntos de presencia y el preaviso. Estos controles evitan que un certificado técnicamente detallado llegue cuando el material ya está en tránsito.

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Una partida de RFQ completa

Utilice un único cuadro obligatorio de requisitos de propiedades y pida a los proveedores que indiquen «cumple», «desviación» o «no aplica» en cada línea. La oferta debe indicar la edición exacta del método de ensayo, el plan de muestreo propuesto, el estado del material, la posición, los informes incluidos, los ensayos subcontratados, las exclusiones y cualquier efecto sobre el precio o el plazo de entrega. Si un proveedor propone otra escala de dureza, frecuencia de muestreo o modalidad de certificado, exija una comparación técnica y la aprobación escrita del comprador antes de la fabricación.

El ejemplo siguiente mantiene los valores objetivo entre corchetes porque los valores correctos deben proceder de la norma de producto, el plano o el cuadro de requisitos del proyecto aprobados. Durante la preparación de la RFQ es más seguro dejar claramente pendiente un dato de ingeniería que pegar un valor típico de internet en un pedido. Una vez aprobado, retire los corchetes y fije la revisión y el estado de las desviaciones.

Al revisar las ofertas, rechace expresiones ambiguas como «dureza estándar», «alta resistencia», «según la práctica de la acería» o «MTC incluido», salvo que la oferta las vincule al método, valor, lote, muestreo y evidencia solicitados. Compruebe que el certificado identificará la misma colada, estado y sección que el material enviado.

Artículo: Barras redondas de acero aleado tratadas térmicamente para [componente / revisión del plano], Ø[diámetro] × [longitud], [cantidad]
Material: [grado] conforme a [norma de producto/material y edición]; no se permiten designaciones equivalentes sin aprobar ni sustituir propiedades entre normas
Estado de suministro: [estado térmico] y [superficie laminada en caliente / descortezada / rectificada / mecanizada]; sección determinante [definición]; el proveedor debe declarar la secuencia de tratamiento térmico y enderezado
Dureza: [HBW / fuerza de ensayo HV / escala HR] [rango aprobado], método [ISO 6506-1:2014 / ISO 6507-1:2023 / ISO 6508-1:2023], preparación [indicar], posiciones [croquis], [lecturas] por [lote de tratamiento térmico], regla de aceptación individual/promedio y repetición de ensayos [indicar]
Tracción: [Rp0.2, Rm, A, Z según corresponda] conforme a [ISO 6892-1:2019 o ASTM A370-26 únicamente según lo exija la especificación de producto aplicable]; geometría, orientación y posición radial/axial de la probeta, sección representada y lote según el cuadro adjunto de requisitos
Muestreo: Lote = [colada + diámetro + estado + carga de horno]; [frecuencia]; no agrupar coladas o lotes térmicos sin vínculo trazable; tratamiento de no conformidades y repetición de ensayos según [cláusula]
Inspección: Dimensiones, rectitud, superficie y marcado, además de los ensayos de dureza/propiedades mecánicas del pedido; puntos de inspección con presencia de terceros o puntos de espera [indicar si se requieren]
Certificado: Tipo ISO 10474 [indicar tipo], con resultados individuales reales/promedios aprobados, métodos, posiciones de probetas/huellas, trazabilidad de colada, lote de proceso y barra/paquete, repeticiones de ensayos, desviaciones e informes vinculados
Respuesta del proveedor: Indicar métodos, posiciones y frecuencia propuestos, trabajos incluidos/subcontratados, exclusiones, efectos sobre el precio y el plazo, y todas las desviaciones
Embalaje / destino: [conservación, apoyos, masa del paquete, puerto, Incoterm]

Fuentes:[1][2][3][4][5][6]