Alloy 20 (Carpenter 20) – UNS N08020
Alliage Fe-Ni-Cr-Mo-Cu stabilisé au niobium
Alliage austénitique Fe-Ni-Cr avec Mo, Cu et Nb, développé pour l'acide sulfurique. Le Ni élevé (32–38 %) confère une grande résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte en présence de chlorures ; le Nb stabilise contre la corrosion intergranulaire. Classé par l'ASTM comme alliage de nickel (série B).
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | N08020 |
| W.Nr./EN | 2.4660 (NiCr20CuMo) |
| DIN | NiCr20CuMo |
| Appellations commerciales | Carpenter 20Cb-3, Incoloy 020, Nicrofer 3620 Nb |
| Autres | Alloy 20 |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Barre | ASTM B473 / ASME SB-473 |
| Pièce forgée/bride | ASTM B462 |
| Tôle forte | ASTM B463 |
| Tube | ASTM B464 / B468 / B729 |
| Raccords | ASTM B366 |
Tolérances et codes SH
- Barres forgées (rondes et carrées) : surépaisseur d'usinage de 2 mm (Ø 6–16 mm) à 24 mm (Ø 400–500 mm) sur le diamètre. Ex. : Ø 100–125 mm fini : +7 mm, tolérance +6 / −0 (longueur jusqu'à 3.500 mm).
- Disques forgés : surépaisseur de 4 à 9 mm sur le diamètre et de 3 à 11 mm sur la hauteur, tolérance en plus uniquement.
- Découpe et usinage : scie à ruban −0 / +5 à +15 mm en longueur ; jet d'eau +10 % de l'épaisseur sur le diamètre (min. 2 mm) ; pièces usinées −0 / +2 à +5 mm sur le diamètre. Voir les tableaux complets (INF 002 et INF 003, identiques pour tous les alliages).
| Forme | NCM (Brésil, 8 chiffres) | SH (international, 6 chiffres) | HTS (États-Unis, 10 chiffres)* | NC (Union européenne, 8 chiffres)* |
|---|---|---|---|---|
| Barre forgée | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barre laminée à chaud | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Tôle (> 10 mm, largeur ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Tube sans soudure | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tube soudé | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Bride et raccord | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Classe tarifaire : acier inoxydable (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV). Alliage Fe-Ni-Cr dans lequel le fer prédomine en masse : selon la Note 5 de la Section XV et la Note 1(e) du Chapitre 72, il est classé comme acier inoxydable (7219, 7222, 7304), et non comme alliage de nickel du Chapitre 75.
* : codes américains et européens à titre indicatif. NCM selon la législation en vigueur (Règles générales pour l'interprétation, Notes des Chapitres 72, 74 et 75 et Note 5 de la Section XV). Confirmez le code définitif auprès de votre transitaire en douane selon la taille et la finition de l'article. SH = 6 premiers chiffres de la NCM.
Composition chimique (%)
ASTM B473
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| 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 | reste |
Calculer le PREN de Alloy 20 (Carpenter 20) dans le calculateur de PREN →
Propriétés mécaniques
Recuit de stabilisation (ASTM B473)
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2 %) | ≥ 241 MPa |
| Résistance à la traction | ≥ 551 MPa |
| Allongement | ≥ 30 % |
| Striction | ≥ 50 % |
| Écroui (≤ 50,8 mm) | Rm ≥ 620 MPa ; Rp0.2 ≥ 414 MPa ; A ≥ 15 % |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 8,08 g/cm³ |
| Plage de fusion | ≈ 1.357 – 1.430 °C |
| Module d'élasticité | ≈ 193 GPa |
| Conductivité thermique (20 °C) | ≈ 12 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | ≈ 14,7 µm/m·K |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Alloy 20 (Carpenter 20) →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Service en corrosion jusqu'à ≈ 425 °C (limite de calcul ASME usuelle pour le N08020 ; vérifier l'édition du code). |
| Traitement thermique | Recuit de stabilisation à 927 – 1.010 °C (1.700 – 1.850 °F), ≈ 30 min par pouce, refroidissement à l'eau. Forgeage entre ≈ 1.150 et 1.230 °C, sans travail en dessous de ≈ 980 °C. |
| Soudage | Bonne. Produit d'apport AWS ER320LR / E320LR ; pour l'assemblage avec des alliages de Ni ou du 316, ERNiCrMo-3. |
| Usinage | Usinabilité inférieure à celle de l'acier au carbone : il durcit rapidement par écrouissage ; utiliser des outils affûtés, un angle de coupe positif, une avance constante sans « frottement » et un arrosage abondant. Comportement similaire à celui des alliages de nickel. |
Planifier un forgeage libre en Alloy 20 (Carpenter 20) : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Applications typiques
- Acide sulfurique (production, décapage, mélangeurs)
- Chimie fine, pharmacie et solvants
- Plastiques, caoutchouc synthétique et explosifs
- Laveurs de gaz
- Pompes, vannes et arbres en milieux acides
- Alimentaire et colorants
Alternatives : 904L pour l'acide sulfurique dilué à moindre coût ; Incoloy 825 avec davantage de Ni et de Mo ; C-276/Hastelloy pour les acides mixtes avec chlorures et agents réducteurs.
Comparer les alliages selon le milieu corrosif, la concentration et la température →
Alloy 20 (Carpenter 20) : guide complet
Ce qu'est l'Alloy 20
L'Alloy 20 est né dans les années 1950 comme acier inoxydable super-austénitique pour l'acide sulfurique ; aujourd'hui, l'ASTM le classe parmi les alliages de nickel, dans la série UNS N080xx, bien que le fer reste l'élément présent en plus grande quantité. La version stabilisée au niobium, le 20Cb-3, est la seule fabriquée aujourd'hui et c'est celle que couvrent l'ASTM B473 (barres) et B462 (pièces forgées).
Composition chimique et rôle des éléments
Le cuivre (3 – 4 %) est l'élément qui confère la résistance à l'acide sulfurique, milieu réducteur dans lequel le chrome seul ne protège pas. Le nickel élevé (32 – 38 %) stabilise l'austénite et confère une quasi-immunité à la fissuration par corrosion sous contrainte en présence de chlorures. Le molybdène améliore la résistance aux piqûres et le niobium, en quantité d'au moins huit fois le carbone, fixe le carbone et évite la sensibilisation au soudage.
Corrosion et limites d'emploi
L'Alloy 20 résiste à l'acide sulfurique à toutes les concentrations jusqu'à environ 60 °C, à l'acide phosphorique, à l'acide nitrique et aux milieux à chlorures modérés, avec un PREN de 26 à 31. Ce n'est pas un alliage réfractaire : la limite de calcul usuelle est d'environ 425 °C. Pour l'acide chlorhydrique et l'acide sulfurique réducteur, les alliages nickel-molybdène tels que l'Hastelloy B-2 sont le choix.
Applications
Pompes, vannes, arbres et agitateurs pour l'acide sulfurique, réservoirs et échangeurs de chaleur pour les industries chimique et des engrais, équipements de désulfuration, transformation pharmaceutique et alimentaire, composants d'usines de pâte. Pour les chlorures sévères, 904L ou 254 SMO.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés à matrice ouverte, coupés à la longueur sur scie à ruban, avec usinage d'ébauche ou de finition, recuit de mise en solution dans nos propres fours et essais de dureté, de traction et de résilience. Tout le matériau est livré avec un certificat de réception 3.1 et la traçabilité de la coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de Alloy 20 (Carpenter 20) ?
Selon ASTM B473 : C ≤ 0,07; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,045; S ≤ 0,035; Si ≤ 1,00; Cr 19,0 – 21,0.
Quelles normes couvrent Alloy 20 (Carpenter 20) ?
Barre: ASTM B473 / ASME SB-473. Pièce forgée/bride: ASTM B462. Tôle forte: ASTM B463. Tube: ASTM B464 / B468 / B729. Raccords: ASTM B366.
Jusqu'à quelle température Alloy 20 (Carpenter 20) peut-il être utilisé ?
Service en corrosion jusqu'à ≈ 425 °C (limite de calcul ASME usuelle pour le N08020 ; vérifier l'édition du code).
Quels matériaux peuvent remplacer Alloy 20 (Carpenter 20) ?
904L pour l'acide sulfurique dilué à moindre coût ; Incoloy 825 avec davantage de Ni et de Mo ; C-276/Hastelloy pour les acides mixtes avec chlorures et agents réducteurs.
L'Alloy 20 est-il un acier inoxydable ?
Il a commencé comme inoxydable super-austénitique pour l'acide sulfurique, mais l'ASTM classe aujourd'hui l'Alloy 20 parmi les alliages de nickel (UNS N08020), car il contient de 32 à 38 % de nickel. Le fer reste l'élément présent en plus grande quantité.
À quoi sert l'Alloy 20 ?
Principalement pour les équipements d'acide sulfurique : pompes, vannes, réservoirs et tuyauteries. Il est aussi utilisé avec l'acide phosphorique, l'acide nitrique et les milieux à chlorures modérés.
Le Carpenter 20 et l'Alloy 20 sont-ils le même alliage ?
Oui. Carpenter 20 (20Cb-3) est le nom commercial d'origine ; Alloy 20 et UNS N08020 sont les désignations génériques du même alliage.
Où acheter Alloy 20 (Carpenter 20) au Brésil ?
Dustre fournit Alloy 20 (Carpenter 20) en barres, tôles, tubes, blocs et pièces forgées ou usinées, selon disponibilité, avec certificat de qualité. Siège à Osasco, SP (Brésil), filiales à Joinville (SC) et Baixo Guandu (ES), avec livraison dans tout le Brésil. Pour un devis, écrivez à Helena, notre assistante sur WhatsApp au +55 11 98649-0075, ou à [email protected].
