Carpenter 20 veya UNS N08020 olarak da bilinen alaşım 20, özellikle birçok geleneksel metal için oldukça aşındırıcı olan sülfürik asitte, özellikle agresif kimyasal ortamlarda olağanüstü korozyon direnci sağlamak için tasarlanmış bir nikel-demir kromu süperaloyudur. Östenitik bir alaşım (yüz merkezli bir kübik kristal yapısı ile) olarak sınıflandırılır, bu ortamdaki özel performansı nedeniyle genellikle "sülfürik asit alaşımı" olarak adlandırılır.
Alaşım 20'yi ayırt eden şey, karbürleri stabilize etmek için kontrollü niyobyum (Columbium) ilavelerini içeren dengeli bileşimidir, kaynak veya yüksek sıcaklık maruziyeti sırasında büyük korozyonu önler. Bu alaşım, sadece genel korozyona değil, aynı zamanda yüksek hızlı veya yüksek sıcaklık korozif çözeltilerinde bile çukurlama, çatlak korozyonu ve stres korozyonu çatlaması (SCC) gibi lokalize formlara direnir.
Alaşım 20, kimyasal işleme (sülfürik asit üretimi ve kullanım için), farmasötikler, gıda ve içecek işleme, petrol ve gaz rafinasyonu ve atık su arıtma gibi endüstrilerde kapsamlı kullanım bulur. Çatalar, plakalar, çubuklar, borular, bağlantı parçaları ve kaynaklar dahil olmak üzere çeşitli şekillerde mevcuttur ve uygun teknikler (örneğin karbon alımını önlemek) kullanıldığında iyi kaynaklanabilirlik ve üretilebilirliği korur.
Alloy 20, küresel tanınmasını yansıtan farklı standartlar ve bölgelerde çeşitli uluslararası eşdeğerlere ve atamalara sahiptir. Bu eşdeğerler kimyasal bileşimini ve performans özelliklerini yakından eşleştirir veya yakından yakından yaklaştırır:
Untamation: UNS N08020 (Kuzey Amerika'da kullanılan metaller ve alaşımlar için birleşik numaralandırma sistemi).
ASTM Standartları: ASTM B463 (dikişsiz borular ve tüpler), ASTM B464 (kaynaklı borular ve tüpler), ASTM B329 (çubuklar ve vuruşlar), ASTM B366 (flanşlar ve bağlantılar) ve ASTM A479 (basınç veselleri için çubuklar) dahil olmak üzere çoklu ASTM spesifikasyonları kapsamında.
Din/tr isimleri: Avrupa standartlarında, W. nr . 2.4660 (DIN) veya EN 1.4539 olarak belirlenmiştir (EN 1.4539 çok benzerdir, ancak iz elemanlarında küçük farklılıklar olabilir).
Diğer Ticaret İsimleri: Carpenter 20 (Carpenter Technology tarafından tescilli bir isim), alaşım 20CB-3 (niyobyum içeriğini vurgulayan bir varyant) ve Nicrofer 3620 (bazı Avrupalı üreticiler tarafından bir ticaret adı).
ISO Standartları: Korozif ortamlarda petrol ve gaz uygulamaları için ISO 15156-3 uyarınca referans alınmıştır.
Bu eşdeğerler, küresel tedarik zincirlerinde performans tutarlılığı sağlar ve üreticilerin ve mühendislerin uluslararası olarak uyumlu malzemeler kaynağı olmalarına izin verir.
Alaşım 20'nin kimyasal bileşimi, korozyon direncini, mekanik mukavemeti ve kaynaklanabilirliği optimize etmek için dikkatlice dengelenmiştir. Tipik aralıklar (ağırlık yüzdesine göre) ASTM ve UNS:
Nikel (NI):% 32.0–38.0 (birincil alaşım elemanı, korozyon direncini arttırır ve östenitik yapıyı stabilize eder).
Krom (CR):% 19.0–21.0 (oksidasyon ve genel korozyona karşı direnci arttırır).
Demir (FE): Kalan (alaşımı dengeler ve yapısal stabilite sağlar).
Bakır (CU):% 3.0-4.0 (sülfürik aside ve diğer indirgeyici asitlere karşı direnci arttırır).
Niyobyum (NB) + tantal (TA): 8 x c dk -% 1.0 (taneler arası korozyonu önlemek için karbürleri stabilize eder; tantal, genellikle bazı özelliklerde niyobyumun yerine geçer).
Karbon (c): Maksimum% 0.07 (tanecikler arası korozyona neden olabilecek karbür oluşumunu en aza indirmek için düşük tutulur).
Manganez (MN): Maksimum% 2.0 (imalat sırasında deoksidasyona yardımcı olur).
Silikon (SI): Maksimum% 1.0 (kaynakta akışkanlığı artırır, ancak kırılganlığı önlemek için kontrol edilir).
Fosfor (P): Maksimum% 0.045 (Embrittasyonu önlemek için en aza indirilmiş).
Kükürt (ler): Maksimum% 0.035 (kaynak sırasında sıcak çatlamayı azaltmak için düşük tutulur).
Bu bileşim, kaynak veya ısıl işlemden sonra bile alaşımın sülfürik aside, klorür kaynaklı çukurlaşmaya ve taneler arası korozyona karşı direncini sağlar.
Alaşım 20, çeşitli sıcaklıklarda stabil kalan özelliklerle iyi mekanik mukavemet, süneklik ve tokluğun bir kombinasyonunu sergiler. Aşağıdakiler tavlanmış alaşım 20 için tipik mekanik özelliklerdir (değerler form, ısıl işlem veya spesifik standartlara göre biraz değişebilir):
Gerilme mukavemeti: Oda sıcaklığında 550-690 MPa (80.000-100.000 psi).
Verim gücü (% 0.2 ofset): Oda sıcaklığında 240-310 MPa (35.000-45.000 psi).
Uzama (50 mm cinsinden):% 30-40 (yüksek sünekliği gösterir, şekillendirme ve imalat sağlar).
Sertlik: 135-180 HB (Brinell sertliği, tavlanmış durum).
Esneklik modülü: Oda sıcaklığında yaklaşık 200 GPA (29.000 KSI).
Yoğunluk: 8.0 g/cm³ (0.289 lb/in³).
Eritme aralığı: 1370-1400 derece (2500-2550 derece F).
Yüksek sıcaklıklarda (~ 425 dereceye kadar / 800 dereceye kadar), alaşım 20 gücünün çoğunu korur, ancak gerilme ve akma mukavemetleri artan sıcaklık ile kademeli olarak azalır. Ayrıca, düşük sıcaklıklarda iyi bir tokluk sergiler, önemli sünek-kırılgan geçiş olmadan, aşındırıcı ortamlarda kriyojenik uygulamalar için uygun hale getirir.
Soğuk çalışma (örneğin, haddeleme veya çizim) alaşımın mukavemetini (~ 825 MPa / 120.000 psi'ye kadar gerilme mukavemeti) artırabilir, ancak daha yüksek mekanik performans gerektiren uygulamalar için istenebilecek sünekliği azaltır. Kaynaklı derzler, uygun şekilde yürütüldüğünde, taban metaliyle karşılaştırılabilir mekanik özellikleri koruyarak, imal edilmiş bileşenlerde yapısal bütünlüğü sağlar.
