aloi 20 / US N08020 / W.Nr. 2.4660: bar, Lembaran, plat, Tiub, paip, Kelengkapan, Bebibir

Pengenalan kepada Aloi 20

aloi 20, juga dikenali sebagai UNS N08020 atau W.NR. 2.4660, adalah aloi austenitik nikel-besi-kromium dengan penambahan tembaga dan molibdenum, Direka untuk luar biasa kakisan rintangan, terutamanya terhadap asid sulfurik. Sering disebut sebagai tukang kayu 20 atau aloi incoloy 20, Ia stabil dengan niobium untuk menahan kakisan intergranular, menjadikannya bahan serba boleh untuk persekitaran kimia yang keras. Terdapat dalam pelbagai bentuk -bar, lembaran, plat, tiub, paip, kelengkapan, dan bebibir -aloi 20 digunakan secara meluas dalam industri seperti pemprosesan kimia, petrokimia, farmaseutikal, dan pemprosesan makanan. Keupayaannya untuk menentang pitting, kakisan ceruk, dan keretakan karat tekanan klorida (SCC) menjadikannya sesuai untuk aplikasi seperti penukar haba, Tangki pencampuran, dan sistem perpaipan.

Kandungan nikel aloi (32-38%) meletakkannya di sempadan antara keluli tahan karat dan aloi nikel, Menawarkan alternatif kos efektif kepada aloi nikel tinggi seperti Inconel 625 Semasa mengatasi keluli tahan karat standard dalam media yang menghakis. Sifat mekanikal dan kebolehgunaannya membolehkannya dibentuk menjadi komponen kompleks, seperti bebibir dan kelengkapan, dengan kebolehkalasan yang sangat baik. Artikel ini memberikan analisis terperinci mengenai komposisi kimia aloi 20, sifat-sifat mekanik, rintangan kakisan, proses pembuatan, aplikasi, dan toleransi dimensi merentasi pelbagai bentuknya, Dengan perbandingan dengan Inconel 625, Incoloy 901, ASTM A671 CC60, dan API 5L PSL2 bns. Jadual meringkaskan parameter utama untuk rujukan kejuruteraan, Memastikan pemahaman yang komprehensif mengenai keupayaan Superalloy ini.

Komposisi kimia dan analisis bahan

Komposisi kimia aloi 20 disesuaikan untuk rintangan kakisan dan kestabilan. Ia mengandungi nikel (32.0-38.0%), kromium (19.0-21.0%), molibdenum yang kaya (2.0-3.0%), tembaga (3.0-4.0%), besi (seimbang, ~ 29.85% min), karbon (≤0.07%), mangan (≤2.0%), silikon (≤1.0%), fosforus (≤0.045%), sulfur (≤0.035%), dan niobium ditambah tantalum (8xc ke 1.0%). Kandungan nikel yang tinggi meningkatkan ketahanan untuk mengurangkan asid, Walaupun kromium memberikan rintangan pengoksidaan melalui lapisan oksida pasif. Molibdenum dan tembaga meningkatkan rintangan kakisan pitting dan celah, terutamanya dalam persekitaran asid sulfurik. Niobium menstabilkan aloi terhadap pemekaan, mencegah kakisan intergranular semasa kimpalan.

Berbanding Inconel 625 (58% Min nikel, 8-10% molibdenum yang kaya), aloi 20 mempunyai nikel yang lebih rendah dan molibdenum tetapi tembaga yang lebih tinggi, menjadikannya lebih tahan terhadap asid sulfurik tetapi kurang sesuai untuk kakisan suhu tinggi yang melampau. Incoloy 901 (40-45% nikel, 11-14% kromium) kekurangan tembaga, mengurangkan keberkesanannya dalam persekitaran asid. ASTM A671 CC60 (0.04-0.27% karbon, 0.85-1.20% mangan) dan API 5L PSL2 bns (≤0.12% karbon, ≤1.20% mangan) Adakah keluli karbon dengan pengaliran minimum, bergantung pada lapisan untuk perlindungan kakisan. Struktur Austenitik Alloy 20 memastikan kemuluran dan ketangguhan, dan kandungan karbon rendahnya meminimumkan pemendakan karbida, menjadikannya sesuai untuk komponen yang dikimpal seperti paip dan kelengkapan dalam loji kimia. Komposisi mengimbangi kos dan prestasi, Menawarkan rintangan kakisan yang unggul untuk aplikasi asid-berat tertentu berbanding dengan keluli tahan karat standard.

Sifat-sifat mekanikal

aloi 20 mempamerkan sifat mekanikal yang mantap, Sesuai untuk menuntut aplikasi perindustrian. Dalam keadaan annealed, ia mempunyai kekuatan tegangan minimum 551 MPa (80 ksi), Kekuatan hasil 241 MPa (35 ksi), dan pemanjangan 30%, dengan pengurangan kawasan 50% untuk bar. Kekerasan biasanya 160-200 Brinell. Ciri -ciri ini konsisten merentasi bentuk seperti bar, cadar, plat, tiub, paip, kelengkapan, dan bebibir, Seperti yang dinyatakan dalam ASTM B473 (bar), B463 (lembaran/plat), dan B366 (kelengkapan). Aloi mengekalkan kekuatan dan kemuluran pada suhu tinggi sehingga 1000 ° F (538° C), Peraturan ASME, menjadikannya sesuai untuk penukar haba dan proses paip.

Berbanding Inconel 625 (tegangan 827 MPa, hasil 414 MPa), aloi 20 mempunyai kekuatan yang lebih rendah tetapi kebolehgunaan yang lebih baik dalam persekitaran asid. Incoloy 901 (tegangan ~ 1150 MPa) menawarkan kekuatan yang lebih tinggi tetapi terdedah kepada kakisan dalam asid sulfurik. ASTM A671 CC60 (tegangan 415-550 MPa, hasil 220 MPa) dan API 5L PSL2 bns (tegangan 415-760 MPa, hasil 245 MPa) lebih lemah dan direka untuk aplikasi yang berbeza (Paip perkhidmatan suhu rendah dan masam, masing-masing). aloi 20 menjalani tegangan, kesan, dan ujian kekerasan untuk memastikan kebolehpercayaan. Ciri -ciri mekanikalnya menyokong penggunaannya dalam komponen struktur seperti bebibir dan kelengkapan, di mana kekuatan sederhana dan rintangan kakisan yang tinggi diperlukan, memastikan ketahanan dalam persekitaran kimia dan marin.

Ciri -ciri rintangan kakisan

aloi 20 direka bentuk untuk rintangan kakisan yang luar biasa, terutamanya dalam persekitaran asid sulfurik, dengan prestasi yang baik dalam fosforik, nitrik, dan media yang mengandungi klorida. Nombor setara rintangannya (KAYU) adalah lebih kurang 34, menunjukkan ketahanan yang kuat terhadap kakisan pitting dan celah. Aloi hampir kebal terhadap keretakan karat tekanan klorida, menjadikannya sesuai untuk aplikasi pemprosesan marin dan kimia. Tembaga meningkatkan ketahanan terhadap asid sulfurik, Walaupun molibdenum melindungi daripada pitting di klorida. Penstabilan Niobium menghalang kakisan intergranular dalam komponen dikimpal seperti paip dan kelengkapan. Kadar kakisan dalam asid sulfurik panas rendah (0.1-0.5 mm/tahun), walaupun berhati-hati diperlukan dalam persekitaran klorida tinggi di mana pitting dapat meningkat.

Berbanding Inconel 625 (Kayu ~ 52), aloi 20 kurang tahan terhadap korosif yang melampau tetapi cemerlang dalam asid sulfurik. Incoloy 901, dengan molibdenum yang lebih rendah, kurang berkesan terhadap pitting. ASTM A671 CC60 dan API 5L PSL2 BNS, Kedua -dua keluli karbon, Memerlukan salutan seperti epoksi atau polietilena untuk menahan kakisan, Tidak seperti Rintangan Alloy 20's yang wujud. Persembahan aloi di tangki jeruk, Kapal Reaktor, dan peralatan pemprosesan makanan menyoroti kebolehpercayaannya. Lapisan luaran dapat meningkatkan panjang umur dalam persekitaran yang agresif, Tetapi sifat intrinsiknya menjadikannya pilihan pilihan untuk aplikasi seperti desulfurisasi gas dan pemprosesan farmaseutikal, di mana rintangan kakisan adalah kritikal.

Pembuatan dan pemprosesan

aloi 20 dihasilkan menggunakan peleburan induksi vakum atau relau arka elektrik, diikuti dengan kerja panas atau sejuk untuk menghasilkan bar, cadar, plat, tiub, paip, kelengkapan, dan bebibir. Kerja panas dilakukan pada 2100-2250 ° F (1149-1232° C) untuk mengelakkan pengerasan kerja, dengan penyepuh pada 1700-1850 ° F (927-1010° C) untuk memulihkan kemuluran. Kerja sejuk meningkatkan kekuatan untuk bar dan helaian, diikuti dengan pelepasan tekanan atau penyelesaian penyepuhlindapan untuk meningkatkan rintangan kakisan. Kimpalan menggunakan teknik seperti GTAW, GMAW, atau smaw dengan logam pengisi yang sepadan (cth., ER320LR), memastikan pemendakan karbida minimum. Pemesinan memerlukan persediaan tegar dan alat karbida kerana kekuatan ricih tinggi aloi.

Berbanding Inconel 625, yang memerlukan rawatan haba yang sama tetapi lebih tepat, aloi 20 lebih mudah dibuat kerana kandungan nikel yang lebih rendah. Pengerasan hujan Incoloy 901 merumitkan pemprosesan, Walaupun ASTM A671 CC60 dan API 5L PSL2 BNs menggunakan kimpalan keluli karbon yang lebih mudah (cth., EFW, LSAW). Borang Aloi 20 dihasilkan kepada piawaian ASTM: B473 (bar), B463 (lembaran/plat), B729/B464 (paip lancar/dikimpal), B468 (tiub), dan B366 (kelengkapan). Ujian tidak merosakkan (ultrasonik, Radiografi) memastikan kualiti, terutamanya untuk paip dan kelengkapan yang dikimpal. Kebolehgunaan aloi menyokong komponen kompleks seperti siku, T, dan bebibir, menjadikannya serba boleh untuk sistem kimia dan petrokimia di mana pembentukan dan kimpalan tepat adalah penting.

aplikasi

aloi 20 digunakan secara meluas di seluruh industri kerana rintangan kakisan dan fleksibiliti dalam pelbagai bentuk. Bar digunakan untuk pengikat, batang injap, dan aci pam dalam pemprosesan kimia. Lembaran dan pinggan berfungsi sebagai pelapisan tangki simpanan dan kapal reaktor di industri farmaseutikal dan makanan. Tiub dan paip sangat kritikal dalam penukar haba, proses paip, dan peralatan ickling, mengendalikan asid sulfur dan fosforik. Kelengkapan (cth., siku, T, pengurang) dan bebibir menghubungkan sistem paip dalam aplikasi petrokimia dan marin. Kegunaan khusus termasuk topi gelembung, Tangki pencampuran, dan peralatan untuk desulfurisasi gas serombong, di mana rintangan terhadap sebatian sulfur sangat penting.

Berbanding Inconel 625, digunakan dalam persekitaran laut aeroangkasa dan teruk, aloi 20 mensasarkan aplikasi asid-berat dengan kos yang lebih rendah. Incoloy 901 terhad kepada aeroangkasa suhu tinggi, kekurangan rintangan asid. ASTM A671 CC60 adalah untuk saluran paip suhu rendah, dan API 5L PSL2 bns untuk garisan gas masam, Tidak menawarkan rintangan kakisan aloi 20. Penggunaan aloi dalam pembuatan getah sintetik, Pengeluaran pewarna, dan peralatan farmaseutikal menyoroti kebolehsuaiannya. Keupayaannya untuk direka menjadi kelengkapan dan bebibir yang kompleks memastikan prestasi yang boleh dipercayai dalam persekitaran yang teruk, mengurangkan kos penyelenggaraan dan meningkatkan panjang umur sistem dalam loji pemprosesan kimia dan makanan.

Toleransi Dimensi

Toleransi dimensi untuk aloi 20 Produk ditentukan oleh piawaian ASTM untuk memastikan ketepatan. bar (ASTM B473) terdiri daripada 5 mm untuk 500 mm diameter, dengan toleransi ± 0.1 mm untuk diameter kecil dan ± 1% untuk yang lebih besar. Lembaran dan pinggan (ASTM B463) mempunyai ketebalan 0.5-10 mm (bergolek sejuk) dan 3-200 mm (Hot-Rolled), dengan toleransi ± 0.1 mm untuk lembaran nipis dan ± 1.5 mm untuk plat tebal. Paip/tiub lancar (B729) dan paip/tiub yang dikimpal (B464/B468) terdiri daripada 0.5-8 inci diameter, dengan toleransi OD ± 0.5% dan ketebalan dinding ± 10%. Kelengkapan (B366) dan bebibir mengikuti ASME B16.9/B16.5, dengan toleransi ± 1 mm untuk kelengkapan kecil dan ± 3 mm untuk bebibir besar.

Berbanding Inconel 625 (ASTM B446: ± 0.25 mm untuk bar), aloi 20 mempunyai toleransi yang sama tetapi lebih mudah untuk mesin. Incoloy 901 Memerlukan kawalan yang lebih ketat untuk ketepatan aeroangkasa. ASTM A671 CC60 (± 0.5% daripada) dan API 5L PSL2 bns (± 0.75% daripada) mempunyai toleransi yang lebih longgar kerana saiz saluran paip yang lebih besar. Toleransi Aloi 20 memastikan keserasian dalam sistem kompleks, dengan kemasan akhir (cth., Serong, berulir) memenuhi piawaian ASME untuk kimpalan dan perhimpunan. Spesifikasi ini menjamin pemasangan yang boleh dipercayai dalam aplikasi seperti paip kimia dan peralatan farmaseutikal, meminimumkan isu operasi.

Spesifikasi Teknikal dan Jadual Parameter

Jadual berikut meringkaskan parameter utama untuk aloi 20 di pelbagai bentuknya, Memberi rujukan kepada jurutera.

Jadual ini memberikan gambaran ringkas mengenai Spesifikasi Aloi 20, membantu dalam keputusan reka bentuk dan perolehan.

Perbandingan dengan aloi lain

aloi 20 dibandingkan dengan Inconel 625, Incoloy 901, ASTM A671 CC60, dan API 5L PSL2 BNS untuk prestasinya. Inconel 625 (tegangan 827 MPa, Kayu ~ 52) menawarkan rintangan kakisan yang unggul dalam persekitaran suhu tinggi dan klorida tetapi lebih mahal. Incoloy 901 (tegangan ~ 1150 MPa) cemerlang dalam kekuatan suhu tinggi tetapi tidak mempunyai rintangan asid. ASTM A671 CC60 (tegangan 415-550 MPa) adalah untuk saluran paip suhu rendah, Memerlukan salutan untuk kakisan. API 5L PSL2 bns (tegangan 415-760 MPa) dioptimumkan untuk perkhidmatan masam tetapi bukan untuk rintangan asid umum. Aloi 20 keseimbangan rintangan kakisan, kekuatan, dan kos menjadikannya sesuai untuk aplikasi asid sulfurik, mengatasi keluli karbon dan bersaing dengan aloi nikel tinggi dalam persekitaran tertentu.

Cabaran dan Had

aloi 20 menghadapi cabaran dalam persekitaran klorida tinggi, di mana kakisan pitting boleh berlaku, memerlukan reka bentuk dan pemantauan yang teliti. Had suhu 1000 ° F (538° C) Mengehadkan Penggunaan dalam Aplikasi Panas Tinggi Berbanding dengan Inconel 625 (sehingga 1800 ° F.). Pemesinan sukar kerana mengeras kerja, Memerlukan alat tajam dan kelajuan pemotongan yang rendah. Berbanding keluli karbon seperti ASTM A671 CC60 atau API 5L BNS, aloi 20 lebih mahal, Mengehadkan penggunaannya ke aplikasi di mana rintangan kakisan adalah kritikal. Kimpalan memerlukan permukaan bersih untuk mengelakkan pencemaran, dan kos yang tinggi berbanding dengan keluli tahan karat boleh menjadi penghalang. Cabaran -cabaran ini dikurangkan melalui teknik fabrikasi yang betul, salutan, dan reka bentuk khusus aplikasi, memastikan kebolehpercayaan dalam sistem kimia dan marin.

Trend dan inovasi masa depan

Masa depan aloi 20 melibatkan kemajuan dalam pembuatan dan aplikasi. Pembuatan tambahan sedang diterokai untuk kelengkapan dan bebibir tersuai, mengurangkan sisa dan membolehkan reka bentuk kompleks. Teknik kimpalan yang lebih baik, Seperti kimpalan laser, Tingkatkan integriti bersama untuk paip dan tiub. Salutan berasaskan nanoteknologi meningkatkan ketahanan kakisan dalam persekitaran klorida tinggi, Memperluas hayat perkhidmatan. Penggunaan aloi dalam industri lestari, seperti pemprosesan kimia hijau dan pengeluaran makanan, semakin meningkat kerana ketahanan dan ketahanannya. Berbanding dengan Fokus Inconel 625 pada Aeroangkasa, aloi 20 mensasarkan inovasi kimia dan farmaseutikal. Bahan ASTM A671 dan API 5L melihat kemajuan salutan, Tetapi Aloi 20 yang melekat kedudukannya untuk aplikasi bernilai tinggi. Pemantauan digital untuk kakisan dan tekanan akan meningkatkan kebolehpercayaannya, memastikan kaitan yang berterusan dalam persekitaran yang menghakis.

Kesimpulan

aloi 20 (US N08020, W.Nr. 2.4660) adalah aloi nikel-besi-kromium yang serba boleh dengan rintangan kakisan yang sangat baik, terutamanya dalam persekitaran asid sulfurik. Tersedia di bar, cadar, plat, tiub, paip, kelengkapan, dan bebibir, Ia berfungsi dengan bahan kimia, farmaseutikal, dan industri pemprosesan makanan. Sifat mekanikalnya (551 MPA tegangan, 241 Hasil MPA) dan komponen kompleks sokongan fabrikasi, sementara rintangan kakisannya (Kayu ~ 34) mengatasi keluli karbon seperti ASTM A671 CC60 dan API 5L PSL2 BNS. Berbanding Inconel 625 dan Incoloy 901, ia menawarkan rintangan asid kos efektif. Jadual yang disediakan meringkaskan data utama, membantu jurutera. Inovasi masa depan dalam pembuatan dan salutan akan meningkatkan utilitinya, memastikan aloi 20 tetap menjadi bahan kritikal untuk persekitaran yang keras.

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