Legering 20, også kjent som Carpenter 20 eller UNS N08020, er en nikkel-jern-krom superalloy konstruert for å levere eksepsjonell korrosjonsbestandighet, spesielt i aggressive kjemiske miljøer-mest i svovelsyre, noe som er svært etsende for mange konvensjonelle metaller. Klassifisert som en austenittisk legering (med en ansiktssentrert kubikkkrystallstruktur), blir den ofte referert til som en "svovelsyre-legering" på grunn av sin spesialiserte ytelse i slike medier.
Det som skiller legering 20 er dens balanserte sammensetning, som inkluderer kontrollerte tilsetninger av Niobium (Columbium) for å stabilisere karbider, og forhindre intergranulær korrosjon under sveising eller eksponering for høy temperatur. Denne legeringen motstår ikke bare generell korrosjon, men også lokaliserte former som pitting, sprekkekorrosjon og stresskorrosjonssprekker (SCC), selv i korrosive løsninger med høy hastighet eller høy temperatur.
Legering 20 finner omfattende bruk i bransjer som kjemisk prosessering (for svovelsyreproduksjon og håndtering), legemidler, mat- og drikkebehandling, olje- og gassraffinering og raffinering av avløpsvann. Det er tilgjengelig i forskjellige former, inkludert ark, plater, stenger, rør, beslag og sveiser, og opprettholder god sveisbarhet og fabrikbarhet når riktige teknikker (f.eks. Unngå karbonhenting) brukes.
Legering 20 har flere internasjonale ekvivalenter og betegnelser på tvers av forskjellige standarder og regioner, noe som gjenspeiler dens globale anerkjennelse. Disse ekvivalentene samsvarer med eller tilnærmet den kjemiske sammensetningen og ytelsesegenskapene:
Uns betegnelse: UNS N08020 (enhetlig nummereringssystem for metaller og legeringer, brukt i Nord -Amerika).
ASTM -standarder: Dekket under flere ASTM -spesifikasjoner, inkludert ASTM B463 (sømløse rør og rør), ASTM B464 (sveisede rør og rør), ASTM B729 (barer og smimer), ASTM B366 (flens og tilbehold) og ASTM A479 (bar for VESS).
DIN/EN -betegnelser: I europeiske standarder er det utpekt som W. NR . 2.4660 (DIN) eller EN 1.4539 (selv om EN 1.4539 er veldig lik, men kan ha små variasjoner i sporstoffer).
Andre handelsnavn: Carpenter 20 (et proprietært navn av Carpenter Technology), Alloy 20CB-3 (en variant som understreker Niobium-innhold) og Nicrofer 3620 (et handelsnavn av noen europeiske produsenter).
ISO -standarder: Referert til under ISO 15156-3 for olje- og gassapplikasjoner i etsende miljøer.
Disse ekvivalentene sikrer konsistens i ytelse på tvers av globale forsyningskjeder, slik at produsenter og ingeniører kan kildekompatible materialer internasjonalt.
Den kjemiske sammensetningen av legering 20 er nøye balansert for å optimalisere korrosjonsmotstand, mekanisk styrke og sveisbarhet. De typiske områdene (med vektprosent) er definert av standarder som ASTM og UNS:
Nikkel (ni): 32,0–38,0% (primær legeringselement, forbedrer korrosjonsmotstanden og stabiliserer den austenittiske strukturen).
Krom (CR): 19,0–21,0% (forbedrer resistens mot oksidasjon og generell korrosjon).
Jern (Fe): Resten (balanserer legeringen og gir strukturell stabilitet).
Kobber (Cu): 3,0–4,0% (forbedrer motstanden mot svovelsyre og andre reduksjonssyrer).
Niobium (NB) + Tantalum (TA): 8 x C Min - 1,0% (stabiliserer karbider for å forhindre intergranulær korrosjon; tantal er ofte inkludert som en erstatning for niob i noen spesifikasjoner).
Karbon (c): Maksimum 0,07% (holdt lavt for å minimere dannelse av karbid, noe som kan forårsake intergranulær korrosjon).
Mangan (MN): Maksimum 2,0% (AIDS i deoksydasjon under produksjonen).
Silisium (SI): Maksimum 1,0% (forbedrer fluiditeten i sveising, men kontrollert for å unngå sprøhet).
Fosfor (P): Maksimalt 0,045% (minimert for å forhindre omfattende).
Svovel (er): Maksimalt 0,035% (holdt lavt for å redusere varmsprekker under sveising).
Denne sammensetningen sikrer legeringens motstand mot svovelsyre, kloridindusert grop og intergranulær korrosjon, selv etter sveising eller varmebehandling.
Legering 20 viser en kombinasjon av god mekanisk styrke, duktilitet og seighet, med egenskaper som forblir stabile over en rekke temperaturer. Følgende er typiske mekaniske egenskaper for glødet legering 20 (verdiene kan variere litt basert på form, varmebehandling eller spesifikke standarder):
Strekkfasthet: 550–690 MPa (80 000–100 000 psi) ved romtemperatur.
Avkastningsstyrke (0,2% forskyvning): 240–310 MPa (35 000–45 000 psi) ved romtemperatur.
Forlengelse (i 50 mm): 30–40% (indikerer høy duktilitet, som tillater forming og fabrikasjon).
Hardhet: 135–180 HB (Brinell Hardness, annealert tilstand).
Elastisitetsmodul: Omtrent 200 GPa (29 000 ksi) ved romtemperatur.
Tetthet: 8,0 g/cm³ (0,289 lb/in³).
Smelteområde: 1370–1400 grad (2500–2550 grader F).
I forhøyede temperaturer (opptil ~ 425 grader / 800 grader F), beholder legering 20 mye av sin styrke, selv om strekk- og avkastningsstyrker gradvis avtar med økende temperatur. Den viser også god seighet ved lave temperaturer, uten signifikant duktil-til-sprø overgang, noe som gjør den egnet for kryogene anvendelser i etsende miljøer.
Kaldt arbeid (f.eks. Rullende eller tegning) kan øke legerens styrke (strekkfasthet opp til ~ 825 MPa / 120 000 psi), men reduserer duktiliteten, noe som kan være ønskelig for applikasjoner som krever høyere mekanisk ytelse. Sveisede skjøter, når de er riktig utført, opprettholder mekaniske egenskaper som kan sammenlignes med basismetallet, og sikrer strukturell integritet i fabrikerte komponenter.
