Alloy 20 (Carpenter 20) – UNS N08020
Niob-stabilisierte Fe-Ni-Cr-Mo-Cu-Legierung
Austenitische Fe-Ni-Cr-Legierung mit Mo, Cu und Nb, entwickelt für Schwefelsäure. Das hohe Ni (32–38 %) verleiht hohe Beständigkeit gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion; Nb stabilisiert gegen interkristalline Korrosion. Von ASTM als Nickellegierung (B-Reihe) eingestuft.
Bezeichnungen und Entsprechungen
| System | Bezeichnung |
|---|---|
| UNS | N08020 |
| W.Nr./EN | 2.4660 (NiCr20CuMo) |
| DIN | NiCr20CuMo |
| Handelsnamen | Carpenter 20Cb-3, Incoloy 020, Nicrofer 3620 Nb |
| Weitere | Alloy 20 |
Normen nach Lieferform
| Form | Norm |
|---|---|
| Stab | ASTM B473 / ASME SB-473 |
| Schmiedestück/Flansch | ASTM B462 |
| Blech | ASTM B463 |
| Rohr | ASTM B464 / B468 / B729 |
| Formstücke | ASTM B366 |
Toleranzen und Zolltarifnummern
- Geschmiedete Stäbe (rund und vierkant): Bearbeitungszugabe von 2 mm (Ø 6–16 mm) bis 24 mm (Ø 400–500 mm) auf den Durchmesser. Z. B. fertig Ø 100–125 mm: +7 mm, Toleranz +6 / −0 (Länge bis 3.500 mm).
- Geschmiedete Scheiben: Zugabe von 4 bis 9 mm auf den Durchmesser und 3 bis 11 mm auf die Höhe, nur positive Toleranz.
- Zuschnitt und Zerspanung: Bandsäge −0 / +5 bis +15 mm auf die Länge; Wasserstrahl +10 % der Dicke auf den Durchmesser (mind. 2 mm); zerspante Teile −0 / +2 bis +5 mm auf den Durchmesser. Vollständige Tabellen ansehen (INF 002 und INF 003, für alle Legierungen gleich).
| Form | NCM (Brasilien, 8 Stellen) | HS (international, 6 Stellen) | HTS (USA, 10 Stellen)* | KN (Europäische Union, 8 Stellen)* |
|---|---|---|---|---|
| Geschmiedeter Stab | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Warmgewalzter Stab | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Blech (> 10 mm, Breite ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Nahtloses Rohr | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Geschweißtes Rohr | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Flansch und Fitting | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Zolltarifklasse: nichtrostender Stahl (nach chemischer Zusammensetzung, gemäß den Anmerkungen zu Kapitel 72 und Anmerkung 5 zu Abschnitt XV). Fe-Ni-Cr-Legierung, in der Eisen gewichtsmäßig überwiegt: nach Anmerkung 5 zu Abschnitt XV und Anmerkung 1(e) zu Kapitel 72 wird sie als nichtrostender Stahl eingereiht (7219, 7222, 7304), nicht als Nickellegierung nach Kapitel 75.
*: US- und EU-Codes zur Orientierung. NCM nach geltendem Recht (Allgemeine Vorschriften für die Auslegung, Anmerkungen zu den Kapiteln 72, 74 und 75 sowie Anmerkung 5 zu Abschnitt XV). Bestätigen Sie den endgültigen Code mit Ihrem Zollagenten anhand von Größe und Ausführung des Artikels. HS = die ersten 6 Stellen der NCM.
Chemische Zusammensetzung (%)
ASTM B473
| Element | Bereich (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,07 |
| Mn | ≤ 2,00 |
| P | ≤ 0,045 |
| S | ≤ 0,035 |
| Si | ≤ 1,00 |
| Cr | 19,0 – 21,0 |
| Ni | 32,0 – 38,0 |
| Mo | 2,00 – 3,00 |
| Cu | 3,00 – 4,00 |
| Nb (+Ta) | 8×C – 1,00 |
| Fe | Rest |
PREN von Alloy 20 (Carpenter 20) im PREN-Rechner berechnen →
Mechanische Eigenschaften
Stabilisierungsgeglüht (ASTM B473)
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Streckgrenze (0,2 %) | ≥ 241 MPa |
| Zugfestigkeit | ≥ 551 MPa |
| Bruchdehnung | ≥ 30 % |
| Brucheinschnürung | ≥ 50 % |
| Kaltverfestigt (≤ 50,8 mm) | Rm ≥ 620 MPa; Rp0,2 ≥ 414 MPa; A ≥ 15 % |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Dichte | 8,08 g/cm³ |
| Schmelzbereich | ≈ 1.357 – 1.430 °C |
| Elastizitätsmodul | ≈ 193 GPa |
| Wärmeleitfähigkeit (20 °C) | ≈ 12 W/m·K |
| Wärmeausdehnung (20–100 °C) | ≈ 14,7 µm/m·K |
Gewicht von Stab, Blech oder Rohr aus Alloy 20 (Carpenter 20) berechnen →
Wärmebehandlung, Schweißen und Zerspanung
| Punkt | Übliche Praxis |
|---|---|
| Einsatztemperatur | Korrosiver Einsatz bis ≈ 425 °C (üblicher ASME-Auslegungsgrenzwert für N08020; Ausgabe des Regelwerks prüfen). |
| Wärmebehandlung | Stabilisierungsglühen bei 927 – 1.010 °C (1.700 – 1.850 °F), ≈ 30 min je Zoll, Wasserabkühlung. Schmieden zwischen ≈ 1.150 und 1.230 °C, ohne Umformung unterhalb von ≈ 980 °C. |
| Schweißen | Gut. Zusatz AWS ER320LR / E320LR; zum Verbinden mit Ni-Legierungen oder 316 ERNiCrMo-3. |
| Zerspanung | Zerspanbarkeit schlechter als bei Kohlenstoffstahl: Der Werkstoff verfestigt schnell. Scharfe Werkzeuge, positiven Spanwinkel, konstanten Vorschub ohne „Reiben“ und reichlich Kühlschmierstoff verwenden. Verhalten ähnlich wie Nickellegierungen. |
Freiformschmiedestück aus Alloy 20 (Carpenter 20) planen: Umformgrad, Schlankheit und die zu liefernde Materialmenge →Zuschnittplan des Blocks oder Stabs simulieren →
Schweißzusatz zum Schweißen
Die Drahtzusammensetzung ist meist nicht mit dem Werkstoff identisch: Jede Seite erklärt, warum.
Typische Anwendungen
- Schwefelsäure (Herstellung, Beizen, Mischer)
- Feinchemie, Pharma und Lösungsmittel
- Kunststoffe, Synthesekautschuk und Sprengstoffe
- Gaswäscher
- Pumpen, Armaturen und Wellen in sauren Medien
- Lebensmittel und Farbstoffe
Alternativen: 904L für verdünnte Schwefelsäure bei geringeren Kosten; Incoloy 825 mit mehr Ni und Mo; C-276/Hastelloy für Mischsäuren mit Chloriden und Reduktionsmitteln.
Legierungen nach korrosivem Medium, Konzentration und Temperatur vergleichen →
Alloy 20 (Carpenter 20): vollständiger Leitfaden
Was Alloy 20 ist
Alloy 20 entstand in den 1950er Jahren als superaustenitischer nichtrostender Stahl für Schwefelsäure; heute ordnet ASTM ihn unter den Nickellegierungen ein, in der UNS-Reihe N080xx, obwohl Eisen weiterhin das mengenmäßig größte Element ist. Die niobstabilisierte Version 20Cb-3 ist die einzige, die heute hergestellt wird, und diejenige, die ASTM B473 (Stab) und B462 (Schmiedestücke) abdecken.
Chemische Zusammensetzung und Rolle der Elemente
Kupfer (3 – 4 %) ist das Element, das Beständigkeit gegen Schwefelsäure verleiht, ein reduzierendes Medium, in dem Chrom allein nicht schützt. Das hohe Nickel (32 – 38 %) stabilisiert den Austenit und verleiht praktische Immunität gegen chloridinduzierte Spannungsrisskorrosion. Molybdän verbessert die Lochkorrosionsbeständigkeit, und Niob bindet in einer Menge von mindestens dem Achtfachen des Kohlenstoffs den Kohlenstoff und verhindert die Sensibilisierung beim Schweißen.
Korrosion und Einsatzgrenzen
Alloy 20 ist beständig gegen Schwefelsäure in allen Konzentrationen bis etwa 60 °C, gegen Phosphorsäure, Salpetersäure und Medien mit mäßigen Chloriden, bei einer PREN von 26 bis 31. Es ist keine warmfeste Legierung: Der übliche Auslegungsgrenzwert liegt bei etwa 425 °C. Für Salzsäure und reduzierende Schwefelsäure sind Nickel-Molybdän-Legierungen wie Hastelloy B-2 die Wahl.
Anwendungen
Pumpen, Armaturen, Wellen und Rührwerke für Schwefelsäure, Behälter und Wärmeübertrager für die chemische und die Düngemittelindustrie, Entschwefelungsanlagen, Pharma- und Lebensmittelverarbeitung, Bauteile von Zellstoffwerken. Für aggressive Chloride 904L oder 254 SMO.
Lieferformen und Dustre-Leistungen
Rundstäbe und Blöcke, im Freiformschmieden geschmiedet, auf der Bandsäge auf Maß geschnitten, mit Schrupp- oder Schlicht-Bearbeitung, Lösungsglühen in eigenen Öfen sowie Härte-, Zug- und Kerbschlag-Prüfungen. Alle Werkstoffe werden mit Abnahmeprüfzeugnis 3.1 und Schmelzenrückverfolgbarkeit geliefert.
Häufig gestellte Fragen
Wie ist die chemische Zusammensetzung von Alloy 20 (Carpenter 20)?
Nach ASTM B473: C ≤ 0,07; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,045; S ≤ 0,035; Si ≤ 1,00; Cr 19,0 – 21,0.
Welche Normen gelten für Alloy 20 (Carpenter 20)?
Stab: ASTM B473 / ASME SB-473. Schmiedestück/Flansch: ASTM B462. Blech: ASTM B463. Rohr: ASTM B464 / B468 / B729. Formstücke: ASTM B366.
Bis zu welcher Temperatur kann Alloy 20 (Carpenter 20) eingesetzt werden?
Korrosiver Einsatz bis ≈ 425 °C (üblicher ASME-Auslegungsgrenzwert für N08020; Ausgabe des Regelwerks prüfen).
Welche Werkstoffe können Alloy 20 (Carpenter 20) ersetzen?
904L für verdünnte Schwefelsäure bei geringeren Kosten; Incoloy 825 mit mehr Ni und Mo; C-276/Hastelloy für Mischsäuren mit Chloriden und Reduktionsmitteln.
Ist Alloy 20 ein Edelstahl?
Es begann als superaustenitischer nichtrostender Stahl für Schwefelsäure, doch heute ordnet ASTM Alloy 20 unter den Nickellegierungen ein (UNS N08020), weil es 32 bis 38 % Nickel enthält. Eisen ist weiterhin das mengenmäßig größte Element.
Wofür wird Alloy 20 verwendet?
Vor allem für Anlagen mit Schwefelsäure: Pumpen, Armaturen, Behälter und Rohrleitungen. Es wird auch bei Phosphorsäure, Salpetersäure und Medien mit mäßigen Chloriden eingesetzt.
Sind Carpenter 20 und Alloy 20 dieselbe Legierung?
Ja. Carpenter 20 (20Cb-3) ist der ursprüngliche Handelsname; Alloy 20 und UNS N08020 sind die allgemeinen Bezeichnungen derselben Legierung.
Wo kann man Alloy 20 (Carpenter 20) in Brasilien kaufen?
Dustre liefert Alloy 20 (Carpenter 20) als Stab, Blech, Rohr, Block sowie als geschmiedete oder zerspante Teile, vorbehaltlich der Verfügbarkeit und mit Qualitätszeugnis. Hauptsitz in Osasco/SP, Niederlassungen in Joinville/SC und Baixo Guandu/ES, Lieferung in ganz Brasilien. Für ein Angebot schreiben Sie Helena, unserer Assistentin, per WhatsApp unter +55 11 98649-0075 oder an [email protected].
