⚡ Puntos clave
1. La clase de calidad es un código, no un adorno. En un tornillo de acero al carbono o aleado, 8.8, 10.9 y 12.9 significan lo siguiente: la cifra anterior al punto es una centésima de la resistencia a la tracción (8.8 = 800 MPa) y la cifra posterior es la relación de límite elástico (0.8 = 80 %). En un tornillo inoxidable, A2-70 significa grupo de acero A2 (familia 304) con 700 MPa de tracción.
2. El inoxidable es más débil que el acero aleado, pero mucho más resistente a la corrosión. En M10, la A4-80 ofrece 800 MPa frente a 1,220 MPa de la clase 12.9, un 50 % menos. Sin embargo, el inoxidable dura veinte años a la intemperie o en la costa allí donde un tornillo aleado zincado está oxidado de parte a parte en cinco.
3. El inoxidable no es para alta temperatura. Entre 425 y 860 °C, el 304 y el 316 precipitan carburos de cromo y se vuelven sensibles a la corrosión intergranular. Los límites en servicio continuo son de unos 425 °C para el 304 y 450 °C para el 316; por encima se necesita Inconel o acero aleado.
4. El inoxidable se gripa contra el inoxidable. Un tornillo inoxidable en una tuerca inoxidable, en caliente, en seco y con un par elevado, puede agarrotarse a medio camino y hay que cortarlo. Es el fallo más habitual de la tornillería inoxidable en el taller.
5. El coste varía entre tres y diez veces. Para un M8×30 de cabeza hexagonal interior: clase 8.8 zincada = 1×, A2-70 ≈ 3–4×, clase 12.9 pavonada negra ≈ 5–6×, A4-80 ≈ 10×. Conviene comprar por la prestación exigida, no por el número más alto.
6. La 12.9 no debe usarse como seguro. La clase 12.9 es más frágil, más sensible al hidrógeno y en realidad peor en fatiga que la 10.9. La práctica aeroespacial indica tomar 10.9 salvo que la 12.9 sea inevitable.
7. Tres preguntas lo resuelven: ¿es corrosivo el ambiente?, ¿cuál es la temperatura? y ¿cuánta resistencia se necesita?
1. Lectura de una clase de calidad
2. Acero al carbono y aleado frente a inoxidable
3. Propiedades mecánicas comparadas
4. Elección entre A2, A4 y A5
5. Elección entre 8.8, 10.9 y 12.9
6. Prevención del gripado
7. Comparación de costes (2026)
8. Árbol de decisión
9. Ideas erróneas habituales
10. Preguntas frecuentes
1. Lectura de una clase de calidad
Los números estampados en la cabeza de un tornillo están definidos por la ISO 898-1 para el acero al carbono y por la ISO 3506-1 para el inoxidable. Entender ambos códigos es la mitad del trabajo de selección.
1.1 Acero al carbono y aleado: 8.8, 10.9, 12.9
Para 8.8:
- El 8 anterior al punto: resistencia a la tracción Rm = 8 × 100 = 800 MPa
- El 0.8 posterior: relación de límite elástico Re/Rm = 0.8, de modo que Re = 800 × 0.8 = 640 MPa
| Clase | Tracción Rm (MPa) | Límite elástico Re (MPa) | Material típico |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 | 320 | Acero de bajo carbono Q235 |
| 5.8 | 500 | 400 | Acero de bajo carbono |
| 6.8 | 600 | 480 | Acero de medio carbono |
| 8.8 | 800 | 640 | Medio carbono templado y revenido (ML35, SWRCH35K) |
| 10.9 | 1040 | 940 | Aleado templado y revenido (42CrMo, SCM440) |
| 12.9 | 1220 | 1100 | Aleado templado y revenido (SCM440, 35CrMo) |
1.2 Inoxidable: A2-70, A4-80
Formato A2-70:
- A2: grupo de acero. A1 de mecanización libre, A2 = familia 304 (18 % Cr, 8 % Ni), A3 = 321, A4 = familia 316 con molibdeno, A5 = 316L.
- 70: resistencia a la tracción = 70 × 10 = 700 MPa.
| Clase | Aleación | Tracción (MPa) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| A2-50 | 304, semiduro | 500 | Estructura general, remates |
| A2-70 | 304, conformado en frío | 700 | La opción por defecto en el 80 % del trabajo en inoxidable |
| A2-80 | 304, con acritud | 800 | Cuando el 304 necesita más resistencia |
| A4-70 | 316, conformado en frío | 700 | Marino, costero, cloruros |
| A4-80 | 316, con acritud | 800 | Marino, alta resistencia |
2. Acero al carbono y aleado frente a inoxidable
2.1 Composición química
| Familia | Grado típico | C | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|---|
| Bajo carbono | Q235 / SWRCH18A | 0.18 % | — | — | — |
| Aleado Q&T | 42CrMo / SCM440 | 0.42 % | 1.0 % | — | 0.2 % |
| 304 | A2 / 06Cr19Ni10 | ≤ 0.08 % | 18 % | 8 % | — |
| 316 | A4 / 06Cr17Ni12Mo2 | ≤ 0.08 % | 17 % | 12 % | 2.2 % |
2.2 Mecanismos de refuerzo distintos
El acero al carbono y el aleado se refuerzan mediante tratamiento térmico. El temple y revenido transforma la martensita en sorbita revenida y eleva la resistencia de forma acusada. Las clases 8.8, 10.9 y 12.9 son todas templadas y revenidas.
El inoxidable se refuerza por deformación en frío. El inoxidable austenítico no puede endurecerse por temple —el calentamiento lo ablanda—, de modo que la resistencia procede de la deformación del grano durante el conformado en frío y el estirado. La A2-70 es más resistente que la A2-50 porque ha sufrido una mayor reducción en frío.
2.3 De dónde procede la resistencia a la corrosión
El acero al carbono y el aleado necesitan un recubrimiento:
- Zincado electrolítico: 8–12 μm, 72–100 horas de niebla salina.
- Geomet (zinc lamelar): 500–1,000 horas.
- Zinc-níquel: 720–1,000 horas; el estándar del chasis automovilístico.
El inoxidable contiene un 18 % de cromo y forma una película pasiva de Cr₂O₃ autorreparable, por lo que no necesita recubrimiento para soportar atmósfera, agua dulce y ácidos suaves. El molibdeno del 316 añade resistencia a los cloruros para el agua de mar y el aire costero.
3. Propiedades mecánicas comparadas
Tornillo de cabeza hexagonal interior M10×50, mismo tamaño, distintos materiales:
| Clase | Tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Carga previa recomendada (kN) | Temperatura máx. | Corrosión |
|---|---|---|---|---|---|
| 4.8 acero al carbono | 400 | 320 | 12 | 300 °C | Deficiente (necesita recubrimiento) |
| 8.8 acero al carbono | 800 | 640 | 25 | 400 °C | Moderada (zinc / Geomet) |
| 10.9 acero aleado | 1040 | 940 | 36 | 425 °C | Moderada (Geomet / Zn-Ni) |
| 12.9 acero aleado | 1220 | 1100 | 43 | 425 °C | Moderada (Geomet / Zn-Ni) |
| A2-70 (304) | 700 | 450 | 18 | 425 °C en continuo | Buena (atmósfera, agua dulce) |
| A4-70 (316) | 700 | 450 | 18 | 450 °C | Muy buena (costa, ácido suave) |
| A4-80 (316) | 800 | 600 | 24 | 450 °C | Muy buena |
| Inconel 718 | 1200 | 1000 | 40 | 650 °C | Excelente (corrosión en caliente) |
4. Elección entre A2, A4 y A5
4.1 A2-70 (304): la opción por defecto en el 80 % de los casos
La A2-70 es simplemente 304 conformado en frío. Resiste:
- Entornos interiores generales (carcasas de equipos, armarios, electrónica)
- Agua dulce (torres de refrigeración, bombas)
- Ácidos y álcalis débiles (procesado de alimentos, equipos farmacéuticos)
- Uso exterior no costero (mobiliario urbano de interior)
No debe emplearse A2-70 para:
- A menos de 5 km de la costa: el cloruro degrada la película pasiva del 304 y provoca picaduras. Utilice A4-70 (316).
- Piscinas, productos químicos, lejía: el cloruro es demasiado alto incluso para el 316; recurra a dúplex o Inconel.
- Contacto alimentario con salmuera o salsa de soja: A4-70 o A4-80.
4.2 A4-70 / A4-80 (316): marino y agresivo
El 316 contiene un 2.2 % de molibdeno, lo que le confiere unas tres veces la resistencia a la picadura del 304. Aplicaciones típicas del A4:
- Barcos, puertos, plataformas offshore
- Edificios costeros y barandillas de puentes
- Maquinaria alimentaria con salmuera, soja o vinagre
- Equipos médicos expuestos a desinfectantes y fluidos corporales
- Instalaciones de piscina
La A4-70 se conforma en frío y la A4-80 lleva acritud: un 14 % más resistente con algo menos de ductilidad. La A4-70 cubre la mayoría de los trabajos; conviene recurrir a la A4-80 solo cuando se necesita esa carga previa adicional.
4.3 Por encima: A5-80 (316L) y dúplex
El 316L es la versión de bajo carbono (C ≤ 0.03 %) que resiste la corrosión intergranular después de la soldadura, por lo que las estructuras soldadas de inoxidable deben especificar A5. El dúplex 2205 tiene el doble de resistencia a la corrosión que el 316 a un coste cinco veces mayor, y queda limitado a plantas químicas y eólica marina.
5. Elección entre 8.8, 10.9 y 12.9
5.1 Clase 8.8: el caballo de batalla
La clase 8.8 es la opción industrial por defecto: suficientemente resistente, barata, tenaz y no frágil. El ochenta por ciento de las estructuras de acero, el montaje de máquinas y la maquinaria general funcionan con ella. El material es ML35 de medio carbono, conformado en frío y después templado y revenido, con acabado de zinc blanco-azul, zinc amarillo o Geomet.
5.2 Clase 10.9: alta resistencia
Cuando un tornillo más pequeño debe soportar más carga —bujes de rueda, bielas, articulaciones de robots— conviene elegir 10.9 en 42CrMo o SCM440. Es el punto óptimo: un 30 % más resistente que la 8.8 y con mejor tenacidad y vida a fatiga que la 12.9. Alrededor del 90 % de los tornillos automovilísticos de alta resistencia son 10.9.
5.3 Clase 12.9: manipular con cuidado
La 12.9 es la clase comercial más alta, con 1,220 MPa, y presenta tres problemas:
- Fragilización por hidrógeno. Cuanto mayor es la resistencia, mayor es el riesgo. Un tornillo 12.9 galvanizado sin una deshidrogenación adecuada puede fracturar entre horas y días después del montaje. La ASTM F1941 exige un calentamiento a 230 °C durante cuatro horas tras el recubrimiento.
- Fragilidad. Falla casi sin aviso plástico, lo que supone un problema de seguridad.
- Peor vida a fatiga. Una mayor resistencia implica una concentración de tensiones más aguda en el fondo de rosca, de modo que el límite de fatiga queda en realidad por debajo del de la 10.9.
El único caso genuino para la 12.9 es una unión con espacio limitado en la que el diámetro no puede crecer pero la carga supera la capacidad de la 10.9. En lo demás, la 10.9 es la especificación más segura.
6. Prevención del gripado
Es el problema más doloroso del inoxidable. Dos superficies de inoxidable que deslizan bajo presión, calor y sin lubricación se microsueldan y después se arrancan: la tuerca se agarrota a medio camino del tornillo y hay que cortarla.
6.1 Por qué se gripa el inoxidable
La película pasiva es extremadamente fina. Cuando se rompe, el metal fresco contacta con metal fresco a alta presión y se suelda. El acero al carbono cuenta con películas de óxido y de lubricante que limitan el efecto.
6.2 Prevención
- Emplee grados distintos para tornillo y tuerca: tornillo A2 con tuerca A4, o 304 con 316. Una composición química disímil se suelda con menos facilidad.
- Aplique antiadherente: compuestos a base de MoS₂, cobre o níquel. Es la medida más eficaz por sí sola.
- Reduzca la velocidad de la atornilladora: baja velocidad en la herramienta eléctrica, no a tope.
- Utilice un ajuste de rosca más holgado: 6g/6H en lugar de un ajuste con interferencia.
- No monte nunca en seco: un poco de aceite o de grasa de rosca antes del montaje.
7. Comparación de costes (2026)
Tornillo de cabeza hexagonal interior M8×30, precios de 2026 en el sur de China con impuestos incluidos:
| Clase | Material / acabado | Precio unitario (USD) | Relativo |
|---|---|---|---|
| 4.8 acero al carbono | Zinc blanco-azul | 0.011 | 1× |
| 8.8 acero al carbono | Zinc blanco-azul | 0.021 | 2× |
| 10.9 acero aleado | Geomet | 0.063 | 5.6× |
| 12.9 acero aleado | Pavonado negro / Geomet | 0.111 | 10× |
| A2-70 (304) | Desnudo | 0.083 | 7.5× |
| A4-70 (316) | Desnudo | 0.208 | 19× |
| Inconel 718 | Desnudo | 4.86 | 440× |
8. Árbol de decisión
- ¿Más de 425 °C?
- Sí: Inconel 718 o un acero aleado de alta temperatura.
- No: continúe.
- ¿Es corrosivo el ambiente?
- Interior, resguardado, seco: clase 8.8 zincada.
- Exterior, húmedo: A2-70.
- Costa, cloruros, alimentación: A4-70 (316).
- Química, agresivo: A4-80 o dúplex.
- ¿Cuánta carga?
- Normal: 8.8 acero al carbono.
- Carga alta, espacio limitado: 10.9 acero aleado.
- Carga extrema con tamaño mínimo: 12.9, con precaución.
- ¿Impacto o baja temperatura?
- Sí: prefiera 10.9 antes que 12.9; en inoxidable, A4-80.
- No: según lo anterior.
9. Ideas erróneas habituales
No. La A2-70 tiene 700 MPa, la clase 8.8 tiene 800 MPa y la 10.9, 1,040 MPa. El inoxidable aporta resistencia a la corrosión, no resistencia mecánica.
No. La 12.9 es sensible al hidrógeno, frágil y peor en fatiga. La guía aeroespacial es explícita: 10.9 salvo que la 12.9 sea inevitable.
No. El 304 se pica en la costa, se sensibiliza entre 425 y 860 °C y se gripa bajo fricción seca. El inoxidable no es inoxidable en todos los casos.
Es la combinación de mayor riesgo de gripado. Emplee un tornillo A2 con tuerca A4 o aplique antiadherente.
No. Una galvanoplastia gruesa sobre clase 12.9 introduce hidrógeno y aumenta el riesgo. Para piezas de alta resistencia use Geomet o zinc-níquel en lugar de una capa de zinc más gruesa.
10. Preguntas frecuentes
Q1. ¿Se distingue el 304 del 316 a simple vista?
No. Un líquido de ensayo con molibdato se vuelve rojo sobre 201/304 y permanece transparente sobre 316. La espectroscopia de emisión óptica es concluyente.
Q2. ¿Por qué se rompen solos los tornillos de clase 12.9?
Por fragilización por hidrógeno. El hidrógeno del baño de galvanoplastia difunde en el acero y se acumula en el fondo de rosca, lo que provoca una fractura diferida. Conviene calentar a 230 °C durante cuatro horas después del recubrimiento.
Q3. ¿Pueden utilizarse tornillos inoxidables en motores?
Por lo general, no. Las temperaturas de escape superan los 500 °C, donde el 304 y el 316 pierden resistencia de forma acusada. La tornillería de escape emplea Inconel 718 o acero aleado de alta temperatura.
Q4. ¿Qué es más resistente, A2-70 o 8.8?
La 8.8, con 800 MPa frente a 700 MPa, es un 14 % más resistente. Nótese que las relaciones de límite elástico difieren (0.64 en A2-70, 0.80 en 8.8), por lo que la capacidad real depende de la unión.
Q5. ¿Qué par de apriete corresponde a un M10 de clase 12.9?
Alrededor de 65–75 N·m al 90 % del límite elástico con μ = 0.14. Conviene consultar las tablas de la ISO 898-2 en lugar de fiarse de la costumbre.
Q6. ¿Pueden utilizarse tornillos zincados en el exterior?
El zinc blanco-azul se oxida en uno o dos años a la intemperie. El Geomet da de cinco a diez. Para trabajo exterior costero conviene especificar A4-70 o zinc-níquel.
Q7. ¿Cuántas veces puede reutilizarse un tornillo inoxidable?
De cinco a diez. Cada montaje desgasta la película pasiva y eleva el riesgo de gripado. Revise la rosca en las uniones críticas cada vez.
Q8. ¿Cómo se sabe si un tornillo es realmente 12.9?
Las piezas auténticas llevan «12.9» y la marca del fabricante. Las piezas sin marcado, borrosas o sospechosamente blandas suelen ser 8.8 reetiquetadas. Las aplicaciones críticas exigen espectrometría y muestreo de dureza.
Q9. ¿Qué clase tiene un tornillo de titanio?
El Ti-6Al-4V ronda los 900 MPa con el 60 % de la densidad del acero, lo que le confiere la mayor resistencia específica. Queda fuera de la ISO 898 y se especifica por norma de material, para aeroespacial, competición y robótica donde cada gramo cuenta.
Q10. ¿Qué ocurre con los tornillos inoxidables en piezas de aluminio?
Corrosión galvánica. El aluminio es anódico y se corroe más rápido en condiciones húmedas. Una grasa aislante, una arandela aislante o un elemento de fijación de aluminio lo resuelven.
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