

La barre Incoloy 20, désignée par UNS N08020, numéro de matériau W.Nr. 2.4660, et communément appelée Alloy 20, est un alliage austénitique nickel-fer-chrome...
La barre Incoloy 20, désignée par UNS N08020, numéro de matériau W.Nr. 2.4660, et communément connue sous le nom d'alliage 20, est un alliage austénitique nickel-fer-chrome stabilisé avec du niobium et renforcé avec du molybdène et du cuivre. Il est spécialement conçu pour offrir une résistance supérieure à l'acide sulfurique et à d'autres environnements chimiques agressifs, en particulier ceux qui contiennent des chlorures et de l'acide sulfurique à diverses concentrations et températures. Cette forme de barre est un matériau de base pour l'usinage d'arbres de pompes, de tiges de vannes, d'attaches et de composants de mélangeurs dans les industries chimiques, pharmaceutiques et alimentaires.

Souvent désigné sous les noms de “ Carpenter 20 ” ou “ Alloy 20 Cb-3 ”, l’Incoloy 20 est un alliage polyvalent résistant à la corrosion qui se situe à mi-chemin entre les aciers inoxydables standard et les alliages à haute teneur en nickel. Sa composition est optimisée pour résister à la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures, à la corrosion par piqûres et à la corrosion générale provoquée par l’acide sulfurique. L’ajout de niobium (columbium) assure une stabilisation contre la sensibilisation lors du soudage. Les barres en Incoloy 20 sont réputées pour leur fiabilité dans la manipulation de flux d’acide sulfurique chaud et de mélanges chimiques complexes.
La résistance exceptionnelle à la corrosion des barres en Incoloy 20, en particulier à l'acide sulfurique, est le résultat d'un savant équilibre entre les éléments d'alliage. Fournies par Shanghai NC Metal Materials Co., Ltd, ces barres répondent à des spécifications qui garantissent leur performance dans des environnements agressifs de traitement par voie humide.
| Élément | Pourcentage (%) – Plage typique | Fonction principale dans l'alliage |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | 32.0 - 38.0 | Élément de base pour la résistance à la corrosion ; offre une résistance à la corrosion fissurante sous contrainte et aux environnements réducteurs. |
| Chrome (Cr) | 19.0 - 21.0 | Offre une résistance aux milieux oxydants et une protection générale contre la corrosion. |
| Fer (Fe) | Équilibre (≥ 35.0) | Forme la matrice fondamentale de l'alliage. |
| Molybdène (Mo) | 2.0 - 3.0 | Améliore la résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses dans les solutions de chlorure et améliore la résistance aux acides réducteurs. |
| Cuivre (Cu) | 3.0 - 4.0 | Ajout critique qui améliore considérablement la résistance à l'acide sulfurique, en particulier dans les concentrations intermédiaires. |
| Niobium (Nb) + Tantale (Ta) | 8 x %C min, 1,00 max | Élément stabilisateur (en tant que Nb). Empêche la sensibilisation (précipitation de carbure de chrome) pendant le soudage en formant des carbures de niobium stables à la place. |
| Manganèse (Mn) | 2.00 max | Élément résiduel, aide à la désoxydation. |
| Silicium (Si) | 1,00 max | Élément résiduel. |
| Carbone (C) | 0,07 max | La teneur en carbone est maintenue à un niveau bas pour minimiser la formation de carbures ; l'excès de carbone est absorbé par le niobium. |
| Phosphore (P) | 0,045 max | Contrôle des impuretés. |
| Soufre (S) | 0,035 max | Contrôle des impuretés. |
La barre en Incoloy 20 offre une bonne combinaison de résistance, de ductilité et de ténacité, convenant aux composants dynamiques en service corrosif. Elle est fournie à l'état recuit de mise en solution.
| Propriété mécanique | Valeur typique à température ambiante (recuit) | ASTM B473 (UNS N08020) Exigence minimale | Caractéristiques principales |
|---|---|---|---|
| Résistance à la traction | 552 – 655 MPa (80 – 95 ksi) | ≥ 552 MPa (80 ksi) | Résistance adéquate pour la pression et les parties structurelles. |
| Limite d'élasticité (décalage de 0,2%) | 241 – 345 MPa (35 – 50 ksi) | ≥ 241 MPa (35 ksi) | – |
| Allongement en 2 pouces (50mm) | ≥ 30% | ≥ 30% | Bonne ductilité pour le formage et la fabrication. |
| Dureté (Rockwell B) | ≤ 100 HRB | – | – |
Les propriétés physiques des barres en alliage 20 sont standard pour les alliages de nickel-fer-chrome et sont utilisées dans la conception des équipements.
| Propriété physique | Valeur à température ambiante (20°C / 68°F) | Notes / Condition |
|---|---|---|
| Densité | 8,08 g/cm³ (0,292 lb/in³) | – |
| Plage de fusion | 1 370 – 1 400 °C (2 500 – 2 550 °F) | – |
| Chaleur spécifique | 500 J/kg-°C (0,119 BTU/lb-°F) | A 100°C |
| Conductivité thermique | 12,9 W/m-K (89,4 BTU-in/hr-ft²-°F) | A 100°C |
| Coefficient moyen de dilatation thermique | 14,8 μm/m-°C (8,2 μin/in-°F) | 20-100°C (68-212°F) |
| Résistivité électrique | 0,99 μΩ-m (39,0 μΩ-in) | A 20°C |
| Module d'élasticité (traction) | 186 GPa (27.0 x 10^6 psi) | A 20°C |
Shanghai NC Metal Materials Co. fournit des barres Incoloy 20 dans une gamme complète de formes pour l'industrie des procédés chimiques.
| Forme du produit | Gamme de tailles standard | Principales spécifications standard | Conditions d'approvisionnement courantes |
|---|---|---|---|
| Barre ronde (laminée à chaud/forgée) | Diamètre de 10 mm (0,4 pouce) à 300 mm (12 pouces) | ASTM B473 (UNS N08020), ASME SB-473, DIN 17742 (W.Nr. 2.4660) | Recuit de mise en solution (typiquement 925-980°C trempe à l'eau) |
| Barre hexagonale | Plats transversaux de 10 mm à 80 mm | ASTM B473, DIN 17742 | Recuit de mise en solution |
| Barre carrée | 10mm à 80mm Largeur | ASTM B473 | Recuit de mise en solution |
| Barres finies à froid (étirées/montées) | Diamètre de 5 mm à 150 mm | ASTM B473 (étiré à froid) | Recuit de mise en solution, étiré à froid et détendu |
| Billet de forge | 150 mm à 400 mm de diamètre | ASTM B564 (pièces forgées), spécifications du client | Tel que forgé, recuit de mise en solution |
Les composants usinés en barres Incoloy 20 sont essentiels pour manipuler l'acide sulfurique et d'autres produits chimiques agressifs : Traitement chimique: Arbres de pompes, vannes internes, agitateurs et tubes d'échangeurs de chaleur pour la production d'acide sulfurique, les opérations de décapage, la production d'engrais phosphatés et la fabrication de fibres synthétiques. Industrie pharmaceutique: Cuves de réacteurs, tuyauteries et systèmes de filtration nécessitant une grande pureté et une résistance aux agents nettoyants agressifs. Transformation des aliments: Équipement pour la manipulation de produits alimentaires acides et de solutions de nettoyage. Pétrole et gaz: Composants pour service acide (environnements H2S doux) et traitement de l'eau produite contenant des chlorures. Fabrication de matières plastiques: Équipement pour la production de plastiques et de polymères utilisant des catalyseurs à base de chlorure.
L'Incoloy 20 est particulièrement réputé pour son excellente résistance à l'acide sulfurique dans une large gamme de concentrations et de températures, une propriété grandement renforcée par sa teneur en cuivre. Il résiste également aux acides phosphoriques, nitriques et organiques. L'alliage présente une bonne résistance aux piqûres induites par le chlorure, à la corrosion caverneuse et à la corrosion fissurante sous contrainte, bien qu'elle ne soit pas aussi élevée que celle des super-austénitiques au molybdène 6%. Sa stabilisation au niobium le rend très résistant aux attaques intergranulaires après soudage ou exposition à des températures élevées, ce qui permet de l'utiliser à l'état soudé pour de nombreux services.
Les barres en Incoloy 20 sont facilement usinables, avec des taux d'usinabilité similaires ou légèrement supérieurs à ceux de l'acier inoxydable de type 316. Il se durcit sous l'effet de la chaleur, de sorte que les pratiques habituelles pour les alliages austénitiques s'appliquent : utiliser des montages rigides, des outils en carbure tranchants, des vitesses et des avances modérées, et un liquide de refroidissement abondant. Sa bonne usinabilité en fait un choix privilégié pour la production de composants complexes tels que les arbres de pompes et les corps de vannes pour les services corrosifs.
L'alliage 20 est considéré comme hautement soudable en raison de sa stabilisation au niobium. Il peut être soudé à l'aide de procédés courants tels que le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW/TIG), le soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW/Stick) et le soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW/MIG). Des métaux d'apport adaptés (par exemple, ERNiCrMo-3) ou des matériaux d'apport spécifiques à l'alliage 20 sont utilisés. Le niobium empêche efficacement la sensibilisation dans la zone affectée thermiquement par la soudure, ce qui rend inutile le traitement thermique post-soudure pour la résistance à la corrosion dans la plupart des applications, ce qui constitue un avantage significatif en termes de fabrication.
Le prix de la barre Incoloy 20 de Shanghai NC Metal Materials Co. est influencé par sa teneur en nickel et son rôle établi en tant qu'alliage polyvalent de milieu de gamme résistant à la corrosion.
| Facteur de tarification | Impact sur le prix de référence | Orientations en matière de passation de marchés |
|---|---|---|
| Nickel et alliages | La teneur en nickel (~35%) est le principal facteur de coût. Les ajouts de cuivre et de molybdène y contribuent également. Son prix est généralement inférieur à celui des alliages à forte teneur en nickel comme l'Hastelloy, mais supérieur à celui des aciers inoxydables standard. | L'alliage 20 offre un excellent rapport performance/coût pour l'acide sulfurique et les applications chimiques générales, et constitue souvent le matériau le plus économique pour l'application. |
| Volume et disponibilité | En tant qu'alliage de base largement spécifié dans l'IPC, il est produit en volumes importants, ce qui se traduit par des prix stables et une bonne disponibilité pour les formes standard. | L'achat de barres rondes laminées à chaud standard en stock chez Shanghai NC Metal Materials Co. offre généralement la meilleure combinaison de prix et de délai de livraison. |
| Forme et conditions | Les barres finies à froid pour l'usinage de précision et les grandes pièces forgées sont plus chères. Les barres laminées à chaud à recuit de mise en solution constituent l'état standard le plus économique. | Pour la majorité des applications, les barres rondes laminées à chaud et recuites sont spécifiées. Les barres étirées à froid peuvent être spécifiées pour le décolletage automatique des éléments de fixation. |
| Certification et essais | La certification standard ASTM B473 est typique. Les exigences relatives aux essais de corrosion intergranulaire (par exemple, ASTM A262 Practice E) ou les données d'essais spécifiques de corrosion à l'acide sulfurique peuvent ajouter une petite prime. | Pour les constructions conformes au code (ASME), l'essai MTR standard est suffisant. Les essais spéciaux ne doivent être spécifiés que si la spécification du client l'exige ou pour des applications non standard. |
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