Avaliação da possibilidade de aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações como mecanismo de refino microestrutural e incremento de propriedades mecânicas em aços API OCTG.

Abstract

Os graus API K55 e T95 apresentam boa relação entre resistência mecânica e tenacidade à fratura, sendo eles aplicados em linhas OCTG “Oil Country Tubular Golds”, fabricados de acordo com a Norma API 5CT. A combinação de propriedades mecânicas é necessária para aplicações em águas profundas e para áreas remotas onde os tubos estão submetidos a pressões superiores a 2500 psi. A literatura técnica tem apontado que há um potencial, ainda pouco explorado, para que a relação resistência mecânica e tenacidade de alguns tipos de aços possa ser melhorada por meio da utilização de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações, combinando duas características principais: pequeno tamanho de grão e precipitados finamente dispersos na matriz. Como o refino microestrutural é um mecanismo eficiente para aumento de resistência mecânica sem depreciação da tenacidade, o entendimento dos possíveis efeitos de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações sobre as características microestruturais e as propriedades mecânicas de aços para aplicação na indústria de óleo e gás é de fundamental importância, uma vez que o sucesso do emprego de tais tratamentos pode representar a melhoria do desempenho mecânico e a elevação no tempo médio de vida dos tubos. Dessa forma, tendo em vista que existem poucos trabalhos na literatura que exploram a utilização deste tipo de tratamento térmico com o objetivo de potencializar o refino microestrutural e a precipitação como mecanismos de incremento de propriedades mecânicas, este trabalho avaliou o efeito do tratamentos térmicos de múltiplas normalizações sobre as características microestruturais e propriedades mecânicas medidas em tração e impacto Charpy de três aços API que, quando processados adequadamente, podem atender aos graus K55 e T95. Pôde-se concluir que, em relação ao grau K55, ao se considerar a dupla e a tripla normalização, não houve significativa diferença entre as propriedades medidas. Neste contexto, a aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações para o grau K55 não seria viável para a composição química avaliada. Para o grau T95, além do refino microestrutural, os tratamentos térmicos de múltiplas normalizações alteraram as distribuições de frequência e de tamanho de precipitados (carbonetos de Cr e Mo),

xv assim como, provavelmente, alteraram as concentrações de C, Cr e Mo em solução sólida. A combinação dos mecanismos de endurecimento por solução sólida, por precipitação e por refino de grão fizeram com que houvesse um aumento contínuo tanto dos indicadores de resistência mecânica quanto do alongamento e da tenacidade ao impacto com a aplicação dos sucessivos tratamentos térmicos de normalização. Neste contexto, pode-se considerar que os tratamentos térmicos de múltiplas normalizações possuem bom potencial de aplicação nos aços que atendem ao grau T95, para a composição química avaliada.