Alloy 20, известен още като Carpenter 20 или UNS N08020, е никел-желязо-хромий SuperAlloy, проектиран за осигуряване на изключителна устойчивост на корозия, особено в агресивна химическа среда, най-особено в сярна киселина, която е силно корозивна за много конвенционални метали. Класифициран като аустенитна сплав (с центрирана кубична кристална структура), тя често се нарича "сплав на сярна киселина" поради специализираната си ефективност в такива среди.
Това, което отличава Alloy 20, е неговият балансиран състав, който включва контролирани добавки на Niobium (Columbium) за стабилизиране на карбидите, предотвратяване на междугрануларна корозия по време на заваряване или високотемпературна експозиция. Тази сплав се съпротивлява не само на общата корозия, но и локализирани форми като копнеж, корозия на пукнатините и разрушаване на корозия на стреса (SCC), дори при разтвори с висока скорост или високотемпературна корозивни разтвори.
Alloy 20 намира широко използване в индустрии като химическа обработка (за производство и обработка на сярна киселина), фармацевтични продукти, преработка на храни и напитки, рафиниране на нефт и газ и пречистване на отпадни води. Предлага се под различни форми, включително листове, плочи, пръти, тръби, фитинги и заварявания и поддържа добра заваряемост и тъканта, когато се използват правилни техники (напр. Избягване на въглерод).
Alloy 20 има няколко международни еквивалента и обозначения в различни стандарти и региони, отразявайки нейното глобално признание. Тези еквиваленти съвпадат или тя сближават неговия химичен състав и характеристики на производителността:
Обозначение на INS: UNS N08020 (унифицирана система за номериране за метали и сплави, използвани в Северна Америка).
ASTM стандарти: Покрити от множество спецификации на ASTM, включително ASTM B463 (безпроблемни тръби и тръби), ASTM B464 (заварени тръби и тръби), ASTM B729 (барове и изковки), ASTM B366 (фланци и фитинги) и ASTM A479 (ленти за съдове за налягане).
DIN/EN обозначения: В европейските стандарти той е обозначен като W. NR . 2.4660 (DIN) или EN 1.4539 (макар че EN 1.4539 е много подобен, но може да има леки вариации в микроелементите).
Други търговски имена: Carpenter 20 (собствено име на Carpenter Technology), Alloy 20CB-3 (вариант, подчертаващ съдържанието на Niobium) и Nicrofer 3620 (търговско наименование от някои европейски производители).
ISO стандарти: Посочено съгласно ISO 15156-3 за приложения за нефт и газ в корозивна среда.
Тези еквиваленти гарантират последователност в работата в глобалните вериги за доставки, което позволява на производителите и инженерите да изтощават съвместими материали в международен план.
Химичният състав на сплав 20 е внимателно балансиран, за да оптимизира устойчивостта на корозия, механичната якост и заваряването. Типичните диапазони (процент на тегло) се определят по стандарти като ASTM и UNS:
Никел (NI): 32.0–38.0% (първичен легиращ елемент, повишава устойчивостта на корозия и стабилизира аустенитната структура).
Хром (CR): 19.0–21.0% (подобрява устойчивостта на окисляване и обща корозия).
Желязо (Fe): Остатък (балансира сплавта и осигурява структурна стабилност).
Мед (Cu): 3,0–4,0% (повишава устойчивостта на сярна киселина и други редуциращи киселини).
Niobium (nb) + tantalum (ta): 8 x c min - 1,0% (стабилизира карбидите, за да се предотврати междугрануларна корозия; танталумът често е включен като заместител на ниобий в някои спецификации).
Въглерод (С): Максимум 0,07% (поддържани ниско, за да се сведе до минимум образуването на карбид, което може да причини междугрануларна корозия).
Манган (MN): Максимум 2,0% (СПИН при дезоксидация по време на производството).
Силиций (SI): Максимум 1,0% (подобрява плавността на заваряването, но се контролира, за да се избегне бритота).
Фосфор (P): Максимум 0,045% (минимизирани за предотвратяване на премахването).
Сяра (и): Максимум 0,035% (поддържани ниско за намаляване на горещото напукване по време на заваряване).
Този състав гарантира устойчивостта на сплавта към сярна киселина, индуцирана от хлорид питинг и междугрануларна корозия, дори след заваряване или обработка на топлината.
Alloy 20 показва комбинация от добра механична якост, пластичност и здравина, със свойства, които остават стабилни в диапазон от температури. По -долу са типични механични свойства за отгрята сплав 20 (стойностите могат да варират леко в зависимост от формата, топлинната обработка или специфичните стандарти):
Сила на опън: 550–690 MPa (80 000–100 000 psi) при стайна температура.
Якост на добив (0,2% отместване): 240–310 MPa (35 000–45 000 psi) при стайна температура.
Удължение (в 50 мм): 30–40% (показва висока пластичност, което позволява формиране и производство).
Твърдост: 135–180 HB (твърдост на Бринел, отгрято състояние).
Модул на еластичност: Приблизително 200 GPA (29 000 ksi) при стайна температура.
Плътност: 8.0 g/cm³ (0.289 lb/in³).
Обхват на топене: 1370–1400 градуса (2500–2550 градуса F).
При повишени температури (до ~ 425 градуса / 800 градуса F), Alloy 20 запазва голяма част от силата си, въпреки че якостта на опън и добив постепенно намалява с повишаване на температурата. Той също така проявява добра здравина при ниски температури, без значителен пластичен към чутъв преход, което го прави подходящ за криогенни приложения в корозивна среда.
Студената работа (например, търкаляне или рисуване) може да увеличи силата на сплавта (якост на опън до ~ 825 MPa / 120 000 psi), но намалява пластичността, което може да бъде желателно за приложения, изискващи по -високи механични характеристики. Заварените фуги, когато са правилно изпълнени, поддържат механични свойства, сравними с основния метал, като осигуряват структурна цялост в изработените компоненти.
