Efeito de tratamentos térmicos de têmpera após austenitização intercrítica sobre as transformações de fases, resistência mecânica por tração, dureza e desempenho em corrosão de um aço para aplicação na indústria de óleo e gás.
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Date
2022
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Abstract
As necessidades de extração e condução de óleo e gás em condições cada vez mais agressivas vêm
exigindo que tubos de aço sem costura estejam em constante processo evolutivo, no que diz respeito
à relação microestrutura-propriedades. No entanto, com a simplificação das adições de elementos de
liga nos aços, há a necessidade de se aprimorar os processos de fabricação, principalmente às linhas
de tratamentos térmicos. Atualmente algumas composições químicas de aços possibilitam que,
quando temperados e revenidos, propriedades mecânicas que o classifiquem como da classe API
5CT K55 sejam alcançadas. A martensita revenida pode conferir a essa classe de aços uma boa
relação entre resistência mecânica e tenacidade. Entretanto, diversos estudos voltados a aços de alta
resistência para aplicação automotiva, têm mostrado que microestruturas bifásicas, constituídas por
ferrita e martensita, podem proporcionar igual, ou melhor relação, sendo a martensita a principal
responsável por conferir resistência mecânica e a ferrita, ductilidade. Caso esse conceito seja
adaptado com sucesso para o cenário de linhas industriais de fabricação de tubos de aço sem
costura, por meio da aplicação de tratamentos térmicos de têmpera com austenitização intercrítica, o
impacto sobre o custo e tempo de produção poderiam diminuir significativamente. Nesse contexto,
o presente projeto se propõe a avaliar o efeito de tratamentos térmicos de têmpera com
austenitização intercrítica sobre as transformações de fases, evolução microestrutural, propriedades
mecânicas e desempenho em corrosão de um aço para aplicação na indústria de óleo e gás visando
atender requisitos da norma API 5CT grau K55. As temperaturas críticas de austenitização fora do
equilíbrio estão entre 750°C e 820°C, sendo a máxima fração possível de ferrita primária não
transformada (aproximadamente 34%) obtida na austenitização a 750°C. A fração de martensita e,
consequentemente a microdureza Vickers do material é diretamente proporcional ao aumento da
temperatura de austenitização intercrítica. O efeito autocatalítico no início da transformação é mais
atuante quanto maior a temperatura de austenitização intercrítica. De acordo com os ensaios de
tração, a aplicação de tratamentos térmicos de têmpera e revenimento após austenitização
intercrítica possuem bom potencial para o desenvolvimento de tubos de aço do grau K55 com boa
relação entre resistência mecânica e ductilidade. Entretanto, deve-se destacar que, para o aço
estudado, a utilização de tratamentos térmicos de têmpera após austenitização intercrítica, sem
revenimento, configura uma condição insegura para aplicação. Os ensaios de corrosão mostraram
que a martensita revenida piorou o desempenho em corrosão.
Description
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Metais - têmpera, Metais - efeito da temperatura - austenitização intercrítica, Metais - transformação de fase, Força - mecânica - tração, Aço - corrosão
Citation
LIMA, Verônica Stela da Silva. Efeito de tratamentos térmicos de têmpera após austenitização intercrítica sobre as transformações de fases, resistência mecânica por tração, dureza e desempenho em corrosão de um aço para aplicação na indústria de óleo e gás. 2022. 137 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.