Alloy 20 (Carpenter 20) – UNS N08020
Aleación Fe-Ni-Cr-Mo-Cu estabilizada con niobio
Aleación austenítica Fe-Ni-Cr con Mo, Cu y Nb, desarrollada para ácido sulfúrico. El alto Ni (32–38%) da alta resistencia a la fisuración por corrosión bajo tensión por cloruros; el Nb estabiliza contra la corrosión intergranular. Clasificada por la ASTM como aleación de níquel (serie B).
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | N08020 |
| W.Nr./EN | 2.4660 (NiCr20CuMo) |
| DIN | NiCr20CuMo |
| Denominación comercial | Carpenter 20Cb-3, Incoloy 020, Nicrofer 3620 Nb |
| Otras | Alloy 20 |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B473 / ASME SB-473 |
| Forja/brida | ASTM B462 |
| Chapa | ASTM B463 |
| Tubo | ASTM B464 / B468 / B729 |
| Conexiones | ASTM B366 |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barra laminada en caliente | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Tubo sin costura | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tubo con costura | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Brida y conexión | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Clase arancelaria: acero inoxidable (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV). Aleación Fe-Ni-Cr en la que predomina el hierro en peso: según la Nota 5 de la Sección XV y la Nota 1(e) del Capítulo 72, se clasifica como acero inoxidable (7219, 7222, 7304), no como aleación de níquel del Capítulo 75.
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM B473
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| 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 | resto |
Calcule el PREN de Alloy 20 (Carpenter 20) en la calculadora de PREN →
Propiedades mecánicas
Recocido de estabilización (ASTM B473)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite de fluencia (0,2%) | ≥ 241 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 551 MPa |
| Alargamiento | ≥ 30% |
| Reducción de área | ≥ 50% |
| Trabajado en frío (≤ 50,8 mm) | Rm ≥ 620 MPa; Rp0.2 ≥ 414 MPa; A ≥ 15% |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 8,08 g/cm³ |
| Rango de fusión | ≈ 1.357 – 1.430 °C |
| Módulo de elasticidad | ≈ 193 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | ≈ 12 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | ≈ 14,7 µm/m·K |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de Alloy 20 (Carpenter 20) →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Servicio corrosivo hasta ≈ 425 °C (límite de diseño ASME habitual para el N08020; confirmar la edición del código). |
| Tratamiento térmico | Recocido de estabilización a 927 – 1.010 °C (1.700 – 1.850 °F), ≈ 30 min por pulgada, enfriamiento en agua. Forja entre ≈ 1.150 y 1.230 °C, sin trabajar por debajo de ≈ 980 °C. |
| Soldadura | Buena. Consumible AWS ER320LR / E320LR; para unión con aleaciones de Ni o 316, ERNiCrMo-3. |
| Mecanizado | Maquinabilidad inferior a la del acero al carbono: endurece rápidamente por deformación; usar herramientas afiladas, ángulo de desprendimiento positivo, avance constante sin 'roce' y abundante refrigerante. Comportamiento similar al de las aleaciones de níquel. |
Planifique un forjado libre en Alloy 20 (Carpenter 20): reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Ácido sulfúrico (producción, decapado, mezcladores)
- Química fina, farmacéutica y solventes
- Plásticos, caucho sintético y explosivos
- Lavadores de gases
- Bombas, válvulas y ejes en medios ácidos
- Alimentos y colorantes
Alternativas: 904L para ácido sulfúrico diluido a menor costo; Incoloy 825 con más Ni y Mo; C-276/Hastelloy para ácidos mixtos con cloruros y agentes reductores.
Compare aleaciones por medio corrosivo, concentración y temperatura →
Alloy 20 (Carpenter 20): guía completa
Qué es el Alloy 20
El Alloy 20 nació en la década de 1950 como un acero inoxidable superaustenítico para ácido sulfúrico; hoy la ASTM lo clasifica entre las aleaciones de níquel, en la serie UNS N080xx, aunque el hierro sigue siendo el elemento presente en mayor cantidad. La versión estabilizada con niobio, 20Cb-3, es la única que se fabrica hoy y es la cubierta por la ASTM B473 (barra) y la B462 (forjados).
Composición química y función de los elementos
El cobre (3 – 4%) es el elemento que da resistencia al ácido sulfúrico, un medio reductor en el que el cromo por sí solo no protege. El alto níquel (32 – 38%) estabiliza la austenita y da una inmunidad práctica a la fisuración por corrosión bajo tensión por cloruros. El molibdeno mejora la resistencia a las picaduras y el niobio, en una cantidad de al menos ocho veces el carbono, fija el carbono y evita la sensibilización en la soldadura.
Corrosión y límites de uso
El Alloy 20 resiste el ácido sulfúrico en todas las concentraciones hasta unos 60 °C, el ácido fosfórico, el ácido nítrico y medios con cloruros moderados, con un PREN de 26 a 31. No es una aleación resistente al calor: el límite de diseño habitual es de unos 425 °C. Para ácido clorhídrico y ácido sulfúrico reductor, la opción son las aleaciones níquel-molibdeno como el Hastelloy B-2.
Aplicaciones
Bombas, válvulas, ejes y agitadores para ácido sulfúrico, tanques e intercambiadores de calor para las industrias química y de fertilizantes, equipos de desulfuración, procesamiento farmacéutico y de alimentos, componentes de plantas de celulosa. Para cloruros severos, 904L o 254 SMO.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, solubilización en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se suministra con certificado de inspección 3,1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de Alloy 20 (Carpenter 20)?
Según ASTM B473: C ≤ 0,07; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,045; S ≤ 0,035; Si ≤ 1,00; Cr 19,0 – 21,0.
¿Qué normas cubren Alloy 20 (Carpenter 20)?
Barra: ASTM B473 / ASME SB-473. Forja/brida: ASTM B462. Chapa: ASTM B463. Tubo: ASTM B464 / B468 / B729. Conexiones: ASTM B366.
¿Hasta qué temperatura se puede usar Alloy 20 (Carpenter 20)?
Servicio corrosivo hasta ≈ 425 °C (límite de diseño ASME habitual para el N08020; confirmar la edición del código).
¿Qué materiales pueden sustituir a Alloy 20 (Carpenter 20)?
904L para ácido sulfúrico diluido a menor costo; Incoloy 825 con más Ni y Mo; C-276/Hastelloy para ácidos mixtos con cloruros y agentes reductores.
¿El Alloy 20 es un acero inoxidable?
Comenzó como un inoxidable superaustenítico para ácido sulfúrico, pero hoy la ASTM clasifica el Alloy 20 entre las aleaciones de níquel (UNS N08020), porque tiene de 32 a 38% de níquel. El hierro sigue siendo el elemento presente en mayor cantidad.
¿Para qué se usa el Alloy 20?
Principalmente para equipos de ácido sulfúrico: bombas, válvulas, tanques y tuberías. También se usa con ácido fosfórico, ácido nítrico y medios con cloruros moderados.
¿Carpenter 20 y Alloy 20 son la misma aleación?
Sí. Carpenter 20 (20Cb-3) es el nombre comercial original; Alloy 20 y UNS N08020 son las designaciones genéricas de la misma aleación.
¿Dónde comprar Alloy 20 (Carpenter 20) en Brasil?
Dustre suministra Alloy 20 (Carpenter 20) en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
