Laminar en caliente consiste en deformar el acero haciéndolo pasar entre rodillos por encima de su temperatura de recristalización. A esa temperatura el material se reordena mientras se deforma, así que no se endurece: se le puede dar forma con fuerzas mucho menores que en frío y en menos pasadas.
Es el proceso con el que se produce la mayor parte del acero del mundo. Chapa gruesa, bobina, perfiles estructurales, carril y también el tubo sin costura que luego se terminará en frío: todos pasan antes por el tren de laminación en caliente.
La consecuencia para el comprador es doble. El proceso es rápido y barato, lo que explica el precio; y las piezas salen con una precisión y un acabado que obligan a operaciones posteriores cuando el uso lo exige.
Circula mucho una cifra: 925 °C, equivalente a 1700 °F, como temperatura mínima para hablar de laminación en caliente. Es una cifra útil, pero hay que entender qué es. Se trata de un criterio de ingeniería adoptado por la industria para garantizar que el acero se comporta de forma plenamente dúctil durante el laminado.
No es la temperatura termodinámica de recristalización del hierro, que se sitúa muy por debajo, en el entorno de una fracción pequeña de su temperatura de fusión. Confundir ambas cosas lleva a escribir afirmaciones que un metalúrgico no aceptaría. En la práctica, la laminación en caliente del acero se mueve en un rango amplio, entre unos 900 y 1250 °C, y la cifra de 925 °C funciona como referencia de corte.
| Etapa | Temperatura habitual | Qué ocurre |
|---|---|---|
| Horno de recalentamiento | 1.100 – 1.300 °C | El palanquilla o desbaste se homogeneiza antes de deformar |
| Desbaste | 1.000 – 1.150 °C | Grandes reducciones de sección con recristalización continua |
| Laminación intermedia | 900 – 1.000 °C | Aproximación al espesor final |
| Acabado | 800 – 900 °C | Fija el espesor y, con el enfriamiento, parte de la microestructura |
| Bobinado o lecho de enfriamiento | 600 – 750 °C | Se detiene la transformación y se define el estado de entrega |
Cada fabricante ajusta estas ventanas según el producto y la calidad que persigue. Cuando se busca un acero de grano fino con buen compromiso entre resistencia y tenacidad, se recurre a laminación termomecánica controlada, donde las últimas pasadas se dan a menor temperatura y el enfriamiento se acelera de forma deliberada.
Durante el laminado en caliente ocurren tres procesos a la vez. La recristalización dinámica reordena el grano mientras el material se deforma dentro de cada pasada. La recristalización estática actúa en los intervalos entre pasadas. Y el crecimiento de grano compite con ambos si la temperatura se mantiene demasiado alta durante demasiado tiempo.
El resultado neto es que el material no acumula el endurecimiento por deformación que aparecería en frío. De ahí que se puedan lograr reducciones de sección enormes sin tratamientos intermedios, y de ahí también que el acero laminado en caliente llegue al cliente en un estado blando y conformable.
A esas temperaturas el acero se oxida en contacto con el aire y genera una capa de óxidos conocida como cascarilla de laminación, o mill scale. Esa capa da al producto su aspecto característico: gris oscuro, mate, con los cantos redondeados y una superficie sensiblemente más rugosa que la del material laminado en frío.
Tiene una consecuencia directa en fabricación. Si la pieza se va a pintar, recubrir o soldar con requisitos exigentes, la cascarilla hay que retirarla antes: por decapado químico, por chorreado abrasivo o por mecanizado. Pintar directamente sobre cascarilla es una de las causas más habituales de desprendimiento prematuro del recubrimiento.
| Producto y parámetro | Laminado en caliente | Laminado en frío |
|---|---|---|
| Chapa fina, espesor | ±0,15 – 0,25 mm por debajo de 3 mm | ±0,03 – 0,15 mm |
| Chapa gruesa, espesor | ±0,25 – 0,50 mm desde 3 mm | No aplica en espesores altos |
| Ancho | ±5 – 15 mm | ±0,5 – 2,0 mm |
| Falta de planitud | 10 – 15 mm por metro | Muy inferior |
En tubería conviene no dar cifras generales, porque varían mucho entre normas y fabricantes. Lo que sí se puede afirmar sin riesgo es la dirección: el producto laminado en caliente tiene tolerancias sensiblemente más amplias que el obtenido en frío, y el espesor de pared admite variaciones apreciables dentro de la misma partida.
Aquí conviene deshacer una creencia extendida. El acero laminado en caliente no es más resistente que el laminado en frío. Es al revés: el trabajo en frío eleva el límite elástico y la dureza, y reduce la ductilidad. El producto laminado en caliente conserva una ductilidad y una tenacidad mejores, con alargamientos que se mueven en valores relativamente altos, y su resistencia se sitúa en los mínimos que fija la norma del grado.
Eso lo hace más adecuado cuando la pieza va a conformarse, doblarse o soldarse, y menos adecuado cuando se busca aprovechar al máximo la sección. De ahí que las estructuras y las chapas de uso general se suministren laminadas en caliente, y que las aplicaciones que exigen tolerancia y acabado recurran al frío.
El laminado en caliente genera menos tensiones residuales que el conformado en frío, porque el material las va relajando a temperatura. Pero no está libre de ellas: en perfiles de sección asimétrica, como las vigas en H, el enfriamiento desigual entre alas y alma deja tensiones internas que aparecen al mecanizar o al cortar.
La consecuencia práctica es conocida en taller: cortar por la mitad un perfil laminado en caliente puede abrirlo. En piezas que van a mecanizarse con mucho arranque de material, conviene prever un tratamiento de alivio o una estrategia de mecanizado que no acumule deformación.
| Norma | Producto | Dato útil |
|---|---|---|
| ASTM A36 | Acero estructural al carbono | Límite elástico mínimo 250 MPa; carbono hasta 0,26 % |
| ASTM A516 Gr. 60 / 70 | Chapa para recipientes a presión de temperatura moderada y baja | Es chapa, no tubería; grupo P-No. 1 |
| ASTM A106 Gr. B | Tubo sin costura de carbono para alta temperatura | Tolerancia de espesor en torno al 12,5 % |
| ASTM A53 | Tubería de uso general | Admite sin costura y con soldadura; no es intercambiable con A106 |
| ASTM A335 | Tubo ferrítico aleado sin costura para alta temperatura | Serie P: P11, P22, P5, P9, P91 |
| API 5L | Tubería de conducción | Grados B, X42 a X80 según edición |
Es la elección natural cuando la sección es grande, cuando la tolerancia del proyecto es la estándar, cuando la pieza va a soldarse o conformarse, y cuando el coste por tonelada pesa más que el acabado. Vigas, chapas de forjado, placas de recipiente, tubería de proceso de diámetro medio y grande: todo eso se compra laminado en caliente sin discusión.
También es la elección obligada cuando la pieza va a recibir después un tratamiento térmico o un conformado en caliente, porque el estado de partida blando y de grano grueso responde mejor.
El primero es tratar «laminado en caliente» como si fuera una calidad de material. Es un proceso de conformado; el material lo define la norma del grado. Pedir «acero laminado en caliente» sin más no especifica composición ni propiedades.
El segundo es asumir que A53 y A106 son intercambiables. Ambas son tubería de carbono, pero A106 es siempre sin costura y para alta temperatura, mientras que A53 admite soldadura y es de uso general. Sustituirlas sin revisar el servicio es un fallo de especificación.
El tercero es confiar en la tolerancia estándar para una pieza que se va a mecanizar con poco sobreespesor. En chapa gruesa, la variación de espesor dentro de una misma partida puede dejar la pieza por debajo de lo previsto.
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La industria usa 925 °C como referencia mínima de corte, pero el proceso se mueve entre unos 900 y 1250 °C según la etapa: horno por encima de 1.100 °C y acabado entre 800 y 900 °C.
No. El trabajo en frío eleva el límite elástico y la dureza y reduce la ductilidad. El laminado en caliente conserva mejor ductilidad y tenacidad, con la resistencia en los mínimos de la norma.
Sí. La cascarilla se desprende con el tiempo y arrastra el recubrimiento. Se elimina por decapado, chorreado o mecanizado.
Una variante en la que las últimas pasadas se dan a menor temperatura y el enfriamiento se acelera, para obtener grano más fino y mejor compromiso entre resistencia y tenacidad.
No. Es chapa de acero al carbono para recipientes a presión de temperatura moderada y baja. Para tubería de carbono de alta temperatura se usa ASTM A106.
No. A106 es siempre sin costura y para alta temperatura; A53 admite soldadura y es de uso general. La sustitución requiere revisar el servicio.
Tiene menos que el conformado en frío, pero no está libre. Los perfiles de sección asimétrica conservan tensiones por enfriamiento desigual que se manifiestan al cortar o mecanizar.
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