Alloy 20 (Carpenter 20) – UNS N08020
Liga Fe-Ni-Cr-Mo-Cu estabilizada ao nióbio
Liga austenítica Fe-Ni-Cr com Mo, Cu e Nb, desenvolvida para ácido sulfúrico. O Ni elevado (32–38%) dá alta resistência à corrosão sob tensão por cloretos; o Nb estabiliza contra corrosão intergranular. Classificada pela ASTM como liga de níquel (séries B).
Designações e equivalências
| Sistema | Designação |
|---|---|
| UNS | N08020 |
| W.Nr./EN | 2.4660 (NiCr20CuMo) |
| DIN | NiCr20CuMo |
| Comercial | Carpenter 20Cb-3, Incoloy 020, Nicrofer 3620 Nb |
| Outras | Liga 20 |
Normas por forma de produto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra | ASTM B473 / ASME SB-473 |
| Forjado/flange | ASTM B462 |
| Chapa | ASTM B463 |
| Tubo | ASTM B464 / B468 / B729 |
| Conexões | ASTM B366 |
Tolerâncias e NCM
- Barras forjadas (redondas e quadradas): sobremetal de 2 mm (Ø 6–16 mm) a 24 mm (Ø 400–500 mm) no diâmetro. Ex.: Ø 100–125 mm acabado: +7 mm, tolerância +6 / −0 (comprimento até 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremetal de 4 a 9 mm no diâmetro e de 3 a 11 mm na altura, tolerância só positiva.
- Corte e usinagem: serra fita −0 / +5 a +15 mm no comprimento; jato d’água +10 % da espessura no diâmetro (mín. 2 mm); usinados −0 / +2 a +5 mm no diâmetro. Ver tabelas completas (INF 002 e INF 003, iguais para todas as ligas).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EUA, 10 dígitos)* | CN (União Europeia, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barra laminada a quente | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Chapa grossa (> 10 mm, largura ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Tubo sem costura | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tubo com costura | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Flange e conexão | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Classe fiscal: aço inox (pela composição química, conforme as Notas do Capítulo 72 e a Nota 5 da Seção XV). Liga Fe-Ni-Cr com ferro predominante em peso: pela Nota 5 da Seção XV e pela Nota 1 e) do Capítulo 72, é classificada como aço inoxidável (7219, 7222, 7304), não como liga de níquel do Capítulo 75.
*: códigos de EUA e UE de referência. NCM pela legislação vigente (Regras Gerais de Interpretação, Notas dos Capítulos 72, 74 e 75 e Nota 5 da Seção XV). Confirme a NCM final com seu despachante conforme a dimensão e o acabamento do item. HS = 6 primeiros dígitos da NCM.
Composição química (%)
ASTM B473
| Elemento | Faixa (%) |
|---|---|
| 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 | balanço |
Calcule o PREN de Alloy 20 (Carpenter 20) na calculadora de PREN →
Propriedades mecânicas
Recozido estabilizado (ASTM B473)
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Limite de escoamento (0,2%) | ≥ 241 MPa |
| Resistência à tração | ≥ 551 MPa |
| Alongamento | ≥ 30% |
| Redução de área | ≥ 50% |
| Encruado (≤ 50,8 mm) | Rm ≥ 620 MPa; Rp0,2 ≥ 414 MPa; A ≥ 15% |
Propriedades físicas típicas
| Propriedade | Valor |
|---|---|
| Densidade | 8,08 g/cm³ |
| Faixa de fusão | ≈ 1.357 – 1.430 °C |
| Módulo de elasticidade | ≈ 193 GPa |
| Condutividade térmica (20 °C) | ≈ 12 W/m·K |
| Expansão térmica (20–100 °C) | ≈ 14,7 µm/m·K |
Calcule o peso de barra, chapa ou tubo de Alloy 20 (Carpenter 20) →
Tratamento térmico, soldagem e usinagem
| Item | Prática usual |
|---|---|
| Temperatura de serviço | Uso em corrosão até ≈ 425 °C (limite usual de projeto ASME para N08020). |
| Tratamento térmico | Recozimento de estabilização 927 – 1.010 °C (1.700 – 1.850 °F), ≈ 30 min por polegada, resfriamento em água. Forjamento entre ≈ 1.150 e 1.230 °C, sem trabalhar abaixo de ≈ 980 °C. |
| Soldagem | Boa. Consumível AWS ER320LR / E320LR; para união com ligas Ni ou 316, ERNiCrMo-3. |
| Usinagem | Usinabilidade inferior ao aço carbono: encrua rapidamente; usar ferramentas afiadas, ângulo de saída positivo, avanço constante sem 'esfregar' e refrigeração abundante. Comportamento semelhante ao das ligas de níquel. |
Calcule o forjado livre em Alloy 20 (Carpenter 20): redução, esbeltez e quanto material enviar →Simule o plano de corte do lingote ou da barra →
Metal de adição para soldar
A composição do arame normalmente não é idêntica à do material: cada página explica o motivo.
Aplicações típicas
- Ácido sulfúrico (produção, decapagem, misturadores)
- Química fina, farmacêutica e solventes
- Plásticos, borracha sintética e explosivos
- Lavadores de gases
- Bombas, válvulas e eixos em meios ácidos
- Alimentos e corantes
Alternativas: 904L para sulfúrico diluído com menor custo; Incoloy 825 com mais Ni e Mo; C-276/Hastelloy para ácidos mistos com cloretos e redutores.
Compare ligas por meio corrosivo, concentração e temperatura →
Alloy 20 (Carpenter 20): guia completo
O que é o Alloy 20
O Alloy 20 nasceu nos anos 1950 como um aço inoxidável superaustenítico para ácido sulfúrico; hoje a ASTM o classifica entre as ligas de níquel, na série UNS N080xx, embora o ferro ainda seja o elemento em maior quantidade. A versão estabilizada com nióbio, 20Cb-3, é a única fabricada atualmente e é a que as normas ASTM B473 (barras) e B462 (forjados) cobrem.
Composição química e papel dos elementos
O cobre (3 – 4%) é o elemento que dá resistência ao ácido sulfúrico, meio redutor em que o cromo sozinho não protege. O níquel alto (32 – 38%) estabiliza a austenita e confere imunidade prática à corrosão sob tensão por cloretos. O molibdênio melhora a resistência a pite e o nióbio, em quantidade de pelo menos oito vezes o carbono, fixa o carbono e evita a sensitização na soldagem.
Corrosão e limites de uso
O Alloy 20 resiste ao ácido sulfúrico em todas as concentrações até cerca de 60 °C, ao ácido fosfórico, ao nítrico e a meios com cloretos moderados, com PREN de 26 a 31. Não é uma liga refratária: o limite usual de projeto é de cerca de 425 °C. Para ácido clorídrico e ácido sulfúrico redutor, as ligas níquel-molibdênio, como o Hastelloy B-2, são a escolha.
Aplicações
Bombas, válvulas, eixos e agitadores para ácido sulfúrico, tanques e trocadores de calor da indústria química e de fertilizantes, equipamentos de dessulfurização, processamento farmacêutico e alimentício, componentes de plantas de celulose. Para cloretos severos, 904L ou 254 SMO.
Formas de fornecimento e serviços da Dustre
Barras redondas e blocos forjados em matriz aberta, cortados em serra fita na medida, com usinagem de desbaste ou acabamento, solubilização em fornos próprios e ensaios de dureza, tração e impacto. Todo o material é fornecido com certificado de inspeção 3.1 e rastreabilidade de corrida.
Perguntas frequentes
Qual a composição química do Alloy 20 (Carpenter 20)?
Pela ASTM B473: C ≤ 0,07; Mn ≤ 2,00; P ≤ 0,045; S ≤ 0,035; Si ≤ 1,00; Cr 19,0 – 21,0.
Quais normas cobrem o Alloy 20 (Carpenter 20)?
Barra: ASTM B473 / ASME SB-473. Forjado/flange: ASTM B462. Chapa: ASTM B463. Tubo: ASTM B464 / B468 / B729. Conexões: ASTM B366.
Até que temperatura o Alloy 20 (Carpenter 20) pode ser usado?
Uso em corrosão até ≈ 425 °C (limite usual de projeto ASME para N08020).
Quais materiais substituem o Alloy 20 (Carpenter 20)?
904L para sulfúrico diluído com menor custo; Incoloy 825 com mais Ni e Mo; C-276/Hastelloy para ácidos mistos com cloretos e redutores.
Alloy 20 é aço inox?
Começou como um inox superaustenítico para ácido sulfúrico, mas hoje a ASTM classifica o Alloy 20 entre as ligas de níquel (UNS N08020), porque tem 32 a 38% de níquel. O ferro ainda é o elemento em maior quantidade.
Para que serve o Alloy 20?
Principalmente para equipamentos de ácido sulfúrico: bombas, válvulas, tanques e tubulações. Também é usado com ácido fosfórico, nítrico e meios com cloretos moderados.
Carpenter 20 e Alloy 20 são a mesma liga?
Sim. Carpenter 20 (20Cb-3) é o nome comercial original; Alloy 20 e UNS N08020 são as designações genéricas da mesma liga.
Onde comprar Alloy 20 (Carpenter 20) no Brasil?
A Dustre fornece Alloy 20 (Carpenter 20) em barra, chapa, tubo, bloco e peças forjadas ou usinadas, conforme disponibilidade, com certificado de qualidade. Matriz em Osasco/SP, filiais em Joinville/SC e Baixo Guandu/ES, entrega em todo o Brasil e exportação. Para cotar, fale com a Helena, nossa assistente virtual no WhatsApp +55 11 98649-0075, ou escreva para vendas@dustre.com.br.