Es esencial que los ingenieros, compradores y diseñadores comprendan las convenciones de nomenclatura de metales para navegar por el mercado global y seleccionar los materiales adecuados para sus aplicaciones.
1 Introducción: El lenguaje de los metales
Los sistemas de designación de metales proporcionan un lenguaje estandarizado para identificar y clasificar la amplia gama de metales y aleaciones utilizados en la industria. En lugar de ser cadenas aleatorias de números y letras, estos códigos están estructurados para transmitir información específica sobre la composición química, las propiedades mecánicas, el método de procesamiento o una combinación de los mismos de un material. Comprender este lenguaje es crucial para especificar materiales en la adquisición, garantizar la calidad en la fabricación y mantener la seguridad en aplicaciones críticas en las industrias aeroespacial, de construcción y de dispositivos médicos.
Estos sistemas varían significativamente según el país y el organismo de normalización, lo que crea un panorama complejo para los profesionales que trabajan con cadenas de suministro internacionales. El Sistema Unificado de Numeración americano (UNS) difiere considerablemente de los estándares GB chinos o de las normas DIN alemanas. A pesar de esta diversidad, la mayoría de los sistemas siguen patrones lógicos que, una vez comprendidos, revelan la información incorporada. Esta guía descifra las principales metodologías detrás de los principales sistemas de designación de metales del mundo, permitiéndole tomar decisiones informadas sobre materiales independientemente del estándar al que se haga referencia.
2 Clasificación fundamental de los metales
Antes de profundizar en convenciones de nomenclatura específicas, es esencial comprender las categorías amplias en las que se clasifican los metales, ya que esto a menudo influye en cómo se designan.
Metales ferrosos y no ferrosos: la división más fundamental separa los metales ferrosos, que contienen hierro como componente principal (p. ej., aceros y hierros fundidos), de los metales no ferrosos, que no tienen hierro como componente principal (p. ej., aluminio, cobre, titanio, zinc). Esta distinción suele reflejarse en la estructura del propio sistema de designación.
Metales puros frente a aleaciones: los sistemas distinguen además entre metales puros, que son elementos en su forma metálica (por ejemplo, 99,9% de aluminio) y aleaciones, que son mezclas de dos o más elementos, donde al menos uno es un metal. Las designaciones de aleaciones suelen ser más complejas y codifican información sobre los elementos constituyentes.
Productos forjados frente a productos fundidos: muchos sistemas utilizan diferentes prefijos o sufijos para indicar la forma del producto. Los productos forjados (por ejemplo, láminas, barras, tubos) se han trabajado mecánicamente para darles forma, lo que a menudo da como resultado microestructuras y propiedades diferentes en comparación con los productos fundidos, que se forman vertiendo metal fundido en un molde.
3 principales sistemas de normalización internacional
Diferentes países y regiones han desarrollado sus propias organizaciones de normalización, cada una con su propia filosofía de designación. Los siguientes son los sistemas más influyentes que se encuentran en el comercio y la ingeniería globales.
3.1 Sistema Americano (SAE/AISI, ASTM, UNS, AMS)
El sistema americano no es una norma única sino un ecosistema de designaciones complementarias.
Designaciones de acero SAE/AISI: durante décadas, los sistemas de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) y el Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) fueron los métodos principales para designar aceros al carbono y aleados en los EE. UU. Estos generalmente utilizan un código de cuatro dígitos donde los dos primeros dígitos indican la familia de aleaciones (por ejemplo, "10" para acero al carbono, "41" para acero al cromo-molibdeno) y los dos últimos dígitos representan el contenido nominal de carbono en centésimas de porcentaje. Una "B" insertada entre el segundo y tercer dígito (por ejemplo, 10B46) indica la adición de boro para mejorar la templabilidad.
Sistema Unificado de Numeración (UNS): El UNS se estableció para proporcionar una base de datos de referencias cruzadas que minimice la confusión entre diferentes sistemas de numeración. Un número UNS no es una especificación en sí misma, sino un identificador único que vincula a una composición específica en otras normas. Por lo general, consta de una sola letra seguida de cinco dígitos (por ejemplo, G10400 para acero al carbono, C36000 para una aleación de cobre). La letra indica la familia de metales: 'G' para aceros al carbono y aleados, 'A' para aluminio, 'C' para cobre, 'S' para aceros inoxidables y 'T' para aceros para herramientas, entre otros.
Designaciones ASTM y AMS: La Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) y las Especificaciones de Materiales Aeroespaciales (AMS) a menudo usan códigos descriptivos que pueden hacer referencia a las propiedades o la aplicación de un material en lugar de una fórmula química estricta. Un acero "ASTM A36", por ejemplo, se define por sus propiedades mecánicas (principalmente un límite elástico mínimo de 36 ksi), mientras que "AMS 4911" especifica una forma de producto de lámina de aleación de titanio.
3.2 Estándares nacionales chinos (GB)
Los estándares GB chinos, administrados por la Administración de Normalización de China (SAC), emplean un enfoque sistemático utilizando letras y números chinos Pinyin.
Aceros: En el caso de los aceros, los prefijos suelen indicar el uso o la ruta del proceso. 'Q' se utiliza para aceros donde la designación principal se basa en el límite elástico. Los aceros estructurales aleados pueden comenzar con números que indican el contenido de carbono, seguidos de símbolos químicos de los elementos primarios de aleación y sus porcentajes.
Metales no ferrosos: el sistema utiliza letras Pinyin derivadas del nombre chino del metal base.
El aluminio y sus aleaciones se designan con 'L' (de "Lü").
El cobre y sus aleaciones utilizan 'T' (de "Tong").
Las letras y números siguientes especifican el tipo de aleación, la serie y el grado específico. Por ejemplo, en 'LF', 'L' significa aluminio y 'F' ("Fang") indica que es una aleación antioxidante. Las aleaciones de aluminio fundido utilizan 'ZL' para "Zhu Lü" (aluminio fundido).
3.3 Sistemas europeos (DIN, EN)
DIN alemán: los estándares del Deutsches Institut für Normung (DIN) son conocidos por sus designaciones detalladas y descriptivas. Para los aceros, el sistema suele utilizar una combinación de letras y números donde el número representa la resistencia mínima a la tracción (por ejemplo, St42 para un acero con una resistencia a la tracción de ≈420 MPa) o un código para la composición química (por ejemplo, C15E para un acero al carbono con ~0,15% C, "E" para endurecimiento por cementación). Los códigos alfanuméricos son muy específicos y detallan los elementos de aleación y sus cantidades aproximadas.
Norma Europea (EN): El sistema EN está reemplazando muchas normas nacionales dentro de la Unión Europea, con el objetivo de armonizarlas. A menudo adopta un principio similar al sistema UNS de EE. UU., actuando como un superconjunto que incorpora y hace referencias cruzadas a estándares nacionales más antiguos como DIN. Las normas EN tienen su propio esquema de numeración, pero con frecuencia mantienen un vínculo con la designación heredada para mayor claridad.
3.4 Estándares industriales japoneses (JIS)
El sistema de Normas industriales japonesas (JIS) suele utilizar letras simples o dobles para indicar la categoría del material, seguidas de números. Para los aceros, el prefijo 'S' indica "acero". A esto le siguen letras adicionales para el tipo específico: 'SC' para acero al carbono para estructuras, 'SK' para acero para herramientas al carbono, 'SUS' para acero inoxidable y 'SUH' para acero resistente al calor. Los números que siguen normalmente indican resistencia a la tracción, un número de serie o, en el caso de los aceros inoxidables, a menudo corresponden al tipo AISI (por ejemplo, SUS304 es ampliamente equivalente a AISI 304).
3.5 Organización Internacional de Normalización (ISO)
La Organización Internacional de Normalización (ISO) tiene como objetivo crear normas armonizadas a nivel mundial. Sus designaciones a menudo buscan cerrar las brechas entre los principales sistemas nacionales. Para los aceros, la serie ISO 683, por ejemplo, utiliza un sistema basado en la composición química y el tratamiento térmico, con designaciones lógicas pero no siempre intuitivas sin una tabla de referencia. La fortaleza del sistema ISO reside en su papel como punto de referencia neutral para contratos internacionales y documentación técnica.
4 Decodificación de categorías de materiales específicos
La lógica de los sistemas de designación se vuelve más clara cuando se aplica a familias de materiales específicas.
4.1 Acero y aleaciones a base de hierro
Las convenciones de nomenclatura del acero se encuentran entre las más variadas y a menudo combinan información sobre composición, propiedades mecánicas y aplicaciones.
| Prefijo/Símbolo | Sistema estándar | Significado/aplicación típica |
| 10XX, 41XX, etc. | SAE/AISI | Un código de cuatro dígitos donde los dos primeros indican la serie de la aleación y los dos últimos el contenido de carbono. |
| Q + límite elástico | GB (China) | Acero donde la designación principal se basa en el límite elástico (por ejemplo, Q235 tiene un límite elástico de 235 MPa). |
| S + Letra | JIS (Japón) | S' para Acero, seguida de una letra para categoría (por ejemplo, 'SC' para acero al carbono para estructuras). |
| St + Número | DIN (Alemania) | St para "Stahl" (acero), y el número indica la resistencia mínima a la tracción (por ejemplo, St42). |
| GRAMO | UNS (EE.UU.) | Prefijo de letras para aceros al carbono y aleados en el sistema UNS. |
| AISI 304 / SUS304 | AISI (EE.UU.) / JIS (Japón) | Un grado común de acero inoxidable; la "serie 300" denota estructura austenítica. |
Aceros inoxidables: la mayoría de los sistemas clasifican los aceros inoxidables en familias como austenítico (series 200 y 300), ferrítico (series 400) y martensítico (series 400). El ampliamente utilizado sistema AISI de 3 dígitos (por ejemplo, 304, 316) se hace referencia, directa o indirectamente, en muchas otras normas nacionales como JIS (como SUS304).
Aceros para herramientas: a menudo se designan por su aplicación y contenido de aleación. El sistema AISI utiliza letras como 'A' para endurecimiento al aire, 'O' para endurecimiento con aceite, 'W' para endurecimiento con agua y 'H' para aceros para herramientas para trabajo en caliente, seguidas de un número de secuencia.
4.2 Aluminio y aleaciones de aluminio
Las designaciones de aluminio se rigen predominantemente por un sistema de cuatro dígitos desarrollado por la Asociación del Aluminio, que ha sido adoptado ampliamente, incluso en el Sistema de Naciones Unidas de EE. UU. y como base para otras normas internacionales.
Aleaciones forjadas:
Serie 1xxx: 99,00% mínimo de aluminio (p. ej., 1050, 1100).
Serie 2xxx: El cobre es el principal elemento de aleación (por ejemplo, 2024, utilizado en aviones).
Serie 3xxx: El manganeso es el principal elemento de aleación (p. ej., 3003, para uso general).
Serie 4xxx: El silicio es el principal elemento de aleación (p. ej., 4043, utilizado para soldar alambre).
Serie 5xxx: El magnesio es el principal elemento de aleación (p. ej., 5052, 5083 para aplicaciones marinas).
Serie 6xxx: Magnesio y silicio (para formar Mg2Si); tratable térmicamente (por ejemplo, 6061, 6063 para extrusiones).
Serie 7xxx: el zinc es el principal elemento de aleación (p. ej., 7075, una aleación aeroespacial de alta resistencia).
Aleaciones fundidas: utilice un sistema similar de 3 dígitos más un decimal (p. ej., 356.0, A380.0). El primer dígito indica el grupo de aleación.
Designación del temple: una parte crucial de la designación del aluminio es el temple, que indica la condición del material. Sigue al número de aleación y está separado por un guión (p. ej., 6061-T6). Los templados comunes incluyen 'O' para recocido, 'F' para fabricado, 'H' para endurecido por deformación y 'T' para tratado térmicamente.
4.3 Cobre y aleaciones de cobre
Las aleaciones de cobre se designan principalmente mediante el sistema UNS, que las agrupa por sus elementos de aleación primarios.
Cobre (C1xxxx): Cobres no aleados de alta conductividad eléctrica.
Aleaciones con alto contenido de cobre (C16xxx-C19xxx): Aleaciones con pequeñas adiciones de otros elementos.
Latones (C2xxxx a C4xxxx): Aleaciones de cobre y zinc. El número UNS a menudo se relaciona con nombres más antiguos y familiares como "Cartridge Brass" (C26000) o "Naval Brass" (C46400).
Bronces (C5xxxx a C6xxxx): históricamente aleaciones de cobre y estaño, pero ahora el término abarca ampliamente aleaciones de cobre con elementos distintos del zinc como aleación principal, como bronces de aluminio (C6xxxx), bronces de silicio (C64xxx) y bronces de fósforo (C5xxxx).
Cobre-níquel (C7xxxx): Aleaciones de cobre y níquel, conocidas por su excelente resistencia a la corrosión (p. ej., C71500).
5 aplicaciones prácticas y uso multiestándar
Navegar entre diferentes estándares internacionales es un desafío común.
Uso de tablas y manuales de referencias cruzadas: cuando un dibujo o una especificación requiere un material bajo un estándar desconocido, el primer paso es consultar una tabla o manual de referencias cruzadas confiable. Estos recursos enumeran calificaciones equivalentes o similares en diferentes estándares. Es fundamental comprender que "equivalente" no siempre significa "idéntico"; Puede haber diferencias sutiles pero importantes en los niveles de impureza permitidos o en los requisitos de procesamiento.
Consideraciones críticas para la selección y sustitución de materiales: sustituir un material basándose únicamente en una coincidencia de composición química de una tabla de referencias cruzadas puede ser riesgoso. Una evaluación integral debe considerar:
Requisitos de propiedades mecánicas: Verifique que el sustituto cumpla con todos los valores de resistencia, ductilidad y tenacidad especificados.
Respuesta al tratamiento térmico: diferentes rutas de procesamiento pueden dar lugar a diferentes microestructuras y rendimiento.
Resistencia a la corrosión: Pequeñas diferencias en la composición pueden afectar significativamente el comportamiento de la corrosión.
Soldabilidad y formabilidad: estas características de procesamiento no siempre se capturan completamente en una designación de grado básico.
Especificaciones y certificaciones aplicables: en las industrias reguladas (aeroespacial, médica, nuclear), un material a menudo debe obtenerse y certificarse según un estándar específico, no solo uno "similar".
