сплав 20 / США N08020 / W.Nr. 2.4660: Бар, Лист, Пластина, Трубки, труба, Арматура, Фланцы

Введение в сплав 20

сплав 20, Также известен как UNS N08020 или W.NR. 2.4660, это никель-ирон-хромийский аустенитный сплав с добавлением меди и молибдена, разработан для исключительного коррозия сопротивление, особенно против серной кислоты. Часто называют плотником 20 Или сплав с помощью INCOLOOLOY 20, он стабилизируется ниобиумом, чтобы противостоять межцентральному коррозии, Сделать его универсальным материалом для суровых химических средств. Доступно в различных формах - bar, лист, пластина, трубки, труба, арматура, и фланцы - Аллея 20 широко используется в таких отраслях, как химическая обработка, Нефтехимия, фармацевтический, и пищевая промышленность. Его способность сопротивляться ячечкам, щелевая коррозия, и хлорид-стресс-коррозион (SCC) делает его идеальным для таких приложений, как теплообменники, смешивание танков, и трубопроводные системы.

Содержание никеля сплава (32-38%) Поместите его на границу между нержавеющей сталью и никелевым сплавом, Предлагая экономически эффективную альтернативу сплавам с высокими глинками, такими как Inconel 625 Опережая стандартные нержавеющие стали в коррозионных носителях. Его механические свойства и изготовление позволяют образуются в сложные компоненты, такие как фланцы и фитинги, с отличной сваркой. Эта статья содержит подробный анализ химического состава сплавов 20, механические свойства, устойчивость к коррозии, производственные процессы, Приложения, и измерения допусков по различным формам, С сравнением с insonel 625, Инколой 901, ASTM A671 CC60, и API 5L PSL2 BNS. Таблицы суммируют ключевые параметры для инженерной справки, Обеспечение всестороннего понимания возможностей этого суперсплавы.

Химический состав и анализ материала

Химический состав сплава 20 адаптирован для коррозионной устойчивости и стабильности. Он содержит никель (32.0-38.0%), хром (19.0-21.0%), молибден (2.0-3.0%), Медь (3.0-4.0%), железо (баланс, ~ 29,85% мин), углерод (≤0,07%), Марганец (≤2,0%), кремний (≤1,0%), фосфор (≤0.045%), сера (≤0.035%), и Niobium plus tantalum (8xc to 1.0%). Высокое содержание никеля повышает устойчивость к снижению кислот, В то время как хром обеспечивает устойчивость к окислению через пассивный оксидный слой. Молибдена и медь улучшают ячеек и расщелину коррозионную стойкость, особенно в средах серной кислоты. Ниобий стабилизирует сплав против сенсибилизации, Предотвращение межцентральной коррозии во время сварки.

По сравнению с Inconel 625 (58% Мин никель, 8-10% молибден), сплав 20 имеет более низкий никель и молибден, но более высокая медь, Сделать его более устойчивым к серной кислоте, но менее подходит для экстремальной высокотемпературной коррозии. Инколой 901 (40-45% никель, 11-14% хром) не хватает меди, снижение его эффективности в кислотных средах. ASTM A671 CC60 (0.04-0.27% углерод, 0.85-1.20% Марганец) и API 5L PSL2 BNS (≤0,12% углерода, ≤1,20% марганец) углеродные стали с минимальным легированием, полагаясь на покрытия для защиты от коррозии. Аустенитная структура сплава 20 гарантирует пластичность и прочность, и его низкое содержание углерода сводит к минимуму карбидные осадки, сделать его подходящим для сварных компонентов, таких как трубы и фитинги в химических растениях. Композиция уравновешивает стоимость и производительность, Предлагая превосходную коррозионную устойчивость к специфическим применениям с тяжелыми кислотами по сравнению со стандартными нержавеющими сталями.

Механические свойства

сплав 20 демонстрирует надежные механические свойства, Подходит для требования промышленного применения. В отожженном состоянии, он имеет минимальную прочность на растяжение 551 MPa (80 ksi), Урожайность 241 MPa (35 ksi), и удлинение 30%, с уменьшением площади 50% для баров. Твердость обычно 160-200 Бринелл. Эти свойства последовательны между формами, такими как бары, простыни, тарелки, трубки, трубы, арматура, и фланцы, Как указано в ASTM B473 (бары), B463 (простыни/тарелки), и B366 (арматура). Сплав сохраняет прочность и пластичность при повышенных температурах до 1000 ° F (538° C), за ограничения ASME, сделать его подходящим для теплообменников и обработки трубопроводов.

По сравнению с Inconel 625 (растяжимый 827 MPa, Уступать 414 MPa), сплав 20 имеет более низкую прочность, но лучшую изготавливаемость в кислотных средах. Инколой 901 (Растяжение ~ 1150 МПа) предлагает более высокую силу, но склонна к коррозии в серной кислоте. ASTM A671 CC60 (растяжимый 415-550 MPa, Уступать 220 MPa) и API 5L PSL2 BNS (растяжимый 415-760 MPa, Уступать 245 MPa) слабые и предназначены для различных приложений (низкотемпературные и кислого обслуживания трубопроводы, соответственно). сплав 20 подвергается растяжениям, влияние, и тестирование на твердость для обеспечения надежности. Его механические свойства подтверждают его использование в структурных компонентах, таких как фланцы и фитинги, где требуется умеренная прочность и высокая коррозионная стойкость, обеспечение долговечности в химической и морской среде.

Коррозионные характеристики

сплав 20 спроектирован для исключительной коррозионной стойкости, особенно в средах серной кислоты, с хорошими показателями в фосфорике, азотный, и хлоридсодержащий СМИ. Его эквивалентное число устойчивости в ямке (ДРЕВЕСИНА) примерно 34, указывает на сильное устойчивость к ячеек и расщелинам коррозии. Сплав практически невосприимчив к трещину с хлоридным стрессом-коррозии, Сделать его подходящим для применения морской и химической обработки. Медь усиливает устойчивость к серной кислоте, В то время как молибдена защищает от ячеек в хлоридах. Стабилизация ниобия предотвращает межранальную коррозию в сварных компонентах, таких как трубы и фитинги. Скорости коррозии в горячей серной кислоте низкие (0.1-0.5 мм/год), Хотя в средах с высоким хлоридом необходима осторожность.

По сравнению с Inconel 625 (Дерево ~ 52), сплав 20 менее устойчив к экстремальным коррозистам, но превосходит серную кислоту. Инколой 901, с нижним молибденом, менее эффективен против ячеек. ASTM A671 CC60 и API 5L PSL2 BNS, Оба углеродных стали, Требуется покрытия, такие как эпоксидная смола или полиэтилен для сопротивления коррозии, В отличие от сплава 20 -х годов, присутствующего. Производительность сплава в танках маринования, реакторные сосуды, и оборудование для продовольствия подчеркивает его надежность. Внешние покрытия могут дополнительно повысить долговечность в агрессивных условиях, Но его внутренние свойства делают его предпочтительным выбором для таких приложений, как десульфуризация дымохода и фармацевтическая обработка, где коррозионное сопротивление имеет решающее значение.

Производство и обработка

сплав 20 производится с использованием вакуумного индукционного плавления или электрических дуговых печей, За последующим горячим или холодным работой для производства баров, простыни, тарелки, трубки, трубы, арматура, и фланцы. Горячая работа выполняется при 2100-2250 ° F (1149-1232° C) Чтобы избежать удержания работы, с отжигом при 1700-1850 ° F (927-1010° C) восстановить пластичность. Холодная работа повышает силу для баров и листов, с последующим снятием стресса или отжимом раствора для улучшения коррозионной устойчивости. Сварка использует методы, такие как GTAW, GMAW, или Smaw с соответствующими металлами наполнителя (например., ER320LR), Обеспечение минимального осаждения карбида. Обработка требует жестких установок и карбидных инструментов из -за высокой прочности сплава сплава.

По сравнению с Inconel 625, который требует аналогичных, но более точных тепловых обработок, сплав 20 легче изготовить из -за более низкого содержания никеля. Утверждение осадков Incoloy 901 усложняет обработку, В то время как ASTM A671 CC60 и API 5L PSL2 BNS используют более простую сварку углеродной стали (например., ЕНЛ, ПРОДОЛЬНОШОВНЫЕ). Формы сплавов 20 производятся в соответствии с стандартами ASTM: B473 (бары), B463 (простыни/тарелки), B729/B464 (бесшовные/сварные трубы), B468 (трубы), и B366 (арматура). Неразрушающий контроль (ультразвуковой, рентгенографический) обеспечивает качество, особенно для сварных труб и фитингов. Сплава сплава поддерживает сложные компоненты, такие как локвы, тройники, и фланцы, Сделать его универсальным для химических и нефтехимических систем, где необходимы точное образование и сварка.

Приложения

сплав 20 широко используется в разных отраслях из -за его коррозионной сопротивления и универсальности в различных формах. Батончики используются для крепежных изделий, стержни клапанов, и насосные валы при химической обработке. Листы и тарелки служат оболочкой для резервуаров для хранения и реакторных сосудов в фармацевтической и пищевой промышленности. Трубки и трубы имеют решающее значение в теплообменниках, Процесс трубопроводов, и оборудование для маринованного оборудования, обработка серной и фосфорной кислоты. Арматура (например., локти, тройники, редукторы) и фланцы соединяют системы трубопроводов в нефтехимических и морских приложениях. Конкретное использование включает пузырьковые крышки, смешивание танков, и оборудование для десульфуризации дымохода-газа, где сопротивление соединениям серы жизненно важно.

По сравнению с Inconel 625, используется в аэрокосмической и тяжелой морской среде, сплав 20 Нацеливались на кислотные применения при более низких затратах. Инколой 901 ограничен высокотемпературной аэрокосмической промышленностью, отсутствие кислотной устойчивости. ASTM A671 CC60 предназначен для низкотемпературных трубопроводов, и API 5L PSL2 BNS для кислых газовых линий, Никто не предлагает коррозионную сопротивление сплавов 20. Использование сплава в производстве синтетического каучука, Производство красителя, и фармацевтическое оборудование подчеркивает его адаптивность. Его способность быть изготовленной в сложные фитинги и фланцы обеспечивает надежную производительность в суровых условиях, Сокращение затрат на техническое обслуживание и повышение долговечности системы на химических и пищевых переработке.

Размерные допуски

Размерные допуски для сплава 20 Продукты указываются по стандартам ASTM для обеспечения точности. брусья (ASTM B473) диапазон от 5 мм до 500 мм в диаметре, с допусками ± 0,1 мм для небольших диаметров и ± 1% для более крупных. Простыни и тарелки (ASTM B463) иметь толщину 0.5-10 мм (холоднокатаные) а также 3-200 мм (горячий), с допусками ± 0,1 мм для тонких листов и ± 1,5 мм для толстых пластин. Безусловные трубы/трубки (B729) и сварные трубы/трубки (B464/B468) диапазон от 0.5-8 дюймы в диаметре, с допусками OD ± 0,5% и толщиной стенки ± 10%. Арматура (B366) и фланцы следуют ASME B16.9/B16.5, с допусками ± 1 мм для небольших фитингов и ± 3 мм для больших фланцев.

По сравнению с Inconel 625 (ASTM B446: ± 0,25 мм для стержней), сплав 20 имеет аналогичные допуски, но его легче в машине. Инколой 901 Требуется более жесткий элемент управления для аэрокосмической точности. ASTM A671 CC60 (± 0,5%) и API 5L PSL2 BNS (± 0,75%) иметь более слабые допуски из -за больших размеров трубопровода. Допументы сплавов 20 обеспечивают совместимость в сложных системах, с окончанием (например., скошенный, резьбовой) Стандарты ASME для сварки и сборки. Эти спецификации гарантируют надежную установку в таких приложениях, как химические трубопроводы и фармацевтическое оборудование, Минимизация эксплуатационных проблем.

Технические характеристики и таблица параметров

В следующей таблице приведены ключевые параметры для сплава 20 В различных формах, Предоставление ссылки для инженеров.

Эта таблица содержит краткий обзор спецификаций сплавов 20, Помощь в разработке и решениях закупок.

Сравнение с другими сплавами

сплав 20 сравнивается с неосвященным 625, Инколой 901, ASTM A671 CC60, и API 5L PSL2 BNS для его производительности. Инконель 625 (растяжимый 827 MPa, Дерево ~ 52) предлагает превосходную коррозионную стойкость в высокотемпературных и хлоридных средах, но дорого. Инколой 901 (Растяжение ~ 1150 МПа) превосходно в высокой температуре, но не имеет кислотной устойчивости. ASTM A671 CC60 (растяжимый 415-550 MPa) для низкотемпературных трубопроводов, Требование покрытий для коррозии. API 5L PSL2 BNS (растяжимый 415-760 MPa) оптимизирован для кислого обслуживания, но не для общей кислотной сопротивления. Сплав 20 баланса коррозионной сопротивления, прочность, и стоимость делает его идеальным для применений с тяжелыми серной кислотой, опережая углеродные стали и конкурируя с сплавами с высокими глинками в определенных условиях.

Проблемы и ограничения

сплав 20 сталкивается с проблемами в среде с высоким хлоридом, где может возникнуть коррозия коррозии, Требование тщательного проектирования и мониторинга. Его температурный предел 1000 ° F (538° C) Ограничивает использование в приложениях с высоким уровнем нагреть по сравнению с Inconel 625 (до 1800 ° F.). Обработка сложно из-за ухаживания за работой, требует острых инструментов и низких скоростей резки. По сравнению с углеродными сталями, такими как ASTM A671 CC60 или API 5L BNS, сплав 20 дороже, Ограничение его использования приложениями, где коррозионное сопротивление имеет решающее значение. Сварка требует чистых поверхностей, чтобы избежать загрязнения, и высокие затраты по сравнению с нержавеющей стали могут быть барьером. Эти проблемы смягчаются с помощью правильных методов изготовления, покрытия, и дизайн для конкретного приложения, обеспечение надежности в химических и морских системах.

Будущие тенденции и инновации

Будущее сплава 20 включает в себя достижения в производстве и приложениях. Аддитивное производство исследуется для пользовательских фитингов и фланцев, сокращение отходов и обеспечение сложных конструкций. Улучшенные сварки, Как лазерная сварка, повысить целостность сустава для труб и труб. Покрытия на основе нанотехнологий улучшают коррозионную стойкость в среде с высоким хлоридом, продление срока службы. Использование сплава в устойчивых отраслях, такие как зеленая химическая обработка и производство продуктов питания, растет из-за его нетоксичности и долговечности. По сравнению с акцентом Inconel 625 на аэрокосмической промышленности, сплав 20 Целевые химические и фармацевтические инновации. Материалы ASTM A671 и API 5L видят достижения покрытия, Но сплав 20-х годов, присутствующие в связи. Цифровой мониторинг коррозии и стресса еще больше повысит его надежность, Обеспечение постоянной актуальности в коррозийных средах.

Заключение

сплав 20 (США N08020, W.Nr. 2.4660) это универсальный никель-ирон-хромий сплав с превосходной коррозионной устойчивостью, особенно в средах серной кислоты. Доступно в барах, простыни, тарелки, трубки, трубы, арматура, и фланцы, он служит химическим, фармацевтический, и промышленность пищевой промышленности. Его механические свойства (551 МПА растяжение, 241 Уход MPA) и изготовленная поддержка сложных компонентов, в то время как его коррозионное сопротивление (Дерево ~ 34) Опережает углеродные стали, такие как ASTM A671 CC60 и API 5L PSL2 BNS. По сравнению с Inconel 625 и Инколой 901, он предлагает экономически эффективную кислоту устойчивость. Предоставленная таблица суммирует ключевые данные, помогают инженерам. Будущие инновации в производстве и покрытиях улучшат его полезность, обеспечение сплава 20 остается критическим материалом для суровых средств.

[](HTTPS://www.textronsteelealloys.com/alloy-20-round-bar-uns-n08020-2-4660/)[](HTTPS://megamex.com/alloy-20/)