El grado o la clase de propiedad de un perno identifica propiedades mecánicas especificadas; no determina la carga de trabajo de toda la unión. Los pernos hexagonales SAE J429 suelen llevar tres líneas radiales para el Grado 5 y seis para el Grado 8. En los pernos métricos, es habitual encontrar números como 8.8, 10.9 o 12.9.

Al sustituir un perno, conviene verificar en conjunto el grado, la rosca y el acabado. Un perno que encaja en el orificio puede seguir siendo inadecuado para la unión. Las marcas de la cabeza permiten identificar el sistema de resistencia; el color y la forma de la cabeza no lo hacen.

Para distinguir entre familias de elementos de fijación, consulte nuestra guía sobre pernos y tornillos. Este artículo se centra en los requisitos de resistencia y en su identificación.

Cómo identificar las marcas habituales en la cabeza de pernos hexagonales SAE

En estos patrones habituales de cabeza hexagonal SAE, el grado se obtiene sumando dos al número de líneas radiales de grado. El identificador del fabricante debe leerse por separado. Si la corrosión o los daños ocultan el marcado, confirme el grado mediante documentación trazable y no por aproximación.

El grado, la clase de propiedad y el material son especificaciones distintas

SAE J429 aplica a elementos de fijación de acero de serie en pulgadas específicos. ISO 898-1 aplica a pernos, tornillos y espárragos métricos específicos de acero al carbono y acero aleado. El grado o la clase de propiedad, el material, el recubrimiento y la geometría del producto son partes independientes de una especificación completa del elemento de fijación.

Tabla de grados de pernos SAE: Grados 2, 5 y 8

Los valores siguientes se expresan en ksi (1 ksi = 1.000 psi). Este resumen abarca grados y rangos de diámetro seleccionados de SAE J429.

*Para diámetros de Grado 2 de 1/4 a 3/4 in, los valores superiores se aplican a pernos y tornillos de 6 in de longitud o menos, y a espárragos de cualquier longitud. Los pernos y tornillos más largos utilizan los requisitos mecánicos inferiores del Grado 1: 33 ksi de tensión de prueba, 36 ksi de límite elástico mínimo y 60 ksi de resistencia a la tracción mínima.

Referencia: SAE J429_201405, Tabla 1, requisitos mecánicos seleccionados. Las condiciones de diámetro y longitud del Grado 2 indicadas arriba forman parte del resumen; se omiten otros grados, ensayos y requisitos.

Los Grados 5 y 8 especifican elementos de fijación sometidos a tratamiento térmico. Sus requisitos de material y procesamiento proceden de SAE J429; el nombre de una aleación de acero por sí solo no demuestra conformidad con el grado.

LILY lista tornillos de cabeza hexagonal de acero Grado 5 y Tornillos de cabeza hexagonal de acero de grado 8 por separado. Compare la especificación requerida, así como el diámetro y la longitud.

Tabla de resistencia de pernos métricos: 8.8, 10.9 y 12.9

Los valores siguientes se expresan en MPa (1 MPa = 1 N/mm²). La norma ISO 898-1:2013 abarca roscas métricas gruesas M1.6–M39 y combinaciones de paso fino especificadas desde M8 × 1 hasta M39 × 3. Para las clases indicadas, Rp0.2 es la tensión correspondiente a una elongación permanente del 0.2 %. No coincide con la tensión utilizada en el ensayo de carga de prueba.

Referencia: ISO 898-1:2013, Tabla 3, propiedades seleccionadas. Aquí, d es el diámetro nominal de la rosca. Los requisitos de la clase 8.8 cambian por encima de 16 mm; también aplican las combinaciones de diámetro y paso especificadas, así como la capacidad de carga del producto.

Algunos elementos de fijación de cabeza baja y avellanada presentan una capacidad de carga reducida porque la geometría de la cabeza limita su resistencia. La clase de propiedad del material, por sí sola, no تعیینa la capacidad a tracción de esos productos.

Qué significan los dos números

En la designación 8.8, 8 × 100 da una resistencia nominal a la tracción de 800 MPa. El segundo 8 indica una relación nominal entre límite elástico y resistencia a la tracción de 0.8, lo que da 640 MPa. Esta regla de designación explica la denominación; los requisitos reales de aceptación se obtienen de las tablas de la norma.

Para 10.9, la designación arroja valores nominales de 1,000 MPa y 900 MPa. Los valores mínimos tabulados de resistencia a la tracción y de tensión de prueba al 0.2 % que se muestran arriba son 1,040 MPa y 940 MPa. No sustituya esos mínimos tabulados por el cálculo nominal simplificado.

Para la compra de tornillería métrica, compare Tornillos de cabeza hexagonal clase 8.8 y Tornillos de cabeza hexagonal clase 10.9 con la especificación completa de rosca y producto indicada en el plano.

Grado 5 frente a Grado 8: comparación de resistencia dentro del mismo sistema

Para diámetros de 1/4 a 1 in, el Grado 8 presenta una resistencia mínima a la tracción de 150 ksi, frente a 120 ksi en el Grado 5, lo que supone un incremento del 25 %. Esta comparación se refiere a los mínimos de tracción especificados, no a las cargas admisibles de servicio de las uniones montadas.

Un reemplazo de mayor resistencia no mejora automáticamente la unión. La tuerca, el agujero roscado, la arandela o el material sujetado pueden determinar el comportamiento. La fatiga, el corte, la flexión y la corrosión requieren una evaluación independiente, y el procedimiento de apriete debe ser adecuado para el conjunto completo.

¿SAE Grado 8 es equivalente a la clase métrica 8.8?

No. SAE Grade 8 y la Clase métrica 8.8 utilizan sistemas de designación distintos. Grade 8 presenta una resistencia mínima a la tracción de 150 ksi, equivalente a aproximadamente 1.034 MPa. La Clase 8.8 tiene un mínimo de 800 MPa hasta 16 mm, o de 830 MPa por encima de 16 mm dentro del rango mostrado.

Grade 5 y la Clase 8.8 pertenecen a categorías de resistencia ampliamente equivalentes; Grade 8 y la Clase 10.9 también presentan valores mínimos de tracción próximos. Estas comparaciones son útiles como referencia. No constituyen especificaciones de sustitución: las roscas en pulgadas y métricas, así como los requisitos de montaje, siguen siendo diferentes.

Resistencia de prueba, límite elástico y resistencia a la tracción: ¿qué valor importa?

  • Tensión de prueba (Sp) es la tensión utilizada para calcular la carga de prueba especificada. En el ensayo de carga de prueba, el elemento de fijación debe cumplir el criterio de aceptación por deformación permanente establecido por la norma.

  • Límite elástico y tensión de prueba al 0,2% (Rp0.2) describen límites específicos de deformación. Rp0.2 es la tensión correspondiente a una elongación permanente del 0,2%; no es el mismo valor que Sp.

  • Resistencia a la tracción (Rm) es la carga máxima de tracción en el ensayo aplicable dividida por el área original de sección transversal correspondiente. Para el ejemplo de carga en rosca que se muestra a continuación, utilice el área nominal de esfuerzo de tracción.

Para un elemento de fijación M10 × 1.5 Clase 8.8 capaz de soportar la carga de tracción completa especificada, el área nominal de esfuerzo de tracción es de 58.0 mm². Con una resistencia mínima a la tracción de 800 MPa, se obtiene 58.0 × 800 = 46,400 N, o 46.4 kN. Se trata de un cálculo de carga mínima de tracción, no de una carga admisible en servicio ni de una recomendación de par de apriete.

Los pernos de acero inoxidable y los pernos estructurales requieren su propia identificación

A2-70 y A4-80 son designaciones de elementos de fijación inoxidables bajo el sistema ISO 3506, no clases de propiedad ISO 898-1. Del mismo modo, los pernos estructurales ASTM utilizan sus marcas de grado y requisitos de instalación específicos. No los identifique aplicando la norma de líneas radiales de SAE.

En aplicaciones inoxidables o estructurales, solicite el producto conforme a la especificación requerida. Una resistencia a la tracción similar no demuestra una resistencia a la corrosión, tenacidad o compatibilidad de montaje equivalentes.

Lista práctica de verificación para sustitución y compra

  • Registre la designación completa de la rosca, la longitud, el tipo de cabeza y la norma de producto requerida.

  • Especifique el grado o la clase de propiedad por separado del material y del recubrimiento.

  • Verifique que la tuerca y la arandela cumplan las especificaciones requeridas; no asuma que las marcas del perno y de la tuerca siguen reglas idénticas.

  • Revise los requisitos de temperatura, corrosión y reutilización en la documentación del equipo.

  • Solicite los documentos de conformidad requeridos y la identificación de lote cuando la trazabilidad forme parte de la especificación de compra.

Para categorías relacionadas de elementos de fijación, consulte nuestra productos de fijación y unión.

La norma ISO 898-1:2013 evalúa las propiedades mecánicas y físicas a temperaturas de ensayo de 10 °C a 35 °C. Esos valores no constituyen clasificaciones de temperatura de servicio sin restricciones. Para conocer el alcance y las exclusiones, consulte el resumen oficial de la norma ISO 898-1:2013.

Para verificar un reemplazo, contáctenos con el plano, fotografías nítidas de las marcas de cabeza y la clase, la rosca y el acabado requeridos.

Preguntas frecuentes

¿Se pueden mezclar distintos grados de pernos en un mismo conjunto?

Siga la especificación de elementos de fijación del conjunto. Pueden definirse distintos grados para posiciones diferentes, pero no deben sustituirse ni mezclarse grados en posiciones equivalentes sin la aprobación del ingeniero responsable. El simple hecho de que los diámetros coincidan no establece compatibilidad con el procedimiento de apriete.

¿Puede un ensayo de dureza, por sí solo, determinar el grado de un perno?

No. Los rangos de dureza pueden solaparse entre grados, y la dureza no verifica todas las propiedades requeridas. Confirme la conformidad mediante los ensayos y la documentación exigidos por la especificación aplicable.

¿El certificado debe indicar la composición química exacta de la aleación?

Depende de la orden de compra y de la especificación aplicable. Un certificado de conformidad declara el cumplimiento; un informe de ensayo de material o de inspección puede aportar los resultados de ensayo especificados. Solicite expresamente los resultados de composición química y la trazabilidad del lote cuando sean necesarios.