• O aço bruto (Green Steel) apresentou microestrutura Perlita bandeada, Ferrita e
grãos alongados. O aço normalizado apresentou microestruturas Perlita, Ferrita e grão no formato equiaxial. Os graus 95 obtidos dos aços, bruto e normalizado apresentaram estruturas Martensítica revenida em ripas, presença de Ferrita e de Austenita retida em torno de 8%. Nos graus 110 partindo dos aços, bruto e normalizado, apresentaram microestrutura Martensita revenida refinada e presença de Ferrita.
• Quando comparamos os aços normalizado, bruto e seus respectivos graus no sentido longitudinal e transversal, nas condições brutas os limites de escoamento e tração, apresentaram aumento em 10%. Nos coeficientes de encruamento e resistência houve aumento, respectivamente, cerca de 16 e 5%. De forma similar, o módulo de resiliência apresentou amento de 16%. No módulo de tenacidade houve uma redução de 16%. Os valores médios de RE de ambos os aço no sentido longitudinal variaram entre de 0,63 e 0,90. Já no sentido transversal, apresentaram os valores médios entre 0.51 e 0,93, atendendo o requisito recomendados pela norma.
• As análises das fractografias das amostras testadas em tração, para as condições,
bruta, normalizada e seus respectivos graus, revelaram a predominância de fratura dúctil com presenças de inúmeros dimples. Nas amostras temperadas, observaram-se trincas secundárias provenientes do tratamento térmico. As fraturas do ensaio de impacto obtido a 60°C, dos aços brutos e normalizado, apresentaram-se dúcteis na região central e fraturas frágeis nas extremidades. Na temperatura de -196°C as fraturas foram predominantemente frágeis.
• A dureza do aço bruto e seus respectivos graus foram maiores cerca de 8% quando comparado aos aços normalizados e seus respectivos graus. As durezas no sentido longitudinal de todas as condições apresentaram aumento de 4% quando comparados aos valores obtidos no sentido transversal.
• A condição bruta apresentou maio valor de temperatura de transição, quando
comparando aos aços normalizados.
• As análises dos difratogramas de raios-X realizados na amostra dos aços bruto e seus respectivos graus, quando comparados com os difratogramas simulados das estruturas Martensita, Perlita, Ferrita e Austenita. Analisando os picos referentes às direções (110), (200), (211) e (220) como as intensidades e os ângulos de incidências semelhantes aos das
fases Ferrita, Martensita e Perlita confirmaram a presença das mesmas nas amostras ensaiadas. A técnica não foi eficiente na determinação da Austenita retida.
• No mapeamento de Mn, Si e C do aço bruto com Perlita bandeada, pode-se
observar um aumento de 72% de Si, 13% de Mn e 36% de C, ao se comprar ao aço normalizado, confirmando que o aumento da concentração dos elementos substitucionais como Mn, Si ocorre com a observação da Perlitas bandeadas.
REFERÊNCIAS
API - American Petroleum Institute. API Bulletin 5C3, Bulletin on Formulas and Calculations for Casing, Tubing, Drill Pipe and Line Pipe Properties, 6° ed, 1994.
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE. API 5CT, Specification Casing and Tubing,Washington, 2010.
ASTM- AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E23 - 1, Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials. In: Annual Book of ASTM Standard, v. 03.01, 2001.
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E3 – 11, Standard Guide for Preparation of metallographic specimens. In: Annual Book of ASTM Standard, v. 03.01, 2001.
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E8M - 01, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. In: Annual Book of ASTM Standard, v. 03.01, 2001.
ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM E92 – 82, Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials. In: Annual Book of ASTM Standard, v. 02.01, 2001.
ANDREWS, K. W. Empirical formulae for the calculation of some transformation temperatures. Journal of The Iron and Steel Institute, p. 721-727, July. 1965.
ASKELAND,D. R. Ciêncas e engenharia dos materiais, São Paulo Cengage Learning , , 2011, p.154.
BARROS NETO, B; SCARMINIO, I.S; BRUNS, R.E. Como fazer experimentos. 4ª Ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.
BATES, R. C. Mechanics and mechanisms of fracture. In: AMERICAN SOCIET OF AIME, 1981, p. 551-570.
BATISTA,G.Z.; SOUZA,L.F.G.; Bott,I.S.; RIOS,P.R. Avaliação da microestrutura e propriedades mecânicas de tubo API 5l X80 submetido a curvamento por indução,
Tecnologia em Metalurgia e Materiais, v.3, n.4, p. 16-22, abr.-jun. 2007.
BELTRÃO, M. A. N. Propagação de trincas de fadiga em juntas soldadas longitudinais de aço para dutos da classe API 5L X-70, 2005. 106 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ – COPPE, Rio de Janeiro, 2005.
CALDEIRA, E. A. Processamento de um aço ARBL no laminador de tiras a quente da CST visando atender a norma API 5L, grau X70. 2006. 83 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2006.
CALLISTER JR, W. D. Fundamentals of materials science and engineering. 6.th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc, 2011.
CENTRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO USIMINAS. Confecção de diagrama CCT (Transformações no Resfriamento Contínuo) Aço API 5CT. Belo Horizonte, 2013.
CHAKRABORTI, P. C.; MITRA, M. K. Room temperature low cycle fatigue of two high strength lamellar duplex ferrite- martensite (DFM) steels, International Journal of Fatigue, v.27, p.511-518, 2005.
CHIAVERINI ,V. Tratamentos térmicos das ligas metálicas. São Paulo: Editora ABM Associação Brasileira de Metais, São Paulo 2003, p152.
COLPAERT, H. Metalografia dos produtos siderúrgicos comuns, 4° ed. Edgar Blucher, 2008.
CORREA, C. A.; YAMAKAWA, R. S.; HAGE JR., E. Determinação de temperatura de transição dúctil-frágil de plásticos através de testes de impacto instrumentado. Polímeros,
v. 9, p. 76-84, 1999.
DEARDO, A. J. de; GARCIA, C. I.; CHO, K.; HUA, M. New method of characterizing and quantifying complex microstructures in steels. In: NEW DEVELOPMENTS ON METALLURGY AND APPLICATIONS OF HIGH STRENGTH STEELS, 2008, Buenos Aires. ANAIS... Buenos Aires, 2008.
DREW, H.R. e PELLEGRINO, S. New Approaches to structural mechanics, shells and biological structures. Solid mechanics and its applications, volume 104, editora Spinger, 2011.
ELISEI, C. C. A. Caracterização mecânica e microestrutural de um aço de baixo carbono. 2008. 188 f. Tese (Doutorado) - Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Guaratinguetá, 2008.
FERNANDES, P. E. A. Avaliação da tenacidade à zona afetada pelo calor do aço API 5L X80 soldado pelo processo SMAW e FCAW. 2011. 110 f. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011.
FERREIRA, L. G. Estudo do comportamento mecânico do aço API 5L X56 utilizado na fabricação de tubulações. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2014.
GARCIA, A.; SPIM, J. A., SANTOS, C. A. Ensaios dos materiais. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2008. 247 p.
GODOY, J. M. Estudo da ocorrência de trinca por fadiga em tubos de aço soldados, devido ao transporte. 2008. 132 f. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual Paulista, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Guaratinguetá, 2008.
GOMES, J. H. F. Otimização do processo de soldagem com arame tubular para o revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis. 2010.120 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Instituto de Engenharia de Produção e Gestão, Universidade federal de Itajubá, Itajubá, 2010.
GORNI, A. A. Aços Avançados de alta resistência: microestrutura e propriedades mecânicas. Corte e Conformação de Metais, v. 44, p. 26-57, 2008.
GOUVEIA,K.C. Investigação dos métodos de determinação da temperatura de transição dúctil-frágil (Ttdf) utilizando ensaio de impacto charpy. 2013 162 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) -Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo 2013.
GROES, A G , Resistência dos materiais e vasos de pressão, 2ed São Paulo:Ensino, 2006.
HASKEL, H. L. Avaliação Da Tenacidade À Fratura E Da Microtextura E Mesotextura Na Curva De Transição Dúctil Frágil Do Aço Api 5l X70. Dissertação de (Mestrado) – Universidade Estadual De Ponta Grossa, 2013.
HIPERT, Eduardo. Investigação experimental do comportamento dúctil de aços API X70 e aplicação de curvas de resistência J-∆a para previsão de colapsos em dutos.
2004, 167 f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. São Paulo, 2004.
HIPPERT Jr, E. Avaliação de defeitos planares em dutos através de metodologia micromecânica: Boletim Técnico da Petrobrás, Rio de Janeiro, 2003.
HONEYCOMBE, R. W. K. Aços: microestrutura e propriedades. Lisboa: Ed. Fundação Calouste Gulbenkian, 1982.
JOO, M.S.; SUH, D.W.; BAE, J.H.; BHADESHIA, H.K.D.H. Role of delamination and crystallography on anisotropy of Charpy toughness in API-X80 steel. Materials Science and Engineering A, v.546, p. 314-322, 2012.
KASPAR, R., et al. Gefuegezeiligkeit in warmbreitband aus mikrolegiertem baustahl.
Archive fuer das Eisenhuettenwesen, 273-6, Juli 1983.
KOGAWA T.A.R, CHIYODA L.F., NASCIMENTO M.P. Caracterização mecânica e microestrutural de tubos de aço API P110soldados pelo processo HF/ERW para prospecção de petróleo e gásem: XXIV CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA UNESP, 2012. Campus Guaratinguetá, Engenharia de Materiais.
KRAUSPENHAR, T.L. Avaliação da resistência à corrosão-fadiga do aço API 5CT P110 em meio aquoso salino contendo H2S. Dissertação (Mestrado) -Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, 2012.
LEMOS, M. F. Avaliação da vida em fadiga de juntas soldadas do aço API X65 em meios aquosos salinos saturados com deferentes pressões parciais de CO2. 2009. 64 f. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2009. LEPERA, F.S. Journal of Metals, v.32, p.38, 1980.
LI,Y.; LUO, M.;GERLACH, J.; Wierzbicki,T. Predicton of shear- induced fracture in sheet metal forming. Journal of Processing Technology, v.210, p.1858-1869,2010.
LIMODIN, N.; VERREMAN, N.; TARFA, N.Axial fatigue of gas nitrided quenched and tempered AISI 4140 steel: effect of nitriding depth. Fatigue Fracture Engineering Materials Structure, v.26, p. 811-820, 2003.
MASAO, H., SABURO, M.; KANEAKI,T. Microstructural analyses of grain boundary carbides of tempered martensite in medium-carbon Ssteel by atomic force microscopy, Materials Transactions, V. 43, N. 7, p. 1758 to 1766 c 2002.
MONTGOMERY, D. C. Design and Analysis of Experiments. 6 th ed. New York: John Wiley, 2005, p. 643.
NOZARI,L.H.S.. Influencia da temperatura e a presença de H2S no comportamento mecânico e eletroquímico do aço API 5CT grau 110 em água do mar sintética. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre 2002. OGATA, P. H. Caracterização microestrutural do aço para tubo API 5L X65 em diferentes regiões da chapa como laminada e após austenitização e resfriamento sob diversas taxas de resfriamento. 2009. 105 f. (Dissertação Mestrado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.
OLEA, C. A. W. Caracterização por microscopia eletrônica do aço SAE 1141 microligado ao Nb. 2002. 90 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2002.
RIVERA, P. C.; RAMUNNI, V.P.; BRUZZONI, P. Hydrogen trapping in an API 5L X60 steel.Corrosion Science, v.54, p.106–118, 2012.
SANT’ANNA, P. C. Influência de tratamentos térmicos intercríticos na microestrutura e propriedades mecânicas do aço API X65. 2006. 147 f. Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.
SCHAEFFER, L.; FOLLE, L.F.,; Aruda, R.P.; Mara, D. Escolha do lubrifcante correto toma mais precisa a curva-limite de conformação. Corte& Conformação e Metais, p. 64- 76, abril 2008.
SEBASTIÃO, C.R, et al. Traçados de calderaria, Local : SENAI, 1997.
SHANMUGAM, P.; PATHAK, S.D. Some studies on the impact behavior of banded microalloyed steel. Engineering fracture mechanics. v. 53, p. 991-1005, 1996.
SHIN, S. Y.; HWANG, B.; KIM, S.; LU, S. Fracture toughness analysis in transition temperature region of API X70 pipe line steels. Materials Science and Engineering A, v.429, p. 196-204, 2006.
SILVA, E.M. Análise da superfície de fratura do aço inoxidável duplex uns s31803 através da aplicação da geometriados fractais. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Ceará. Fortaleza 2002.
SILVA, R. C. Caracterização de um aço microligado ao boro e tratado termicamente utilizado na fabricação de tubos . 2009. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá.
SOFTWARE DESIGN EXPERT. 6.06 versão Free Trial, empresa Stat-Ease, Inc.
SOUZA, G.A. Caracterização microestrutural de um aço médio carbono e baixa liga (com estrutura bainítica/martensítica) via microscopia óptica. 2008. Mestrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia do Campus de Guaratinguetá, Universidade Estadual Paulista -UNESP SP.
SOUZA, S. A. Ensaios mecânicos de materiais metálicos: fundamentos teóricos e práticos. 5. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 1982.
THOMAS, J. E. Fundamentos da engenharia de petróleo . Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2001.
THOMPSON S.W.; HOWELL,P.R. Factors influencing ferrite/perlite banding and origin of large pearlite nodules in a hypoeutectoid plate steel. Materials science and Technology, v.8, p. 777-784, set. 1992.
TIGRINHO, L. M. V. Estudo da fratura do aço DP600 submetido a diferentes estados de tensão/ deformação. 2011. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2011.
TOFFOLO, R. Estudo comparativo dos Aços Microligados API-5L-X60 e API-5L- X70, Usados Para a Confecção de Tubos, Quanto à Tenacidade à Fratura. 2008, 191 f. (Dissertação Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto, 2008.
UTHAISANGSUK, V.; PRAHL, U.; BLECK, W. Modelling of Damage and Failure in Multiphase High sStrength DP and TRIP Steels. Engineering Fracture Mechanics, 78., p. 469–486, 2011.
UTHAISANGSUK, V.; Pral, U.; Bleck,W. Modelling of damage and failure in multiphase high strength dp and trip steels. Engineering Facture Mchanics, v.78, p 469-486, 2001.
VERHOEVEN, J. D. Fundamentals of physical metallurgy. Iowa: Ed. John Wiley & Sons, 1975.
YAKUBTSOV, I. A.; PORUKS, P.; BOYD, J. D. Microstructure and mechanical properties of bainitic low carbon high strength plate steels. Materials Science and Engineering A, v.480, p.109-116, 2008.