ASTM A500 especifica quatre graus d'acer primaris per a seccions buides: A, B, C i D. Cada grau està dissenyat per complir diferents requisits estructurals a causa de les variacions en la seva composició química, propietats mecàniques i aplicacions. Aquí teniu una descripció detallada però concisa de cada grau i les seves diferències.
Composició química
| Diferències de composició química (%) entre ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C ,GR.D | ||||
| GR.A | GR.B | GR.C | GR.D | |
| Carboni (C) | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,26% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,26% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,23% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,26% |
| per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,30% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,30% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,27% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,30% | |
| Manganès (Mn) | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 1,35% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 1,35% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 1,35% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 1,35% |
| per a l'anàlisi del producte Inferior o igual a 1,40% | per a l'anàlisi del producte Inferior o igual a 1,40% | per a l'anàlisi del producte Inferior o igual a 1,40% | per a l'anàlisi del producte Inferior o igual a 1,40% | |
| Fòsfor (P) | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% |
| per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | |
| Sofre (S) | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% | per a l'anàlisi de calor Inferior o igual a 0,035% |
| per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | per a l'anàlisi del producte Menys o igual a 0,045% | |
| Coure (Cu) | per a l'anàlisi de calor Superior o igual a 0,20% | per a l'anàlisi de calor Superior o igual a 0,20% | per a l'anàlisi de calor Superior o igual a 0,20% | per a l'anàlisi de calor Superior o igual a 0,20% |
| per a l'anàlisi del producte Major o igual a 0,18% | per a l'anàlisi del producte Major o igual a 0,18% | per a l'anàlisi del producte Major o igual a 0,18% | per a l'anàlisi del producte Major o igual a 0,18% | |
La diferència d'elements químics primaris entre ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C i GR.D rau en el contingut de carboni. Aquestes diferències en la composició química afecten directament les propietats mecàniques i els camps d'aplicació de l'acer.
- GR.C tenint elcontingut de carboni més baix, que pot contribuirmillor soldadurapropietats a causa del risc reduït d'esquerdes durant el procés de soldadura.
- Altres elements com ara el manganès, el fòsfor i el sofre són consistents en tots els graus.
- El contingut de coure també és consistent quan s'especifica com a acer de coure en tots els graus.
Propietats mecàniques (tubs estructurals rodons)
Resistència a la tracció
- Grau A: 45,000 psi (310 MPa)
- Grau B: 58,000 psi (400 MPa)
- Grau C: 62,000 psi (425 MPa)
- Grau D: 58,000 psi (400 MPa)
Límit de rendiment
- Grau A: 33,000 psi (230 MPa)
- Grau B: 42,000 psi (290 MPa)
- Grau C: 46,000 psi (315 MPa)
- Grau D: 36,000 psi (250 MPa)
Elongació (2")
- Grau A: 25%
- Grau B: 23%
- Grau C: 21%
- Grau D: 23%
Propietats mecàniques (tubs estructurals en forma)
Resistència a la tracció
- Grau A: 45,000 psi (310 MPa)
- Grau B: 58,000 psi (400 MPa)
- Grau C: 62,000 psi (425 MPa)
- Grau D: 58,000 psi (400 MPa)
Límit de rendiment
- Grau A: 39,000 psi (270 MPa)
- Grau B: 46,000 psi (315 MPa)
- Grau C: 50,000 psi (345 MPa)
- Grau D: 36,000 psi (250 MPa)
Elongació (2")
- Grau A: 25%
- Grau B: 23%
- Grau C: 21%
- Grau D: 23%
- GR.A téel resistència a la tracció i elàstic més baixesperòl'allargament més alt, cosa que suggereix una millor ductilitat però menys resistència en comparació amb els altres graus.
- GR.B i GR.D tenen una resistència a la tracció i un allargament similars, però difereixen en el límit elàstic, amb GR.B que ofereix una resistència més alta que GR.D.
- GR.C té el límit elàstic més alt però el menor allargament, cosa que indica un compromís entre resistència i ductilitat.
En resum, les diferències de propietats mecàniques entre ASTM A500 GR.A, GR.B, GR.C i GR.D es troben principalment en el seu límit elàstic i allargament. GR.C té el límit elàstic més alt però el menor allargament, cosa que indica un compromís entre resistència i ductilitat. GR.A té els límits de tracció i de fluència més baixos però el major allargament, cosa que suggereix una millor ductilitat però menys resistència en comparació amb les altres graus. GR.B i GR.D tenen resistències a la tracció similars, però difereixen en la resistència elàstica i l'allargament, amb GR.B que ofereix una major resistència i ductilitat que GR.D. Aquestes variacions en les propietats mecàniques permeten la selecció del grau adequat en funció dels requisits específics de l'aplicació estructural.
Aplicacions
Les seccions buides ASTM A500 es seleccionen en funció dels requisits específics de l'aplicació estructural. El grau A s'utilitza per a finalitats generals amb necessitats de resistència més baixes, el grau B per a aplicacions de resistència moderada, el grau C per a exigències d'alta resistència i el grau D per a les aplicacions estructurals més exigents que requereixen la màxima resistència i fiabilitat. Aquests graus garanteixen que les seccions buides ASTM A500 puguin satisfer una àmplia gamma de necessitats d'enginyeria i construcció, des d'estructures simples fins a projectes complexos i resistents.
El grau D requereix un tractament tèrmic a una temperatura d'almenys 1100 graus F (590 graus) durant més d'una hora per polzada de gruix. Aquest procés de tractament tèrmic millora les propietats mecàniques de l'acer, especialment el seu límit elàstic, el que el fa adequat per a aplicacions on es requereixen una gran resistència i durabilitat després de l'exposició a altes temperatures o càrregues pesades. El tractament tèrmic també ajuda a reduir les tensions residuals del procés de fabricació, cosa que pot millorar el rendiment global de l'acer i la resistència a la fatiga.
Grau A
El grau A, amb el seu menor rendiment i resistència a la tracció, és adequat per a propòsits estructurals generals on una resistència moderada és adequada. S'utilitza amb freqüència en components estructurals no crítics que no requereixen una gran resistència però necessiten mantenir la integritat estructural, com ara marcs d'edificis i projectes d'infraestructura lleugera.
Grau B
El grau B s'utilitza habitualment en molts projectes de construcció perquè equilibra la formabilitat i la resistència de manera eficaç. Amb una resistència a la tracció mínima de 58,000 psi, aquest grau proporciona un rendiment fiable per a una varietat d'usos estructurals, inclosos els marcs d'edificis i la construcció de ponts .
Grau C
Amb una resistència més alta que els graus A i B, el grau C és ideal quan es necessita més capacitat de càrrega. S'utilitza en aplicacions resistents, com ara equipaments industrials, bastidors de maquinària pesada i bastidors d'emmagatzematge, on la seva elevada resistència a la fluència de 50,000 psi és beneficiosa.
Grau D
Com el grau més fort de l'estàndard A500. El grau D, tot i que no té la resistència a la tracció més alta, es beneficia d'un procés de tractament tèrmic obligatori que millora la seva resistència i el fa adequat per a aplicacions exigents com els components crítics de càrrega en equips de construcció i industrials.
En conclusió, la selecció de graus de secció buida ASTM A500 s'adapta a les demandes específiques de diverses aplicacions estructurals. El grau A s'adapta a propòsits generals amb necessitats de resistència més baixes, el grau B s'adreça a aplicacions de força moderada, el grau C s'escull per a requisits d'alta resistència i el grau D s'utilitza per a les aplicacions estructurals més exigents. Aquesta gamma de graus garanteix que les seccions buides ASTM A500 puguin adaptar-se a una àmplia gamma de necessitats d'enginyeria i construcció, des d'estructures simples fins a projectes complexos i resistents.
