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Alloy 20은 황산 환경에서 탁월한 내식성을 자랑하는 니켈-크롬-몰리브덴-구리 합금입니다. 본 글에서는 Alloy 20의 화학 성분, 기계적 특성, ASTM 규격 및 적용 분야까지 자세히 살펴봅니다.
1. Alloy 20이란?
Alloy 20(UNS N08020)은 흔히 'Carpenter 20'으로도 불리는 니켈계 내식 합금입니다. 주로 니켈, 크롬, 몰리브덴, 구리로 구성되며, 특히 황산(Sulfuric Acid) 환경에 대한 탁월한 내식성을 제공합니다. 이 합금은 또한 염화물에 의한 응력 부식 균열(Stress Corrosion Cracking)에도 저항성이 뛰어나기 때문에 다양한 부식성 환경에서 널리 사용됩니다.
기계적 강도도 우수하여 고온 조건에서도 안정적인 구조적 성능을 유지할 수 있으며, 가공성과 용접성 또한 뛰어납니다.
2. 화학 성분 및 기계적 성질
Alloy 20은 다음과 같은 화학 성분을 가지고 있습니다.
| 원소 | 함량 (%) |
|---|---|
| 니켈 (Ni) | 32.0–38.0 |
| 크롬 (Cr) | 19.0–21.0 |
| 몰리브덴 (Mo) | 2.0–3.0 |
| 구리 (Cu) | 3.0–4.0 |
| 철 (Fe) | 잔량 |
| 망간 (Mn) | ≤ 2.0 |
| 실리콘 (Si) | ≤ 1.0 |
| 탄소 (C) | ≤ 0.06 |
| 니오븀 (Nb) | Nb + Ta ≥ 8xC |
기계적 특성 (ASTM B473 기준):
- 인장 강도: ≥ 551 MPa (80 ksi)
- 항복 강도 (0.2%): ≥ 241 MPa (35 ksi)
- 연신율: ≥ 30%
3. ASTM 규격 및 적용 분야
Alloy 20은 다양한 제품 형태로 생산되며, 아래와 같은 ASTM 표준에 따라 제조됩니다.
| ASTM B473 | Bar, Rod (봉재, 로드) | 합금 20 단조재 (Forged Bar)에 대한 규격 |
| ASTM B463 | Plate, Sheet, Strip (판재, 시트, 스트립) | Alloy 20 평판류에 적용 |
| ASTM B729 | Seamless Pipe (심리스 파이프) | 압력용 또는 내식성 심리스 튜브 |
| ASTM B464 | Welded Pipe (용접 파이프) | 압력용 및 부식 방지용 용접 강관 |
| ASTM B468 | Welded Tubes (용접 튜브) | 고부식 환경용 열교환기 튜브 등 |
| ASTM B366 | Fittings (이음관) | 파이프 피팅 제품 (엘보, 티 등) |
| ASTM B462 | Forgings (단조품) | 플랜지, 샤프트, 단조 블록 등 |
주요 적용 분야:
- 황산, 질산, 인산 등 강산을 다루는 화학 플랜트
- 의약품 제조 설비
- 식음료 공정 설비 (예: 설탕 정제, 유제품)
- 열교환기, 저장 탱크, 배관 시스템
- 염소, 염화물 기반 공정 환경
📌 결론
Alloy 20은 내산성, 내염화물성, 기계적 강도, 용접성, 가공성 모두에서 뛰어난 특성을 보이는 고신뢰성 니켈 합금입니다. 특히 황산 처리 공정이나 식품·제약 산업처럼 위생성과 내식성을 동시에 요구하는 환경에서 그 진가를 발휘합니다.
다양한 ASTM 규격에 따라 생산되므로, 사용 목적과 형태에 맞춰 적절한 규격을 선택하는 것이 중요합니다.
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