Alloy 20高温合金

耐腐蚀合金钢板Alloy20中厚板(;10.0mm)材料解析;上海冶韩合金集团公司销售部欢迎新老客户来电咨询!周工/TEL:①③⑧---①⑥①⑥---⑥③④③(vx号)

一、 概述

Alloy20(UNS N08020)是一种高性能的镍-铬-铁-铜系奥氏体不锈钢(常被归类为镍基合金),专为抵抗强硫s腐蚀而设计。其卓越的耐蚀性、良好的加工性能和焊接性,使其在苛刻的化工、石化、制药、食品加工及海洋工程领域成为关键材料。中厚板(通常指厚度4.75mm至10.0mm)广泛用于制造反应釜、储罐、换热器管板、搅拌器轴、阀门等核心设备部件。



二、 核心技术标准规范

10.0mm以下Alloy20中厚板的生产和验收需严格遵循国际/国家标准:

美国标准:

ASTM B463/B463M: 最常用标准,规范UNS N08020合金轧制中板、薄板和带材的要求(包括化学成分、力学性能、尺寸公差、表面质量等)。

ASME SB463: 等同于AS B463,用于承压设备。

欧洲标准:

EN 10095: 耐热钢标准,Alloy20对应牌号通常参考1.4460(旧牌号)或更精确地依据材料证书注明化学成分符合N08020要求。

EN 10204-3.1/3.2: 材料检验证书标准。

中国标准:

GB/T 150.2: 《压力容器 第2部分:材料》,其附录中可能引用或转化相关国外标准要求。

NB/T 47010: 《承压设备用不锈钢和耐热钢钢板及钢带》,可能包含类似合金或要求参照国外标准。

GB/T 4237: 《不锈钢热轧钢板和钢带》,涵盖通用要求,具体高合金需特殊协议。

通用要求:

材料牌号: UNS N08020 是通用唯一识别号。商业牌号包括Incoloy 020, Carpenter 20 Cb-3等。

交货状态: 通常为固溶退火(Solution Annealed)和酸洗(Pickled)状态。



三、 核心化学成分

Alloy20的优异耐蚀性源于其精妙的平衡成分:

镍 (Ni): 含量约32-38%,是合金的基体,提供奥氏体结构稳定性及抵抗还原性介质和应力腐蚀开裂的基础。

铬 (Cr): 含量约19-21%,形成致密氧化铬钝化膜,是抵抗氧化性介质(如硝酸、大气)腐蚀的关键。

铜 (Cu): 含量约3.0-4.0%,显著增强合金在硫s环境(尤其中等浓度和温度)下的耐蚀性,是其区别于普通不锈钢的核心优势。

钼 (Mo): 含量约2.0-3.0%,提供抗点蚀和缝隙腐蚀能力,特别是在含氯离子环境中。

铌 (Nb): 含量约0.6-1.2%,与碳结合形成稳定碳化铌,极大降低碳化铬在晶界析出的风险,从而赋予合金卓越的抗晶间腐蚀性能(即使在焊接态)。

碳 (C): 含量上限通常≤0.03%(如ASTM标准要求),极低碳含量是保证抗晶间腐蚀的必要条件。

铁 (Fe): 余量,构成基体的主要元素之一。

锰 (Mn)、硅 (Si)、硫 (S)、磷 (P): 为残余元素或少量添加元素(如Mn用于脱氧),含量严格控制以保证纯净度和性能。



四、 关键物理与机械性能

物理性能:

密度:约8.08 g/cm³。

熔点范围:约1350-1400℃。

热膨胀系数:略高于304不锈钢。

导热性:较低。

电阻率:较高。

室温机械性能(典型值,满足ASTM B463/B463M):

抗拉强度:≥620 MPa。

屈服强度 (0.2% 偏移):≥300 MPa。

延伸率:≥30%。

硬度:布氏硬度 (HB) 通常 ≤ 220。

五、加工与制造性能:

冷加工: 可进行冷弯、冲压等操作,但加工硬化率较高,需较大外力,中间需进行退火处理。

热加工: 推荐热加工温度范围为870-1175℃,避免在低熔点相析出敏感区(约650-870℃)长时间停留。

焊接: 焊接性能良好。推荐使用匹配的镍基焊材(如ERNiCrMo-3/Alloy 625焊丝, ENiCrMo-3焊条)。需注意控制热输入和层间温度,焊后通常无需热处理(Nb稳定化有效防止晶间腐蚀)。

热处理: 固溶处理是标准热处理状态,温度范围通常在1035-1120℃,随后快速冷却(水淬)以获得z佳耐蚀性和韧性。



六、 卓越耐腐蚀性能

Alloy20的核心价值在于其宽广的耐蚀范围:

硫s: 在宽广浓度(尤其中等浓度)和温度(低于沸点)下表现优异,远胜于常规不锈钢(如304/316),是处理硫s的理想选择。

磷酸: 具有良好的耐蚀性。

含氯离子环境: 钼和镍的加入赋予其优于304/316不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀能力。

混合酸环境: 如硫s-硝酸混合酸(硝liu混酸),表现良好。

有机酸: 如醋酸、甲酸等。

关键防护机制:

抗晶间腐蚀: 铌稳定化设计使其即使在焊接热影响区也能有效抵抗晶间腐蚀。

抗应力腐蚀开裂 (SCC): 高镍含量显著提高了在含氯离子溶液和苛性碱环境中的抗SCC能力,优于普通奥氏体不锈钢。

局限性: 在强氧化性酸(如浓硝s)或高温( ;500℃)氧化性气氛中性能不及高铬合金;在高温高浓度硫s或含氟化物介质中可能受限。

七、 典型应用领域

厚度10.0mm以下的Alloy20中厚板主要用于制造:

化工及石化设备:硫s回收装置、酸洗设备、反应釜、合成橡胶生产设备、混合酸储罐及管道。

制药工业:反应器、结晶器、干燥设备。

食品加工:醋、柠檬酸等酸性食品加工设备。

海洋工程:海水淡化设备关键部件、泵阀。

其他:热交换器管板、法兰、泵壳、阀门阀体、搅拌器轴及桨叶等。



八、 采购与质量控制关键点

采购员需关注:

明确标准: 合同必须清晰指定执行标准(如AS 63/B463M)。

化学成分保证: 要求供应商提供符合标准的材质报告(如EN 10204 3.1证书),重点核对Ni, Cr, Cu, Mo, Nb, C含量。

力学性能验证: 确保板材实测抗拉强度、屈服强度、延伸率满足标准要求。

尺寸与公差: 确认厚度( ;10.0mm)、宽度、长度及允许偏差符合订单和标准规定。

表面质量: 检查板材表面应无裂纹、折叠、结疤、氧化皮残留等影响使用的缺陷,酸洗状态应色泽均匀。

无损检测 (NDT): 根据最终用途要求,可能需要规定进行超声波检测(UT)以检查内部缺陷。

特殊要求: 如晶间腐蚀试验(如AST ; 262 Practice E - Strauss Test)要求,需在合同中明确。

总结

Alloy20(UNS N08020)中厚板( ;10.0mm)凭借其独特的镍-铬-铜-钼-铌成分体系和由此带来的卓越耐硫s腐蚀性、抗晶间腐蚀/应力腐蚀开裂能力以及良好的加工焊接性,成为处理苛刻腐蚀介质(尤其硫s)的核心工程材料。采购时严格依据ASTM B463等国际标准,把控成分、性能、尺寸和表面质量,并关注材料证书和必要的无损检测,是确保设备长期安全可靠运行的关键。其在化工、制药等领域的核心设备制造中具有不可替代的地位。




详情:

规格参数

  • 行业分类:

    冶金矿产/有色金属合金/镍合金

  • 产品类别:

    英科洛伊

  • 品  牌:

    冶韩,INCONEL,INCOLOY,日本大铜,三宝红铜,宝钢,等

  • 规格型号:

    Alloy 20(UNS N08020)热轧板(厚度4.75mm~10.0mm)

  • 库  存:

    988567

  • 生 产 商:

    上海冶韩金属

  • 产  地:

    中国上海市松江区

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