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La barra Incoloy 20, designada como UNS N08020, número de material W.Nr. 2.4660, y comúnmente conocida como aleación 20, es una aleación austenítica de níquel-hierro-cromo...
La barra Incoloy 20, designada como UNS N08020, número de material W.Nr. 2.4660, y comúnmente conocida como aleación 20, es una aleación austenítica de níquel-hierro-cromo estabilizada con niobio y mejorada con molibdeno y cobre. Se ha diseñado específicamente para ofrecer una resistencia superior al ácido sulfúrico y otros entornos químicos agresivos, en particular los que contienen cloruros y ácido sulfúrico a diversas concentraciones y temperaturas. Esta forma en barra es un material fundamental para el mecanizado de ejes de bombas, vástagos de válvulas, elementos de fijación y componentes de mezcladoras en las industrias de procesamiento químico, farmacéutico y alimentario.
Conocido a menudo como “Carpenter 20” o “Alloy 20 Cb-3”, el Incoloy 20 es una aleación versátil y resistente a la corrosión que sirve de puente entre los aceros inoxidables estándar y las aleaciones con alto contenido en níquel. Su composición está optimizada para resistir la corrosión por tensión inducida por cloruros, la corrosión por picaduras y la corrosión general provocada por el ácido sulfúrico. La adición de niobio (columbio) proporciona estabilización frente a la sensibilización durante la soldadura. Las barras de este material son reconocidas por su fiabilidad en el manejo de corrientes de ácido sulfúrico caliente y mezclas químicas complejas.
La excepcional resistencia a la corrosión de la barra Incoloy 20, especialmente al ácido sulfúrico, es el resultado de sus elementos de aleación cuidadosamente equilibrados. Suministrado por Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd., el material en barra cumple las especificaciones que garantizan su rendimiento en entornos agresivos de procesos húmedos.
| Elemento | Porcentaje (%) – Rango típico | Función principal en la aleación |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | 32.0 - 38.0 | Elemento base para la resistencia a la corrosión; proporciona resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión y a los ambientes reductores. |
| Cromo (Cr) | 19.0 - 21.0 | Proporciona resistencia a los medios oxidantes y protección general contra la corrosión. |
| Hierro (Fe) | Equilibrio (≥ 35,0) | Forma la matriz fundamental de la aleación. |
| Molibdeno (Mo) | 2.0 - 3.0 | Aumenta la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en soluciones de cloruro y mejora la resistencia a los ácidos reductores. |
| Cobre (Cu) | 3.0 - 4.0 | Adición crítica que mejora significativamente la resistencia al ácido sulfúrico, sobre todo en concentraciones intermedias. |
| Niobio (Nb) + Tántalo (Ta) | 8 x %C mín., 1,00 máx. | Elemento estabilizador (como Nb). Evita la sensibilización (precipitación de carburos de cromo) durante la soldadura formando en su lugar carburos de niobio estables. |
| Manganeso (Mn) | 2,00 máx. | Elemento residual, ayuda a la desoxidación. |
| Silicio (Si) | 1,00 máx. | Elemento residual. |
| Carbono (C) | 0,07 máx. | Se mantiene bajo para minimizar la formación de carburos; el exceso de carbono es retenido por el niobio. |
| Fósforo (P) | 0,045 máx. | Control de impurezas. |
| Azufre (S) | 0,035 máx. | Control de impurezas. |
La barra de Incoloy 20 ofrece una buena combinación de resistencia, ductilidad y tenacidad, adecuada para componentes dinámicos en servicio corrosivo. Se suministra en estado recocido en solución.
| Propiedad mecánica | Valor típico a temperatura ambiente (recocido) | ASTM B473 (UNS N08020) Requisito mínimo | Característica clave |
|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 552 – 655 MPa (80 – 95 ksi) | ≥ 552 MPa (80 ksi) | Resistencia adecuada para piezas de presión y estructurales. |
| Límite elástico (0.2% Offset) | 241 – 345 MPa (35 – 50 ksi) | ≥ 241 MPa (35 ksi) | – |
| Alargamiento en 2 pulgadas (50 mm) | ≥ 30% | ≥ 30% | Buena ductilidad para el conformado y la fabricación. |
| Dureza (Rockwell B) | ≤ 100 HRB | – | – |
Las propiedades físicas de la barra de aleación 20 son estándar para las aleaciones de níquel-hierro-cromo y se utilizan en el diseño de equipos.
| Propiedad física | Valor a temperatura ambiente (20°C / 68°F) | Notas / Estado |
|---|---|---|
| Densidad | 8,08 g/cm³ (0,292 lb/pulg³) | – |
| Intervalo de fusión | 1370 – 1400 °C (2500 – 2550 °F) | – |
| Calor específico | 500 J/kg-°C (0,119 BTU/lb-°F) | A 100°C |
| Conductividad térmica | 12,9 W/m-K (89,4 BTU-in/hr-ft²-°F) | A 100°C |
| Coeficiente medio de dilatación térmica | 14,8 μm/m-°C (8,2 μin/in-°F) | 20-100°C (68-212°F) |
| Resistividad eléctrica | 0,99 μΩ-m (39,0 μΩ-in) | A 20°C |
| Módulo de elasticidad (tracción) | 186 GPa (27,0 x 10^6 psi) | A 20°C |
Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. suministra barra de Incoloy 20 en una amplia gama de formas para la industria de procesos químicos.
| Forma del producto | Tamaños estándar | Especificaciones estándar clave | Condiciones comunes de suministro |
|---|---|---|---|
| Barra redonda (laminada en caliente/forjada) | Diámetro de 10 mm (0,4″) a 300 mm (12″) | ASTM B473 (UNS N08020), ASME SB-473, DIN 17742 (W.Nr. 2.4660) | Recocido por disolución (normalmente 925-980°C enfriado con agua) |
| Barra hexagonal | Planos de 10 mm a 80 mm de ancho | ASTM B473, DIN 17742 | Recocido por disolución |
| Barra cuadrada | Anchura de 10 mm a 80 mm | ASTM B473 | Recocido por disolución |
| Barra acabada en frío (estirada/rebastada) | Diámetro de 5 mm a 150 mm | ASTM B473 (estirado en frío) | Recocido por disolución, estirado en frío y liberado de tensiones |
| Palanquilla de forja | Diámetro de 150 mm a 400 mm | ASTM B564 (piezas forjadas), especificaciones del cliente | Recocido por disolución |
Los componentes mecanizados de barra de Incoloy 20 son fundamentales para manipular ácido sulfúrico y otros productos químicos agresivos: Procesado químico: Ejes de bombas, componentes internos de válvulas, agitadores y tubos de intercambiadores de calor para la producción de ácido sulfúrico, operaciones de decapado, producción de fertilizantes fosfatados y fabricación de fibras sintéticas. Industria farmacéutica: Recipientes de reactores, tuberías y sistemas de filtración en los que se requiere alta pureza y resistencia a agentes de limpieza agresivos. Procesado de alimentos: Equipos para la manipulación de productos alimenticios ácidos y soluciones de limpieza. Petróleo y gas: Componentes para servicio agrio (entornos de H2S leve) y manipulación de agua producida que contenga cloruros. Fabricación de plásticos: Equipos para la producción de plásticos y polímeros con catalizadores de cloruro.
El Incoloy 20 es especialmente conocido por su excelente resistencia al ácido sulfúrico en una amplia gama de concentraciones y temperaturas, una propiedad muy reforzada por su contenido en cobre. También resiste los ácidos fosfórico, nítrico y orgánico. La aleación presenta una buena resistencia a las picaduras inducidas por cloruros, a la corrosión por intersticios y al agrietamiento por corrosión bajo tensión, aunque no tan alta como la de los superausteníticos de molibdeno 6%. Su estabilización con niobio la hace muy resistente al ataque intergranular tras la soldadura o la exposición a altas temperaturas, lo que permite utilizarla en estado bruto para muchos servicios.
La barra de Incoloy 20 es fácilmente mecanizable, con unos índices de mecanizabilidad similares o ligeramente superiores a los del acero inoxidable de tipo 316. Se endurece por deformación, por lo que se aplican las prácticas habituales para las aleaciones austeníticas. Se endurece con el trabajo, por lo que se aplican las prácticas habituales para aleaciones austeníticas: utilizar configuraciones rígidas, herramientas de metal duro afiladas, velocidades y avances moderados y abundante refrigerante. Su buena maquinabilidad lo convierte en la opción preferida para fabricar componentes complejos como ejes de bombas y cuerpos de válvulas para servicios corrosivos.
La aleación 20 se considera altamente soldable debido a su estabilización con niobio. Puede soldarse mediante procesos comunes como la soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW/TIG), la soldadura por arco metálico protegido (SMAW/Stick) y la soldadura por arco metálico con gas (GMAW/MIG). Se utilizan metales de aportación adecuados (p. ej., ERNiCrMo-3) o rellenos de aleación 20 específicos. El niobio evita eficazmente la sensibilización en la zona afectada por el calor de la soldadura, haciendo innecesario el tratamiento térmico posterior a la soldadura para la resistencia a la corrosión en la mayoría de las aplicaciones, lo que supone una importante ventaja de fabricación.
El precio de la barra de Incoloy 20 de Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. está influido por su contenido en níquel y su papel establecido como aleación versátil de gama media resistente a la corrosión.
| Factor de fijación de precios | Repercusión en el precio de referencia | Orientaciones para la contratación pública |
|---|---|---|
| Contenido en níquel y aleaciones | El contenido de níquel (~35%) es el principal factor de coste. El cobre y el molibdeno también contribuyen. Su precio suele ser inferior al de las aleaciones con alto contenido de níquel, como Hastelloy, pero superior al de los aceros inoxidables estándar. | La aleación 20 ofrece una excelente relación rendimiento/coste para el ácido sulfúrico y el servicio químico general, siendo a menudo el material adecuado más económico para la aplicación. |
| Volumen y disponibilidad | Al ser una aleación ampliamente especificada en la IPC, se produce en volúmenes significativos, lo que se traduce en precios estables y una buena disponibilidad para las formas estándar. | La compra de barra redonda laminada en caliente estándar en stock en Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd. suele ofrecer la mejor combinación de precio y plazo de entrega. |
| Forma y condición | Las barras acabadas en frío para mecanizado de precisión y grandes piezas de forja son más caras. Las barras laminadas en caliente recocidas por disolución son las más económicas. | Para la mayoría de las aplicaciones, se especifica la barra redonda recocida laminada en caliente. La barra estirada en frío puede especificarse para el atornillado automático de elementos de fijación. |
| Certificación y pruebas | La certificación estándar ASTM B473 es típica. Los requisitos de ensayos de corrosión intergranular (por ejemplo, ASTM A262 Práctica E) o datos específicos de ensayos de corrosión con ácido sulfúrico pueden añadir un pequeño recargo. | Para la construcción según código (ASME), basta con el MTR estándar. Los ensayos especiales solo deben especificarse si así lo exige la especificación del cliente o para aplicaciones no estándar. |
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