ANÁLISE DOS EFEITOS DOS TRATAMENTOS TÉRMICOS DE TÊMPERA E PARTICIONAMENTO, NA MICROESTRUTURA E PROPRIEDADES MECÂNICAS DE TRÊS AÇOS C-MN DE APLICAÇÃO API
ANALYSIS OF THE EFFECTS OF THE THERMIC TREATMENT OF QUENCHING AND PARTITIONING, ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF THREE C-MN STEELS APPLIED AS API
Amanda de Paiva Silva, Luiz Cláudio Cândido, Vicente Braz Trindade, Paulo Henrique Grossi Dornelas
Resumo
Os tratamentos térmicos de têmpera e particionamento (Q&P) vem sendo largamente estudados, uma vez que tem sido relatado na literatura uma melhora nas propriedades mecânicas dos aços após esses tratamentos. Busca-se, então, analisar os efeitos do mesmo, em aços API usados no revestimento de poços de petróleo; e na condução de óleo e gás (aço API 5CT e aço API 5L, respectivamente). Esses tratamentos têm como objetivo a formação de uma microestrutura que consiste, normalmente, numa matriz martensítica com considerável teor de austenita retida (ɤR ). Desta forma, foi desenvolvida uma rota de tratamentos Q&P, empregando-se diferentes temperaturas de particionamento, em três aços API com aplicações na indústria petrolífera. As influências desses tratamentos nas propriedades mecânicas dos aços foram analisadas, via ensaios de tração, impacto Charpy e microdureza Vickers, e comparadas com os resultados obtidos ao se utilizar a rota habitual de tratamentos térmicos, de têmpera e revenimento (Q&T). Foram observadas melhoras na ductilidade, razão elástica e tenacidade ao impacto dos aços.
Palavras-chave
Abstract
The thermic treatments of quenching and partitioning (Q&P) are being widely studied, hence it has been documented an improvement in the mechanical properties of steels. Therefore, it is interesting to analyze the effects of these treatments in API steels utilized in the drilling of pitches; and in the transport of oil and gas (API 5CT and API 5L, respectively). These treatments normally result in a microstructure composed of a martensitic matrix with some retained austenite (ɤR ). Therefore, it was developed a thermic treatment route, on three API steels with application in the oil industries. The influences of these treatments on the mechanical properties of the steels were analyzed using tensile tests, Charpy impact and Vickers microhardness and were compared with the results from the traditional route of thermic treatments of quenching and tempering (Q&T). It was observed some improvements in the ductility, elastic ratio and impact toughness of the steels.
Keywords
References
1 Speer JG, Streicher AM, Matlock DK, Assunção FCR, Krauss G. Quenching and partitioning: a fundamentally new process to create high strength TRIP sheet microstructures. In: Proceedings of the Symposium on the Thermodynamics, Kinetics, Characterization and Modeling of Austenite Formation and Decomposition; Chicago, Illinois, USA; 2003 November 9-12. Warrendale, Pa: TMS; 2003. p. 505-522.
2 Seo EJ, Lawrence C, Cooman BC. Kinetics of the partitioning of carbon and substitutional alloying elements during quenching and partitioning (Q&P) Processing of Medium Mn Steel. Acta Materialia. 2016;107:354-365.
3 Edmonds DV, He K, Rizzo FC, Cooman BC, Matlock DK, Speer JG. Quenching and partitioning martensite — a novel steel heat treatment. Materials Science and Engineering A. 2006;438:25-34.
4 Santofimia MJ, Zhao L, Petrov RH, Sietsma J. Characterization of the microstructure obtained by the Q&P process in a low carbon steel. Materials Characterization. 2008;59:1758-1764.
5 Santofimia MJ, Zhao L, Sietsma J. Microstructural evolution of a low-carbon steel during application of quenching and partitioning heat treatments after partial austenitization. Metallurgical and Materials Transactions. A, Physical Metallurgy and Materials Science. 2009;40(1):46.
6 De AK, Speer JG, Matlock DK. Color tint-etching for multiphase steels. Advanced Materials & Processes. 2003;161:27-31.
7 Mandal G, Ghosh SK, Bera S, Mukherjee S. Effect of partial and full austenitisation on microstructure and mechanical properties of quenching and partitioning steel. Materials Science and Engineering A. 2016;676:56-64.
8 Gorni AA, Freitas FV, Reis JSS, Silveira JHD, Cavalcanti CGL. Fatores que afetam a razão elástica de chapas grossas de aço microligado. In: Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração. Anais do 39° Seminário de Laminação-Processos e Produtos Laminados e Revestidos; 2002; São Paulo, Brazil. São Paulo: ABM; 2002.
9 Soeiro JC Jr, Rocha DB, Brandi SD. Uma breve revisão histórica do desenvolvimento da soldagem dos aços API para tubulações. Soldagem & Inspeção, 2013;18(2):176-195.
10 Zhang K, Zhang M, Guo Z, Chen N, Rong Y. A new effect of retained austenite on ductility enhancement in high-strength quenching–partitioning–tempering martensitic steel. Materials Science and Engineering A. 2011;528(29-30):8486-8491.
11 Wang CY, Shi J, Cao WQ, Dong H. Characterization of microstructure obtained by quenching and partitioning process in low alloy martensitic steel. Materials Science and Engineering A. 2010;527(15):3442-3449.
12 Diego-Calderón I, Knijf D, Molina-Aldareguia JM, Sabirov I, Föjer C, Petrov R. Effect of Q&P parameters on microstructure development and mechanical behaviour of Q&P steels. Revista de Metalurgia, 2015;51(1): e035.
13 Batalha RL. Envelhecimento por deformação em juntas soldadas de tubos de aço API 5L X65Q sem costura [dissertação]. Ouro Preto: Universidade Federal de Ouro Preto; 2015.
14 Marques GD, Alves LGR, Roza JE, Hashimoto TM, Pereira MS. Influência do tempo de transformação isotérmica sobre as propriedades mecânicas de um aço API 5L X80 multifásico. In: Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais; 2000; São Pedro, Brazil. São Paulo: IPEN; 2000.
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