BR112019014676A2 - material de aço e método para produzir material de aço - Google Patents

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Kamitani Hiroki
Yoshida Shinji
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Abstract

é fornecido um material de aço que tem um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 mpa (grau 140 ksi) e também possui uma excelente resistência ssc. o material de aço de acordo com a presente divulgação contém uma composição química que consiste em, em % em massa, c: mais do que 0,50 a 0,80%, si: 0,05 a 1,00%, mn: 0,05 a 1,00%, p: 0,025% ou menos, s: 0,0100% ou menos, al: 0,005 a 0,100%, cr: 0,20 a 1,50%, mo: 0,25 a 1,50%, ti: 0,002 a 0,050%, b: 0,0001 a 0,0050%, n: 0,002 a 0,010% e o: 0,0100% ou menos, com o balanço sendo fe e impurezas. o material de aço contém uma quantidade de c dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. o material de aço também tem uma resistência à deformação dentro de um intervalo de 965 a 1069 mpa, e um índice de rendimento do material de aço é de 90% ou mais.

Description

MATERIAL DE AÇO E MÉTODO PARA PRODUZIR MATERIAL DE AÇO CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção refere-se a um material de aço e um método para produzir o material de aço, e mais particularmente, refere-se a um material de aço adequado para uso em um ambiente ácido, e um método para produzir o material de aço.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA [0002] Devido ao aprofundamento dos poços de petróleo e poços de gás (de acordo com este documento, poços de petróleo e poços de gás são coletivamente mencionados como “poços de petróleo”), há uma demanda para aumento da resistência dos tubos de aço de poço de petróleo. Especificamente, tubos de aço de poço de petróleo de grau 80 ksi (limite elástico é 80 a 95 ksi, ou seja, 551 a 655 MPa) e grau 95 ksi (limite elástico é 95 a 110 ksi, ou seja, 655 a 758 MPa) estão sendo amplamente utilizados e solicitações recentes estão começando a serem feitas para tubos de aço de poço de petróleo de grau 110 ksi (limite elástico é 110 a 125 ksi, ou seja, 758 a 862 Mpa), grau 125 (limite elástico é 125 a 140 ksi, ou seja, 862 a 965 Mpa) e grau 140 ksi (limite elástico de 140 ksi a 155 ksi, ou seja, 965 a 1069 MPa).
[0003] A maioria dos poços profundos está em um ambiente ácido contendo sulfeto de hidrogênio corrosivo. Tubos de aço de poço de petróleo que são usados nesses ambientes ácidos precisam ter não apenas uma elevada resistência, mas também precisam ter resistência à trincamento pela tensão dos sulfetos (de acordo com este documento, mencionado como “resistência SSC”).
[0004] A tecnologia para melhorar a resistência SSC de materiais de aço como tipificado por tubos de aço de poço de petróleo é divulgada na Publicação de Pedido de Patente Japonesa n°. 62-253720 (Literatura Patentária 1), Publicação de Pedido de Patente Japonesa n°. 59-232220 (Literatura Patentária
2) , Publicação de Pedido de Patente Japonesa n°. 6-322478 (Literatura Patentária
3) , Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 8-311551 (Literatura Patentária
4) , Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2000-256783 (Literatura
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Patentária 5), Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2000-297344 (Literatura Patentária 6), Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2005350754 (Literatura Patentária 7), Publicação Nacional do Pedido de Patente Internacional n° 2012-519238 (Literatura Patentária 8) e Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2012- 26030 (Literatura Patentária 9).
[0005] A Literatura Patentária 1 propõe um método para melhorar a resistência SSC do aço para poços de petróleo, reduzindo as impurezas, como Mn e P. A Literatura Patentária 2 propõe um método para melhorar a resistência SSC do aço realizando a têmpera duas vezes para refinar os grãos.
[0006] A Literatura Patentária 3 propõe um método para melhorar a resistência SSC de um material de aço de grau 125 ksi, refinando a microestrutura de aço por meio de um tratamento térmico usando aquecimento por indução. A Literatura Patentária 4 propõe um método para melhorar a resistência SSC de tubos de aço de grau 110 a 140 ksi, aumentando a temperabilidade do aço ao usar um processo de têmpera direta e aumentando também a temperatura de revenimento.
[0007] A Literatura Patentária 5 e a Literatura Patentária 6 propõem, cada uma delas, um método para melhorar a resistência SSC de um aço para produtos tubulares petrolíferos de baixa liga de grau 110 a 140 ksi, controlando as formas dos carbetos. A Literatura Patentária 7 propõe um método para melhorar a resistência SSC do material de aço de grau 125 ksi (862 MPa) ou superior, controlando a densidade de deslocamento e o coeficiente de difusão de hidrogênio para os valores desejados. A Literatura Patentária 8 propõe um método para melhorar a resistência SSC do aço de grau 125 ksi (862 MPa), submetendo um aço de baixa liga contendo 0,3 a 0,5% de C a várias etapas de têmpera. A Literatura Patentária 9 propõe um método para controlar as formas ou o número de carbetos, empregando um processo de revenimento composto por um tratamento térmico de dois estágios. Mais especificamente, na Literatura Patentária 9, é proposto um método que aumenta a resistência SSC do aço de grau 125 ksi (862 MPa) ao suprimir a densidade numérica de grandes partículas
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3/47 de M3C ou partículas de M2C.
LISTA DE CITAÇÕES
LITERATURA PATENTÁRIA [0008] Literatura Patentária 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 62-253720
Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 59232220
Literatura Patentária 3: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 6322478
Literatura Patentária 4: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 8311551
Literatura Patentária 5: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N°
2000-256783 Literatura Patentária 6: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N°
2000-297344 Literatura Patentária 7: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N°
2005-350754 Literatura Patentária 8: : Publicação Nacional do Pedido de Patente
Internacional N° 2012-519238 Literatura Patentária 9: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N°
2012-26030 [0009] No entanto, mesmo se as técnicas divulgadas nas Literaturas Patentárias 1 a 9 supracitadas forem aplicadas, no caso de material de aço (por exemplo, tubos de aço de poço de óleo) com um limite elástico de 140 ksi (965 a 1069 MPa), não é possível obter uma excelente resistência SSC de forma estável em alguns casos.
SUMÁRIO DO MODELO DE UTILIDADE
PROBLEMA TÉCNICO [0010] Um objetivo da presente divulgação é fornecer um material de aço que tenha um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (140 a
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155 ksi; grau de 140 ksi) e que também tenha excelente resistência SSC.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0011] Um material de aço de acordo com a presente divulgação contém uma composição química que consiste em, em % em massa, C: mais do que 0,50 a 0,80%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,05 a 1,00%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0100% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,20 a 1,50%, Mo: 0,25 a 1,50%, Ti: 0,002 a 0,050%, B: 0,0001 a 0,0050%, N: 0,002 a 0,010%, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,100%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, Co: 0 a 0,50%, W: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0.50%, e Cu: 0 a 0,50% com o balanço sendo Fe e impurezas. O material de aço de acordo com a presente divulgação também contém uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. O material de aço de acordo com a presente divulgação também tem uma resistência à deformação dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa, e um índice de rendimento do material de aço é de 90% ou mais.
[0012] Um método para produzir um material de aço de acordo com a presente divulgação inclui um processo de preparação, um processo de têmpera e um processo de revenimento. No processo de preparação, é preparado um material de aço intermediário contendo a composição química supracitada. No processo de têmpera, após o processo de preparação, o material de aço intermediário que está a uma temperatura no intervalo de 800 a 1000°C é resfriado a uma taxa de resfriamento de 50°C/min ou mais. No processo de têmpera, o material de aço intermediário após a têmpera é mantido por 10 a 90 minutos a uma temperatura no intervalo de 660°C para um ponto Aci, e depois é resfriado de 600°C a 200°C a uma taxa média de resfriamento de 5 a 300°C/seg. EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0013] O material de aço de acordo com a presente divulgação também tem um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa (grau 140 ksi) e também possui uma excelente resistência SSC.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista ilustrando a relação entre a quantidade
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5/47 de C dissolvido e um valor K1Ssc de tenacidade de fratura.
[FIG. 2A] A FIG. 2A mostra uma vista lateral e uma vista em corte transversal de uma amostra de teste DCB (Feixe de Cantilever Duplo) que é usada em um teste DCB nos exemplos.
[FIG. 2B] A FIG. 2B é uma vista em perspectiva de uma cunha que é usada no teste DCB nos exemplos.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [0015] Os presentes inventores conduziram investigações e estudos sobre um método para obter tanto um limite elástico no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) quanto resistência SSC em um material de aço que se supõe que será usado em um ambiente ácido e obtiveram os seguintes resultados.
[0016] Se a densidade de deslocamento do material de aço for aumentada, o limite elástico do material de aço diminuirá. No entanto, existe a possibilidade de que os deslocamentos obstruam o hidrogênio. Portanto, se a densidade de deslocamento do material de aço aumentar, há possibilidade de que aumente a quantidade de hidrogênio que o material de aço obstrui. Se a concentração de hidrogênio no material de aço aumenta como resultado do aumento da densidade de deslocamento, mesmo se for obtida alta resistência, a resistência SSC do material de aço diminuirá. Consequentemente, à primeira vista, parece que, para obter tanto uma resistência elevada de 140 ksi (965 a 1069 MPa) como resistência SSC, não é preferencial utilizar a densidade de deslocamento para aumentar a resistência.
[0017] Contudo, os presentes inventores descobriram que, ajustando a quantidade de C dissolvido num material de aço, pode também obter-se uma excelente resistência SSC, aumentando ao mesmo tempo a resistência a um rendimento de 140 ksi (965 a 1069 MPa) utilizando a densidade de deslocamento. Embora a razão para isto seja incerta, é considerada que a razão possa ser a que se segue.
[0018] Os deslocamentos incluem deslocamentos móveis e sésseis, e considera-se que o C dissolvido em um material de aço imobiliza deslocamentos
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6/47 móveis para formar deslocamentos sésseis. Quando os deslocamentos móveis são imobilizados pelo C dissolvido, o desaparecimento dos deslocamentos pode ser inibido e, assim, uma diminuição na densidade de deslocamento pode ser suprimida. Neste caso, o limite elástico do material de aço pode ser mantido.
[0019] Além disso, considera-se que os deslocamentos sésseis que são formadas por C dissolvido reduzem a quantidade de hidrogênio que é obstruído no material de aço mais do que os deslocamentos móveis. Portanto, considerase que aumentando a densidade dos deslocamentos sésseis que são formados por C dissolvido, a quantidade de hidrogênio que é obstruída no material de aço é reduzida. Em resultado, a resistência SSC do material de aço pode ser aumentada. Considera-se que, devido a este mecanismo, é obtida uma excelente resistência SSC, mesmo quando o material de aço tem uma resistência elevada de 140 ksi.
[0020] Como descrito acima, os presentes inventores consideraram que ajustando adequadamente a quantidade de C dissolvido em um material de aço, a resistência SSC do material de aço pode ser aumentada enquanto se mantém o limite elástico de grau 140 ksi. Portanto, usando um material de aço contendo a composição química que consiste em, em % em massa, C: mais do que 0,50 a 0,80%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,05 a 1,00%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0100% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,20 a 1,50%, Mo: 0,25 a 1,50%, Ti: 0,002 a 0,050%, B: 0,0001 a 0,0050%, N: 0,002 a 0,010%, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,100%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, Co: 0 a 0,50%, W: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0.50%, e Cu: 0 a 0,50%, com o balanço sendo Fe e impurezas, os presentes inventores investigaram a relação entre a quantidade de C dissolvido, o limite elástico e um valor K1Ssc de tenacidade de fratura que é um índice de resistência SSC.
[0021] [Relação entre a quantidade de C dissolvido e resistência SSC]
A FIG. 1 é uma vista ilustrando a relação entre a quantidade de C dissolvido e um valor Kissc de tenacidade de fratura para os respectivos números de teste dos exemplos. A FIG. 1 é obtida pelo seguinte método. A FIG. 1 foi
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7/47 criada usando a quantidade de C dissolvido (% em massa) e o valor K1Ssc de tenacidade de fratura (MPa x/m) obtido com respeito a materiais de aço para os quais, entre os materiais de aço dos exemplos que são descritos mais adiante, condições diferentes da quantidade de C dissolvido satisfizeram o intervalo da presente modalidade.
[0022] O limite elástico YS de cada um dos materiais de aço mostrados na FIG. 1 estava dentro do intervalo de 965 a 1069 MPa (grau de 140 ksi). O ajuste do limite elástico YS foi realizado ajustando a temperatura de revenimento. Adicionalmente, com respeito à resistência SSC, se valor K1Ssc de tenacidade de fratura, que é um índice de resistência SSC, foi de 30,0 MPa^/m ou mais, determinou-se que a resistência SSC era boa.
[0023] Referindo-se à FIG. 1, em um material de aço no qual as condições da composição química supracitada são satisfeitas, quando a quantidade de C dissolvido foi de 0,010% ou mais, o valor K1Ssc de tenacidade de fratura tornou-se 30,0 MPa^/m ou mais, indicando excelente resistência SSC. Por outro lado, em um material de aço no qual as condições da composição química supracitada são satisfeitas, quando a quantidade de C dissolvido foi maior que 0,060% em massa, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor que 30,0 MPa^/m. Em outras palavras, foi esclarecido que quando a quantidade de C dissolvido é muito alta, inversamente, a resistência SSC diminui.
[0024] A razão pela qual a resistência SSC diminui quando a quantidade de C dissolvido é muito alta, como descrito acima, não foi esclarecida. Contudo, no que diz respeito ao intervalo da composição química e o limite elástico da presente modalidade, pode-se obter uma excelente resistência SSC se a quantidade de C dissolvido se tornar 0,060% em massa ou menos.
[0025] Portanto, ajustando a composição química e as condições de revenimento para obter um limite elástico YS dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e também fazendo a quantidade de C 0,010 a 0,060% em massa dissolvida, o valor Kissc de tenacidade de fratura torna-se 30,0 MPa^/m ou mais e pode ser obtida uma excelente resistência SSC.
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8/47 [0026] Por conseguinte, na presente modalidade, a quantidade de C dissolvido do material de aço é definida dentro do intervalo de 0,010 a 0,060% em massa.
[0027] Note-se que, a fim de controlar adequadamente a quantidade de C dissolvido e inibir a ocorrência de deslocamentos móveis, a microestrutura do material de aço é feita de uma microestrutura que é composta principalmente de martensita temperada e bainita temperada. O termo “composto principalmente de martensita temperada e bainita temperada” significa que a relação de volume total de martensita temperada e bainita temperada é de 90% ou mais. Quando a microestrutura do aço é composta principalmente de martensita temperada e bainita temperada, no material de aço de acordo com a presente modalidade, o limite elástico YS está no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau de 140 ksi), e um índice de rendimento YR (razão entre o limite elástico YS e a resistência à tração TS; em outras palavras, o índice de rendimento YR (%) = limite elástico YS/resistência à tração TS) é de 90% ou mais.
[0028] Um material de aço de acordo com a presente modalidade que foi concluído com base nos resultados acima possui uma composição química que consiste em, em % em massa, C: maior do que 0,50 a 0,80%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,05 a 1,00%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0100% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,20 a 1,50%, Mo: 0,25 a 1,50%, Ti: 0,002 a 0,050%, B: 0,0001 a 0,0050%, N: 0,002 a 0,010%, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,100%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, Co: 0 a 0,50%, W: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0.50%, e Cu: 0 a 0,50% com o balanço sendo Fe e impurezas. O material de aço de acordo com a presente modalidade também contém uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. Adicionalmente, no material de aço de acordo com a presente modalidade, o limite elástico está dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa, e o índice de rendimento é 90% ou mais.
[0029] Na presente descrição, embora não particularmente limitado, o material de aço é, por exemplo, um tubo de aço ou uma placa de aço.
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9/47 [0030] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em V: 0,01 a 0,30% e Nb: 0,002 a 0,100%.
[0031] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ca: 0,0001 a 0,0100%, Mg: 0,0001 a 0,0100% e Zr: 0,0001 a 0,0100%.
[0032] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,02 a 0,50% e W: 0,02 a 0,50%.
[0033] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ni: 0,02 a 0,50%, e Cu: 0,01 a 0,50%.
[0034] O material de aço supracitada pode ser um tubo de aço de poço de petróleo.
[0035] Na presente descrição, o tubo de aço de poço de petróleo pode ser um tubo de aço que é usado para um tubo de linha ou pode ser um tubo de aço usado para produtos tubulares petrolíferos (OCTG). O tubo de aço de poço de petróleo pode ser um tubo de aço sem costura ou pode ser um tubo de aço costurado. Os produtos tubulares petrolíferos são, por exemplo, tubos de aço que são usados como tubos de revestimento ou tubos de tubulação.
[0036] De preferência, um tubo de aço de poço de óleo de acordo com a presente modalidade é um tubo de aço sem costura. Se o tubo de aço de poço de petróleo de acordo com a presente modalidade é um tubo de aço sem costura, mesmo se a espessura de parede for de 15 mm ou mais, o tubo de aço de poço de petróleo terá um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (140 grau ksi) e também terá excelente resistência SSC.
[0037] O termo “excelente resistência SSC” supracitado significa, especificamente, que um valor Kissc (MPa^/m) é 30,0 MPa^/m ou mais em um teste DCB realizado de acordo com o “Método D” descrito na NACE TM01772005 usando uma autoclave na qual uma solução obtida misturando uma solução
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10/47 salina a 5% desgaseificada e 4g/L de acetato de sódio e ajustando para pH 3,5 usando ácido clorídrico e uma mistura gasosa constituída por 10% de H2S gasoso e 90% de gás CO2 a uma pressão total de 1 atm foram selados.
[0038] Além disso, o termo quantidade de C dissolvido supracitado significa a diferença entre a quantidade de C (% em massa) em carbonetos no material de aço e o teor de C da composição química do material de aço. A quantidade de C em carbetos no material de aço é determinada pela Fórmula (1) para a Fórmula (5) usando uma concentração de Fe <Fe>a, uma concentração de Cr <Cr>a, uma concentração de Mn <Mn>a, uma concentração de Mo <Mo>a, uma concentração <V>a e uma concentração de Nb <Nb>a em carbetos (cementita e carbetos do tipo MC) obtidos como resíduo quando a análise do resíduo de extração é realizada no material de aço e uma concentração de Fe <Fe>b, uma concentração de <Cr>b, uma concentração de Mn <Mn>b e uma concentração de <Mo>b em cementita obtida realizando análise pontual por EDS com relação à cementita identificada por meio da observação TEM de um filme de réplica obtido por um método de extração de réplica.
<Mo>c = (<Fe>a+<Cr>a+<Mn>a)x<Mo>b/(<Fe>b+<Cr>b+<Mn>b) (1) <Mo>d = <Mo>a-<Mo>c (2) <C>a = (<Fe>a/55.85+<Cr>a/52+<Mn>a/53.94+<Mo>c/95.9)/3x12 (3) <C>b = (<V>a/50.94+<Mo>d/95.9+<Nb>a/92.9)x12 (4) (quantidade de C dissolvido) = <C>-(<C>a+<C>b) (5)
Note que, na presente descrição, o termo “cementita” significa carbetos contendo um teor de Fe de 50% em massa ou mais.
[0039] Um método para produzir um material de aço de acordo com a presente modalidade inclui um processo de preparação, um processo de têmpera e um processo de revenimento. No processo de preparação, é preparado um material de aço intermediário contendo a composição química supracitada. No processo de têmpera, após o processo de preparação, o material de aço
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11/47 intermediário que está a uma temperatura no intervalo de 800 a 1000°C é resfriado a uma taxa de resfriamento de 50°C/min ou mais. No processo de revenimento, o material de aço intermediário após têmpera é mantido a uma temperatura em um intervalo de 660°C para o ponto Aci durante 10 a 90 minutos e, posteriormente, o material de aço intermediário é resfriado em uma taxa de resfriamento média de 5 a 300°C/seg em relação ao resfriamento de 600°C a 200°C.
[0040] Na presente descrição, o termo “material de aço intermediário” se refere a uma casca oca em um caso onde o produto final é um tubo de aço, e refere-se a um material de aço em forma de chama em um caso onde o produto final é uma placa de aço.
[0041] O processo de preparação do método de produção supracitado pode incluir um processo de preparação de matéria-prima para preparar uma matéria-prima contendo a composição química supracitada e um processo de trabalho a quente de submeter a matéria-prima a trabalho a quente para produzir uma matéria-prima intermediária.
[0042] De acordo com isto, o material de aço de acordo com a presente modalidade, é descrito em detalhes. O símbolo “%” em relação a um elemento significa “percentual em massa”, exceto se especificamente declarado em contrário.
[0043] [Composição Química]
A composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade contém os seguintes elementos.
[0044] C: maior do que 0,50 a 0,80%
Carbono (C) aumenta a temperabilidade e aumenta a resistência do aço. C também promove a esferoidização de carbetos durante o revenimento no processo de produção e aumenta a resistência SCC do material de aço. Se os carbetos estiverem dispersos, a resistência do material de aço também aumenta. Esses efeitos não serão obtidos se o teor de C for muito baixo. Por outro lado, se o teor de C for muito elevado, a tenacidade do material de aço diminuirá e é
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12/47 provável a ocorrência de trincamento na têmpera. Portanto, o teor de C está dentro do intervalo de mais de 0,50 a 0,80%. Um limite inferior preferencial do teor de C é 0,51 %. Um limite superior preferencial do teor de C é 0,70% e mais preferencialmente 0,62%.
[0045] Si: 0,05 a 1,00%
Silício (Si) desoxida o aço. Se o teor de Si for muito baixo, esse efeito não é obtido. Por outro lado, se o teor de Si for muito alto, a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Si está dentro do intervalo de 0,05 a 1,00%. Um limite inferior preferencial do teor de Si é 0,15% e mais preferencialmente 0,20%. Um limite inferior preferencial do teor de Si é 0,85% e mais preferencialmente 0,50%.
[0046] Mn: 0,05 a 1,00%
Manganês (Mn) desoxida o material de aço. O Mn também melhora a temperabilidade. Se o teor de Mn for muito baixo, esses efeitos não são obtidos. Por outro lado, se o teor de Mn for muito alto, o Mn segrega as bordas do grão juntamente com impurezas como P e S. Nesse caso, a resistência SCC do material de aço diminuirá. Portanto, o teor de Mn está dentro de um intervalo de 0,05 a 1,00%. Um limite inferior preferencial do teor de Mn é 0,25% e mais preferencialmente 0,30%. Um limite superior preferencial do teor de Mn é 0,90% e mais preferencialmente é 0,80%.
[0047] P: 0,025% ou menos
Fósforo (P) é uma impureza. Em outras palavras, o teor de P é maior que 0%. P segrega nas bordas de grãos e diminui a resistência SSC do material de aço. Portanto, o teor de P é 0,025% ou menos. Um limite superior preferencial do teor de P é 0,020% e mais preferencialmente 0,015%. De preferência, o teor de P é o mais baixo possível. No entanto, se o teor de P for excessivamente reduzido, o custo de produção aumenta significativamente. Portanto, ao levar em consideração a produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de P é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0003% e ainda mais preferencialmente é 0,001%.
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13/47 [0048] S: 0,0100% ou menos
Enxofre (S) é uma impureza. Em outras palavras, o teor de S é maior que 0%. S segrega nas bordas de grãos e diminui a resistência SSC do material de aço. Portanto, o teor de S é de 0,0100% ou menos. Um limite superior preferencial do teor de S é 0,0050% e mais preferencialmente 0,0030%. De preferência, o teor de S é o mais baixo possível. No entanto, se o teor de S for excessivamente reduzido, o custo de produção aumenta significativamente. Portanto, ao levar em consideração a produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de S é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0002% e ainda mais preferencialmente é 0,0003%.
[0049] Al: 0,005 a 0,100%
Alumínio (Al) desoxida o material de aço. Se o teor de Al for muito baixo, esse efeito não é obtido e a resistência SSC do material de aço diminui. Por outro lado, se o teor de Al for muito alto, surgem inclusões baseadas em óxido grosseiro e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Al está dentro de um intervalo de 0,005 a 0,100%. Um limite inferior preferencial do teor de Al é 0,015% e mais preferencialmente 0,020%. Um limite superior preferencial do teor de Al é 0,080% e mais preferencialmente 0,060%. Na presente descrição, o teor de “Al” significa “Al solúvel em ácido”, ou seja, o teor de “Al sol.”.
[0050] Cr: 0,20 a 1,50%
Cromo (Cr) melhora a temperabilidade do material aço. Cr também aumenta a resistência ao amolecimento do revenimento do material de aço e permite o revenimento em alta temperatura. Em resultado, a resistência SSC do material de aço diminui. Se o teor de Cr for muito baixo, os efeitos supracitados não são obtidos. Por outro lado, se o teor de Cr for muito alto, a tenacidade e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Cr está dentro de um intervalo de 0,20 a 1,50%. Um limite inferior preferencial do teor de Cr é 0,25% e mais preferencialmente 0,30%. Um limite superior preferencial do teor de C é 1,30%.
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14/47 [0051] Mo: 0,25 a 1,50%
Molibdênio (Mo) melhora a temperabilidade do material aço. Mo também forma carbetos finos e aumenta a resistência ao amolecimento por revenimento do material de aço. Em resultado, Mo aumenta a resistência SSC do material de aço pelo revenimento em elevada temperatura. Se o teor de Mo for muito baixo, esses efeitos não são obtidos. Por outro lado, se o teor de Mo for muito alto, os efeitos supracitados são saturados. Portanto, o teor de Mo está dentro de um intervalo de 0,25 a 1,50%. Um limite inferior preferencial do teor de Mo é 0,50% e mais preferencialmente é 0,65%. Um limite superior preferencial do teor de Mo é 1,20% e mais preferencialmente 1,00%.
[0052] Ti: 0,002 a 0,050%
Titânio (Ti) forma nitretos e refina os grãos cristalinos pelo efeito de pinagem. Em resultado, a resistência do material de aço aumenta. Se o teor de Ti for muito baixo, esse efeito não é obtido. Por outro lado, se o teor de Ti for muito alto, os nitretos de Ti se tomam grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Ti está dentro de um intervalo de 0,002 a 0,050%. Um limite inferior preferencial do teor de Ti é 0,003% e mais preferencialmente 0,005%. Um limite superior preferencial do teor de Ni é 0,030% e mais preferencialmente 0,020%.
[0053] B: 0,0001 a 0,0050%
O Boro (B) se dissolve no aço, aumenta a temperabilidade do material de aço e aumenta a resistência do material de aço. Este efeito não é obtido se o teor de B for muito baixo. Por outro lado, se o teor de B for muito alto, formam-se nitretos grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de B está dentro de um intervalo de 0,0001 a 0,0050%. Um limite inferior preferencial do teor de B é 0,0003% e mais preferencialmente é 0,0007%. Um limite superior preferencial do teor de B é 0,0035% e mais preferencialmente é 0,0025%.
[0054] N: 0,002 a 0,010%
Nitrogênio (N) é inevitavelmente contido. N combina com o Ti para
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15/47 formar nitretos finos e, assim, refina os grãos. Por outro lado, se o teor de N for muito alto, N formará nitretos grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de N está dentro do intervalo de 0,002 a 0,010%. Um limite superior preferencial do teor de N é 0,005% e mais preferencialmente 0,004%.
[0055] O: 0,0100% ou menos
Oxigênio (O) é uma impureza. Em outras palavras, o teor de O é maior que 0%. Oxigênio (O) forma óxidos grosseiros e reduz a resistência à corrosão do material de aço. Portanto, o teor de O é 0,0100% ou menos. Um limite superior preferencial do teor de O é 0,0030% e mais preferencialmente é 0,0020%. De preferência, o teor de O é o mais baixo possível. No entanto, se o teor de O for excessivamente reduzido, o custo de produção aumenta significativamente. Portanto, ao levar em consideração a produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de O é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0002% e ainda mais preferencialmente é 0,0003%.
[0056] O equilíbrio da composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade é Fe e impurezas. Aqui, o termo “impurezas” referese aos elementos que, durante a produção industrial do material de aço, são misturados a partir do minério ou refugo que é usado como matéria prima do material de aço ou a partir do ambiente de produção ou semelhante, e que são permitidos dentro de um intervalo que não afeta de forma adversa o material de aço de acordo com a presente modalidade.
[0057] [Quanto aos elementos opcionais]
A composição química do material de aço descrito acima pode conter ainda um ou mais tipos do elemento selecionado do grupo que consiste em V e Nb como um substituto para uma parte do Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional e aumenta a resistência SSC do material de aço.
[0058] V: 0 a 0,30%
O Vanádio (V) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de V pode ser 0%. Se estiver contido, V combina-se
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16/47 com C ou N para formar carbetos, nitretos ou carbonitretos e semelhantes (doravante mencionados como “carbonitretos ou semelhantes”). Esses carbonitretos e semelhantes refinam a subestrutura do material de aço pelo efeito de pinagem e melhoram a resistência SSC do aço. V também forma carbetos finos durante o revenimento. Os carbetos finos aumenta a resistência ao amolecimento no revenimento do material de aço e aumentam a resistência do material de aço. Além disso, como V também forma carbetos do tipo MC esféricos, ο V suprime a formação de carbetos do tipo M2C acicular e, assim, aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de V é contida, os efeitos supracitados são obtidos até certo ponto. Contudo, se o teor de V for muito alto, a tenacidade do material de aço diminui. Portanto, o teor de V está dentro do intervalo de 0 a 0,30%. Um limite inferior preferencial do teor de V é maior do que 0%, mais preferencialmente é 0,01%, e mais preferencialmente é 0,02%. Um limite superior preferencial do teor de V é 0,20%, mais preferencialmente é 0,15% e ainda mais preferencialmente é 0,12%.
[0059] Nb: 0 a 0,100%
O Nióbio (Nb) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Nb pode ser 0%. Se contido, o Nb forma carbonitretos e semelhantes. Esses carbonitretos e semelhantes refinam a subestrutura do material de aço pelo efeito de pinagem e aumentam a resistência SSC do material de aço. Além disso, como Nb também forma carbetos do tipo MC esféricos, o Nb suprime a formação de carbetos do tipo M2C acicular e, assim, aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Nb é contida, os efeitos supracitados são obtidos até certo ponto. No entanto, se o teor de Nb for muito alto, formam-se carbonitretos e semelhantes em excesso e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Nb está dentro do intervalo de 0 a 0,100%. Um limite inferior preferencial do teor de Nb é de 0%, mais preferencialmente é de 0,002%, ainda mais preferencialmente é de 0,003%, e ainda mais preferencialmente é de 0,007%. Um limite superior preferencial do teor de Nb é 0,025% e mais preferencial mente
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0,020%.
[0060] Um total dos teores de V e Nb supracitados é de preferência 0,30% ou menos, e ainda mais preferencialmente é 0,20% ou menos.
[0061] A composição química do material de aço descrito acima pode conter ainda um ou mais tipos do elemento selecionado do grupo que consiste em Ca, Mg e Zr como um substituto para uma parte do Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional e aumenta a resistência SSC do material de aço.
[0062] Ca: 0 a 0,0100%
O Cálcio (Ca) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Ca pode ser 0%. Se contido, o Ca refina sulfetos no material de aço e aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Ca é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Ca for muito alto, os óxidos do material aço se tomam grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Ca está dentro do intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferencial do teor de Ca é de mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,0001%, ainda mais preferencialmente é de 0,0003%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0006%. Um limite superior preferencial do teor de Ca é 0,0025% e mais preferencialmente 0,0020%.
[0063] Mg: 0 a 0,0100%
O Magnésio (Ca) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Mg pode ser 0%. Se contido, Mg neutraliza S no material de aço ao formar sulfetos e aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Mg é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Mg for muito alto, os óxidos do material aço se tomam grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de Mg está dentro do intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferencial do teor de Mg é de mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,0001%, ainda mais preferencialmente é de 0,0003%, e
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18/47 ainda mais preferencialmente é de 0,0006%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0010%. Um limite superior preferencial do teor de Mg é 0,0025% e mais preferencialmente é 0,0020%.
[0064] Zr: 0 a 0,0100%
Zircônio (Zr) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Zr pode ser 0%. Se contido, o Zr refina sulfetos no material de aço e aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Zr é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Zr for muito elevado, os óxidos no material de aço se tomam grosseiros. Portanto, o teor de Zr está dentro do intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferencial do teor de Zr é de mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,0001%, ainda mais preferencialmente é de 0,0003%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0006%. Um limite superior preferencial do teor de Zr é 0,0025% e mais preferencialmente é 0,0020%.
[0065] No caso em que dois ou mais tipos de elementos selecionados do grupo acima mencionado contendo Ca, Mg e Zr estão contidos em combinação, o total dos teores destes elementos é de preferência de 0,0100% ou menos, e mais preferencialmente é de 0,0050% ou menos.
[0066] A composição química do material de aço descrito acima pode conter ainda um ou mais tipos do elemento selecionado do grupo que consiste em Co e W como um substituto para uma parte do Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional que forma um revestimento de corrosão protetora em um ambiente de sulfeto de hidrogênio e suprime a penetração de hidrogênio. Por meio disso, cada um desses elementos aumenta a resistência SSC do material de aço.
[0067] Co: 0 a 0,50%
O cobalto (Co) é um elemento opcional e não precisa ser contido. Em outras palavras, o teor de Co pode ser 0%. Se contido, a Co forma um revestimento de proteção contra corrosão em um ambiente de sulfeto de hidrogênio e suprime a penetração de hidrogênio. Por meio disto, Co aumenta a
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19/47 resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Co é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Co for muito alto, a temperabilidade do material de aço diminuirá e a resistência do material de aço diminuirá. Portanto, o teor de Co está dentro do intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferencial do teor de Co é maior do que 0%, mais preferencialmente é 0,02%, e mais preferencialmente é 0,05%. Um limite superior preferencial do teor de Co é 0,45% e mais preferencialmente 0,40%.
[0068] W: 0 a 0,50%
O Tungstênio (W) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Wo pode ser 0%. Se contido, a W forma um revestimento de proteção contra corrosão em um ambiente de sulfeto de hidrogênio e suprime a penetração de hidrogênio. Por meio disto, W aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de W é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de W for muito alto, formam-se carbetos grosseiros no material de aço e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de W está dentro do intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferencial do teor de W é maior do que 0%, mais preferencialmente é 0,02%, e mais preferencialmente é 0,05%. Um limite superior preferencial do teor de W é 0,45% e mais preferencialmente é 0,40%.
[0069] A composição química do material de aço descrito acima pode conter ainda um ou mais tipos do elemento selecionado do grupo que consiste em Ni e Cu como um substituto para uma parte do Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional e aumenta a temperabilidade do aço.
[0070] Ni: 0 a 0,50%
O Níquel (Ni) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Ni pode ser 0%. Se contido, Ni aumenta a temperabilidade do material de aço e aumenta a resistência do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Ni é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Ni for muito elevado, o NI promoverá a corrosão local e a resistência SSC do material de aço diminuirá. Portanto, o teor
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20/47 de Ni está dentro do intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferencial do teor de Ni é maior do que 0%, mais preferencialmente é 0,02%, e mais preferencialmente é 0,05%. Um limite inferior preferencial do teor de Ni é 0,35% e mais preferencialmente 0,25%.
[0071] Cu: 0 a 0,50%
O Cobre (Cu) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Cu pode ser 0%. Se contido, Cu aumenta a temperabilidade do material de aço e aumenta a resistência do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Cu é contida, o efeito supracitado é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Cu for muito elevado, a temperabilidade do material de aço será muito alta e a resistência SSC do material de aço diminuirá. Portanto, o teor de Cu está dentro do intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferencial do teor de Cu é de mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,01%, ainda mais preferencialmente é de 0,02%, e ainda mais preferencialmente é de 0,05%. Um limite superior preferencial do teor de Cu é 0,35% e mais preferencialmente 0,25%.
[0072] [Quantidade de C dissolvido]
O material de aço de acordo com a presente modalidade também contém uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. Se a quantidade de C dissolvido for inferior a 0,010% em massa, a imobilização de deslocamentos no material de aço será insuficiente e a excelente resistência SCC do material de aço não será obtida. Por outro lado, se a quantidade de C dissolvido for maior do que 0,060% em massa, inversamente, a resistência SSC do material de aço diminuirá. Portanto, a quantidade de C dissolvido está dentro do intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. Um limite inferior preferencial da quantidade de C dissolvido é 0,020% em massa, e mais preferencialmente 0,030% em massa.
[0073] Uma quantidade de C dissolvido dentro do intervalo supracitado é obtida, por exemplo, controlando o tempo de espera para o revenimento e controlando a taxa de resfriamento no processo de revenimento. A razão é como
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21/47 descrito a seguir.
[0074] A quantidade de C dissolvido é mais alta imediatamente após a têmpera. Imediatamente após a têmpera, o C é dissolvido, exceto por uma pequena quantidade dele que é precipitada como carbetos durante a têmpera. No processo de revenimento posterior, parte do C precipita como carbetos como resultado de ser mantido para revenimento. Como resultado, a quantidade de C dissolvido diminui em direção à concentração de equilíbrio térmico em relação à temperatura de revenimento. Se o tempo de espera para o revenimento for muito curto, este efeito não será obtido e a quantidade de C dissolvido será muito alta. Por outro lado, se o tempo de espera para o revenimento for muito longo, a quantidade de C dissolvido se aproximará da concentração de equilíbrio térmico mencionada anteriormente e dificilmente mudará. Portanto, na presente modalidade, o tempo de espera durante o revenimento está ajustado no intervalo de 10 a 90 minutos.
[0075] Se a taxa de resfriamento para resfriamento após o revenimento for lenta, o C dissolvido irá reprecipitar enquanto a temperatura estiver diminuindo. Nos métodos convencionais para produzir material de aço, visto que o resfriamento após o revenimento foi realizado permitindo que o material de aço esfrie, a taxa de resfriamento tem sido lenta. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi quase 0% em massa. Portanto, na presente modalidade, a taxa de resfriamento após o revenimento é aumentada e é obtida uma quantidade de C dissolvido no intervalo de 0,010 a 0,060% em massa.
[0076] O método de resfriamento é, por exemplo, um método que realiza resfriamento forçado de um material de aço continuamente a partir da temperatura de revenimento para desse modo diminuir continuamente a temperatura da superfície do material de aço. Exemplos desse tipo de tratamento de resfriamento contínuo incluem um método que esfria o material de aço por imersão em um banho de água, e um método que esfria o material de aço de forma acelerada, com resfriamento a água de chuveiro, resfriamento por nebulização ou por ar forçado.
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22/47 [0077] A taxa de resfriamento após o revenimento é medida em uma região que é mais lentamente resfriada dentro de uma seção transversal do material de aço que é revenido (por exemplo, no caso de resfriamento forçado de ambas as superfícies, a taxa de resfriamento é medida na parte central da espessura do material de aço). Especificamente, em um caso em que o material de aço é uma placa de aço, a taxa de resfriamento após o revenimento pode ser medida inserindo um termopar tipo bainha na porção central da espessura da placa de aço e medindo a temperatura. Em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, a taxa de resfriamento após o revenimento pode ser medida inserindo um termopar tipo bainha na porção central da espessura da parede do tubo de aço e medindo a temperatura. Além disso, em um caso de resfriamento forçado de apenas uma superfície de um lado do material de aço, a temperatura da superfície no lado resfriado não forçado do material de aço pode ser medida por meio de um termômetro infravermelho do tipo sem contato.
[0078] A região de temperatura de 600°C a 200°C é uma região de temperatura em que a difusão de C é comparativamente rápida. Portanto, na presente modalidade, a taxa média de resfriamento na região de temperatura de 600°C a 200°C é 5°C/seg ou mais.
[0079] Por outro lado, se a taxa de resfriamento após o revenimento for muito rápida, haverá muito pouco do C que se dissolveu após ser retido durante os precipitados de revenimento. Em resultado, em alguns casos, a quantidade de C dissolvido é excessiva. Neste caso, a resistência SSC do material de aço é reduzida. Portanto, na presente modalidade, a taxa de resfriamento após o revenimento é de 300°C/seg ou menos.
[0080] Neste caso, a quantidade de C dissolvido pode estar dentro do intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. No entanto, a quantidade de C dissolvido no material de aço pode ser ajustada dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa por outro método.
[0081] [Método para calcular a quantidade de C dissolvido]
O termo quantidade de C dissolvido significa a diferença entre a
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23/47 quantidade de C (% em massa) em carbonetos no material de aço e o teor de C da composição química do material de aço. A quantidade de C em carbetos no material de aço é determinada pela Fórmula (1) para a Fórmula (5) usando uma concentração de Fe <Fe>a, uma concentração de Cr <Cr>a, uma concentração de Mn <Mn>a, uma concentração de Mo <Mo>a, uma concentração <V>a e uma concentração de Nb <Nb>a em carbetos (cementita e carbetos do tipo MC) obtidos como resíduo quando a análise do resíduo de extração é realizada no material de aço e uma concentração de Fe <Fe>b, uma concentração de <Cr>b, uma concentração de Mn <Mn>b e uma concentração de <Mo>b em cementita obtida realizando análise pontual por EDS com relação à cementita identificada por meio da observação TEM de um filme de réplica obtido por um método de extração de réplica.
<Mo>c = (<Fe>a+<Cr>a+<Mn>a)x<Mo>b/(<Fe>b+<Cr>b+<Mn>b) (1) <Mo>d = <Mo>a-<Mo>c (2) <C>a = (<Fe>a/55.85+<Cr>a/52+<Mn>a/53.94+<Mo>c/95.9)/3x12 (3) <C>b = (<V>a/50.94+<Mo>d/95.9+<Nb>a/92.9)x12 (4) (quantidade de C dissolvido) = <C>-(<C>a+<C>b) (5) Note que, na presente descrição, o termo “cementita” significa carbetos contendo um teor de Fe de 50% em massa ou mais. Abaixo, o método para calcular a quantidade de C dissolvido é descrito em detalhes.
[0082] [Determinação do teor de C do material de aço]
Em um caso em que o material de aço é um material de placa, uma amostra de análise com a forma de uma pastilha usinada é tirada de uma parte central da espessura e, no caso em que o material de aço é um material de tubo, uma amostra de análise tendo a forma de uma pastilha usinada é tirada de uma parte central da espessura da parede. O teor de C (% em massa) é analisado por um método de absorção por infravermelho por combustão de fluxo de oxigênio. O valor resultante foi considerado como sendo o teor de C (<C>) do material de aço.
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24/47 [0083] [Cálculo da quantidade de C que precipita como carbonetos (quantidade C precipitada)]
A quantidade de C precipitado é calculada pelos seguintes procedimentos de 1 a 4. Especificamente, no procedimento 1, é realizada uma análise de resíduos de extração. No procedimento 2, um método de réplica de extração usando um microscópio eletrônico de transmissão (mencionado neste documento como “TEM”), e uma análise de concentração de elementos (mencionado neste documento como “análise EDS”) de elementos em cementita é realizada por espectrometria de raios-x por energia dispersiva (doravante denominado como “EDS”). No procedimento 3, o teor de Mo é ajustado. No procedimento 4, a quantidade de C precipitado é calculada.
[0084] [Procedimento 1. Determinação das quantidades residuais de Fe, Cr, Mn, Mo, V e Nb por análise de resíduos de extração]
No procedimento 1, carbetos no material de aço são capturados como resíduo, e os teores de Fe, Cr, Mn, Mo, V e Nb no resíduo são determinados. Aqui, o termo “carbetos” é um termo genérico para cementita (carbetos do tipo M3C) e carbetos do tipo MC. O procedimento específico é o que se segue. Em um caso onde o material de aço é um material de placa, uma amostra de teste cilíndrica tendo um diâmetro de 6 mm e um comprimento de 50 mm é extraída de uma porção central da espessura. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, uma amostra de teste cilíndrica com um diâmetro de 6 mm e um comprimento de 50 mm é extraída de uma parte central da espessura da parede do tubo de aço de maneira que o centro da espessura da parede tornase o centro da seção transversal. A superfície da amostra de teste extraída é polida para remover cerca de 50 μπΊ por eletropolimento preliminar para obter uma superfície recém-formada. A amostra de teste eletropolida é submetida à eletrólise em uma solução eletrolítica de 10% de acetilacetona + 1% de tetraamônio + metanol. A solução eletrolítica após a eletrólise é passada através de um filtro de 0,2-μΓη para capturar resíduos. O resíduo obtido é submetido à decomposição ácida, e as concentrações de Fe, Cr, Mn, Mo, V e Nb são
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25/47 determinadas em unidades de percentual em massa por espectrometria de emissão óptica por ICP (plasma indutivamente acoplado). As concentrações são definidas como <Fe>a, <Cr>a, <Mn>a, <Mo>a, <V>a e <Nb>a, respectivamente.
[0085] [Procedimento 2. Determinação do teor de Fe, Cr, Mn e Mo em cementita pelo método de réplica de extração e EDS]
No procedimento 2, o teor de cada um dos Fe, Cr, Mn e Mo na cementita é determinado. O procedimento específico é o que se segue. Uma amostra de microteste é cortada de uma parte central da espessura em um caso onde o material de aço é um material de placa, e é cortado de uma parte central da espessura da parede em um caso onde o material de aço é um tubo de aço e a superfície da amostra de microteste é finalizada por polimento espelhado. A amostra de teste é imersa durante 10 minutos em um reagente de gravação nital a 3% para gravar a superfície. A sua superfície é coberta com uma película de carbono depositada. A amostra de teste cuja superfície é coberta com o filme depositado é imersa em um reagente de gravação nital a 5% e mantida nela durante 20 minutos para fazer com que a película depositada se solte. O filme depositado que é descascado é limpo com etanol e depois é recolhido com uma tela de folha e seco. O filme depositado (filme de réplica) é observado usando um TEM, e a análise pontual por EDS é realizada em relação a 20 partículas de cementita. A concentração de cada um dos elementos Fe, Cr, Mn e Mo é determinada em unidades de percentual em massa, considerando-se o total dos elementos de liga, excluindo carbono na cementita como 100%. As concentrações são determinadas para 20 partículas de cementita, e os valores médios aritméticos para os respectivos elementos são definidos como: <Fe>b, <Cr>b, <Mn>b e <Mo>b.
[0086] [Procedimento 3. Ajuste da quantidade de Mo]
Em seguida, a concentração de Mo nos carbetos é determinada. Neste caso, Fe, Cr, Mn e Mo concentram-se na cementita. Por outro lado, V, Nb e Mo concentram-se em carbetos do tipo MC. Em outras palavras, o Mo é concentrado em cementita e carbetos do tipo MC por meio de revenimento.
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Portanto, a quantidade de Mo é calculada separadamente para cementita e para carbetos do tipo MC. Note que, em alguns casos, uma parte de V também se concentra em cementita. No entanto, a quantidade de V que se concentra na cementita é insignificantemente pequena em comparação com a quantidade de V que se concentra em carbetos do tipo MC. Portanto, ao determinar a quantidade de C dissolvido, V é considerado como concentrado apenas em carbetos do tipo MC.
[0087] Especificamente, a quantidade de Mo que precipita como cementita (<Mo>c) é calculada pela fórmula (1).
<Mo>c = (<Fe>a+<Cr>a+<Mn>a)x<Mo>b/(<Fe>b+<Cr>b+<Mn>b) (1) [0088] Por outro lado, a quantidade de Mo que precipita como carbetos do tipo MC (<Mo>d) é calculada em unidades de percentual em massa pela Fórmula (2) .
<Mo>d = <Mo>a-<Mo>c (2) [0089] [Procedimento 4. Cálculo da quantidade de C precipitada]
A quantidade de C precipitada é calculada como o total da quantidade de C que precipita como cementita (<C>a) e a quantidade de C precipitando como carbetos do tipo MC (<C>b). <C>a e <C>b são calculados em unidades de percentual em massa pela Fórmula (3) e Fórmula (4), respectivamente. Note que, a Fórmula (3) é uma fórmula que é derivada do fato de que a estrutura da cementita é uma estrutura do tipo M3C (M inclui Fe, Cr, Mn e Mo).
<C>a = (<Fe>a/55,85+<Cr>a/52+<Mn>a/53,94+<Mo>c/95,9)/3x12 (3) <C>b = (<V>a/50,94+<Mo>d/95,9+<Nb>a/92,9)x12 (4) [0090] Assim, a quantidade de C precipitada é <C>a + <C>b.
[0091] [Cálculo da Quantidade de C dissolvido]
A quantidade de C dissolvido (doravante também mencionada como “<C>c”) é calculada em unidades de percentual em massa pela fórmula (5) como
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27/47 uma diferença entre o teor de C (<C>) e a quantidade precipitada de C do material de aço.
<C>c = <C>-(<C>a+<C>b) (5) [0092] [Microestrutura]
A microestrutura do material de aço de acordo com a presente invenção é composta principalmente de martensita revenida e bainita revenida. Mais especificamente, a razão volumétrica de martensita revenida e/ou bainita revenida na microestrutura é de 90% ou mais. Em outras palavras, o total das razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida na microestrutura é de 90% ou mais. O balanço da microestrutura é, por exemplo, austenita revenida ou semelhantes. Se a microestrutura do material de aço contendo a composição química supracitada contiver martensita revenida e bainita revenida em uma quantidade equivalente a uma taxa de volume total de 90% ou mais, o limite elástico estará dentro do intervalo de 965 a menos de 1069 MPa (grau 140 ksi) e o índice de rendimento será de 90% ou mais.
[0093] Na presente modalidade, se o limite elástico YS estiver dentro do intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o YR for 90% ou mais, assume-se que o total das razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida na microestrutura é de 90% ou mais. De preferência, a microestrutura é composta apenas por martensita revenida e/ou bainita revenida.
[0094] Note que, o seguinte método pode ser adotado no caso de determinar o total das razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida por observação. Em um caso em que o material de aço é um material de placa, uma pequena peça tendo uma superfície de observação com dimensões de 10 mm na direção de laminação e 10 mm na direção da largura da placa é cortada de uma porção central da espessura. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, uma pequena peça tendo uma superfície de observação com dimensões de 10 mm na direção do eixo do tubo e 10 mm na direção circunferencial do tubo é cortada de uma porção central da espessura da parede. Depois de polir a superfície de observação para obter uma superfície espelhada,
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28/47 a pequena peça é imersa por cerca de 10 segundos em um reagente de gravação nital para revelar a microestrutura por gravação. A superfície de observação gravada é observada por meio de uma imagem secundária de elétrons obtida usando um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e a observação é realizada por meio de 10 campos visuais. A área de cada campo visual é de 400 pm2 (ampliação de x5000). Em cada campo visual, a martensita revenida e a bainita revenida são identificadas com base no contraste. É determinado o total das frações de área de martensita revenida e bainita revenida que são identificadas. Na presente modalidade, o valor da média aritmética dos totais das frações de área de martensita revenida e bainita revenida determinada em todos os campos visuais é tomado como a razão volumétrica de martensita revenida e bainita revenida.
[0095] [Forma do material de aço]
A forma do material de aço de acordo com a presente modalidade não é particularmente limitada. O material de aço é, por exemplo, um tubo de aço ou uma chapa de aço. Em um caso em que o material de aço é um tubo de aço para poços de petróleo, de preferência o material de aço é um tubo de aço sem costura. Neste caso, uma espessura de parede preferencial é de 9 a 60 mm. O material de aço de acordo com a presente modalidade é, em particular, adequado para utilização como um tubo de aço de poço de petróleo de parede pesada. Mais especificamente, mesmo se o material de aço de acordo com a presente modalidade é um tubo de aço de poço de petróleo tendo uma parede espessa de 15 mm ou mais ou, além disso, 20 mm ou mais, o material de aço exibe uma excelente resistência e resistência SSC.
[0096] [Limite elástico YS e índice de rendimento YR de material de aço]
Um limite elástico YS do material de aço de acordo com a presente modalidade está dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa (grau 140 ksi), e um índice de rendimento YR do material de aço é de 90% ou mais. Na presente descrição, o termo “limite elástico YS” significa a tensão quando o alongamento de 0,65% é obtido em um teste de tração. Em suma, a resistência do material de
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29/47 aço de acordo com a presente modalidade é grau 140 ksi. Embora o material de aço de acordo com a presente modalidade tenha uma resistência tão elevada, o material de aço também possui uma excelente resistência SSC, satisfazendo as condições relativas à composição química, quantidade de C dissolvido e microestrutura, as quais são descritas acima.
[0097] [Resistência SSC do material de aço]
A resistência SSC do material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser avaliada por um teste DCB realizado de acordo com o “Método D” descrito no documento NACE TM0177-2005. A solução líquida utilizada é obtida misturando uma solução salina a 5% desgaseificada e 4 g/L de acetato de sódio e ajustando para pH 3,5 utilizando ácido clorídrico. O gás carregado dentro da autoclave é uma mistura gasosa de 10% de gás de H2S e 90% de gás de CO2 a uma pressão total de 1 atm. Posteriormente, uma amostra de teste DCB no qual uma cunha foi acionada é colocada dentro do recipiente e é mantida por três semanas a 24°C enquanto agita a solução líquida e também insufla continuamente na mistura gasosa supracitada. O valor Kissc (MPaVm) do material de aço de acordo com a presente modalidade, determinado nas condições anteriores, é de 30,0 MPa^/m ou mais.
[0098] [Método de Produção]
O método para produzir um material de aço de acordo com a presente modalidade inclui um processo de preparação, um processo de têmpera e um processo de revenimento. O processo de preparação pode incluir um processo de preparação de matéria-prima e um processo de trabalho a quente. Na presente modalidade, um método para produzir um tubo de aço de poço de petróleo será descrito como um exemplo de um método para produzir o material de aço. O método para produzir um tubo de aço de poço de petróleo inclui um processo de preparação de uma casca oca (processo de preparação), e um processo de submeter a casca oca a têmpera e revenimento para obter um tubo de aço de poço de petróleo (processo de têmpera e processo de revenimento). Cada um desses processos é descrito em detalhes abaixo.
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30/47 [0099] [Processo de Preparação]
No processo de preparação, é preparado um material de aço intermediário contendo a composição química supracitada. O método para produzir o material de aço intermediário não é particularmente limitado desde que o material de aço intermediário contenha a composição química supracitada. Como usado neste documento, o termo “material de aço intermediário” refere-se a um material de aço em forma de placa em um caso onde o produto final é uma placa de aço, e refere-se a uma casca oca em um caso onde o produto final é um tubo de aço.
[0100] O processo de preparação pode preferencialmente incluir um processo no qual uma matéria-prima é preparada (processo de preparação de matéria-prima), e um processo no qual a matéria-prima é submetida a trabalho a quente para produzir um material de aço intermediário (processo de trabalho a quente). Em seguida, um caso em que o processo de preparação inclui o processo de preparação da matéria-prima e o processo de trabalho a quente é descrito em detalhe.
[0101] [Processo de preparação da matéria-prima]
No processo de preparação da matéria-prima, uma matéria-prima é produzida usando aço fundido contendo a composição química supracitada. Especificamente, a peça fundida (uma placa, lupa ou tarugo) é produzida por uma processo de fundição contínua usando o aço fundido. Pode ser produzido também um lingote por um processo de produção de lingote usando o aço fundido. Como necessário, a placa, lupa ou lingote pode ser submetido a desbaste para produzir um tarugo. A matéria prima (uma placa, lupa ou tarugo) é produzida pelo processo descrito acima.
[0102] [Processo de trabalho a quente]
No processo de trabalho a quente, a matéria-prima que foi preparada é submetida a trabalho a quente para produzir um material de aço intermediário. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, o material de aço intermediário corresponde a uma casca oca. Primeiro, o tarugo é aquecido
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31/47 no forno de aquecimento. Embora a temperatura de aquecimento não seja particularmente limitada, por exemplo, a temperatura de aquecimento está dentro de um intervalo de 1100 a 1300°C. O tarugo que é extraído a partir do forno de aquecimento é submetido a trabalho a quente para produzir uma casca oca (tubo de aço sem costura). Por exemplo, o processo Mannesmann é realizado conforme o trabalho a quente para produzir a casca oca. Neste caso, um tarugo redondo é laminado por perfuração usando uma perfuradora. Quando se realiza a Iam inação por perfuração, embora a razão de perfuração não seja particularmente limitada, a razão de perfuração está, por exemplo, dentro de um intervalo de 1,0 a 4,0. O tarugo redondo que foi submetido a laminação por perfuração é ainda laminado a quente para formar uma casca oca usando um laminador contínuo, um redutor, um moinho de dimensionamento ou semelhante. A redução cumulativa de área no processo de trabalho a quente é, por exemplo, de 20 a 70%.
[0103] Uma casca oca pode ser produzida também a partir do tarugo por outro método de trabalho a quente. Por exemplo, no caso de um material de aço de parede pesada de um comprimento curto tal como um acoplamento, uma casca oca pode ser produzida por forjamento, tal como por processo de Ehrhardt. Uma casca oca é produzida pelo processo acima. Embora não particularmente limitada, a espessura da parede da casca oca é, por exemplo, de 9 a 60 mm.
[0104] A casca oca produzida por trabalho a quente pode ser resfriada por ar (produto laminado). A casca oca produzida por trabalho a quente pode ser submetido a têmpera direta após laminação a quente sem ser resfriado à temperatura normal, ou pode ser submetido a têmpera após sofrer aquecimento suplementar (reaquecimento) após laminação a quente. No entanto, no caso de realizar a têmpera direta ou têmpera após aquecimento suplementar, é preferencial parar o resfriamento pela metade durante o processo de têmpera ou conduzir resfriamento lento para fins de suprimir o trincamento por têmpera.
[0105] Em um caso onde a têmpera direta é realizada após laminação a quente, ou a têmpera é realizada após aquecimento suplementar após a
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32/47 laminação a quente, para fins de eliminar tensão residual, pode-se realizar um tratamento de alívio de tensão (tratamento SR) em um momento que é após a têmpera e antes do tratamento a quente do próximo processo.
[0106] Como descrito acima, um material de aço intermediário é preparado no processo de preparação. O material de aço intermediário pode ser produzido pelo processo preferencial supracitado, ou pode ser um material de aço intermediário que foi produzido por terceiros, ou um material de aço intermediário que foi produzido em outra fábrica que não a fábrica na qual um processo de têmpera e processo de revenimento que são descritos mais tarde são realizados, ou em trabalhos diferentes. O processo de têmpera é descrito em detalhes abaixo.
[0107] [Processo de Têmpera]
No processo de têmpera, o material de aço intermediário (casca oca) que foi preparado é submetido a têmpera. Na presente descrição, o termo têmpera significa resfriamento rápido do material de aço intermediário que está a uma temperatura não inferior ao ponto A3. A temperatura de têmpera preferencial é de 800 a 1000°C. Em um caso em que a têmpera direta é realizada após o trabalho a quente, a temperatura de têmpera corresponde à temperatura da superfície do material intermediário que é medida por um termômetro colocado no lado de saída do aparelho que realiza o trabalho final a quente. Além disso, em um caso em que a têmpera é realizada após o aquecimento suplementar ser realizado após o trabalho a quente, a temperatura de têmpera corresponde à temperatura do forno que realiza o aquecimento suplementar.
[0108] O método de têmpera, por exemplo, resfria continuamente a casca oca a partir da temperatura inicial de têmpera e diminui continuamente a temperatura da superfície da casca oca. O método para realizar o tratamento de resfriamento contínuo não é particularmente limitado. O método de realizar o tratamento de resfriamento contínuo é, por exemplo, um método que esfria a casca oca imergindo a casca oca em um banho de água ou um método que resfria a casca oca de forma acelerada por resfriamento de água de chuveiro ou
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33/47 resfriamento por nebulização.
[0109] Se a taxa de resfriamento durante a têmpera é muito lenta, a microestrutura não se toma uma que é composta principalmente de martensita e bainita, e a propriedade mecânica definida na presente modalidade não é obtida. Portanto, como descrito acima, no método para produzir o material de aço de acordo com a presente modalidade, o material de aço intermediário é rapidamente resfriado durante a têmpera. Especificamente, no processo de têmpera, a taxa média de resfriamento quando a temperatura superficial do material de aço intermediário (casca oca) está dentro da faixa de 800 a 500°C durante a têmpera é definido como uma taxa de resfriamento durante a têmpera CR800-500· A taxa de resfriamento durante a têmpera CReoo-soo é 50°C/min ou superior. Um limite inferior preferencial da taxa de resfriamento durante a têmpera CR8oo-5oo θ 100°C/min, e mais preferencialmente é 250°C/min. Embora um limite superior da taxa de resfriamento durante a têmpera CR8oo-5oo não seja particularmente definido, por exemplo, o limite superior é 60000°C/min.
[0110] De preferência, a têmpera é realizada após realizar uma pluralidade de vezes o aquecimento da casca oca na zona de austenita. Neste caso, a resistência SSC do material de aço aumenta, pois os grãos de austenita são refinados antes da têmpera. O aquecimento na zona de austenita pode ser repetido uma pluralidade de vezes ao realizar a têmpera uma pluralidade de vezes, ou o aquecimento na zona de austenita pode ser repetido uma pluralidade de vezes ao realizar a normalização e têmpera. A seguir, o processo de revenimento será descrito em detalhes.
[0111] [Processo de Revenimento]
O revenimento é realizado após a condução da têmpera supracitada. A temperatura de revenimento é ajustada de forma adequada de acordo com a composição química do material de aço e o limite elástico YS que deve ser obtido. Em outras palavras, em relação a casca oca contendo a composição química da presente modalidade, a temperatura de revenimento é ajustada de modo a ajustar o limite elástico YS do material de aço dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa
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34/47 (grau 140 ksi) e tornar o YR do material de aço em 90% ou mais.
[0112] Uma temperatura de revenimento preferencial está em um intervalo de 660°C no ponto Ac1. Se a temperatura de revenimento for 660°C ou mais, carbetos são esferoidizados de forma suficiente e a resistência SSC é adicionalmente melhorada.
[0113] Se o tempo de espera para revenimento (tempo de revenimento) for muito curto, a quantidade de C dissolvido torna-se excessiva porque a precipitação de carbetos não se processa. Mesmo se o tempo de revenimento for longo demais, não haverá quase nenhuma mudança na quantidade de C dissolvido. Portanto, para controlar a quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo adequado, o tempo de revenimento é ajustado dentro de um intervalo de 10 a 90 minutos. Um limite inferior preferencial do tempo de revenimento é 15 minutos. Um limite superior preferencial do tempo de revenimento é 70 minutos e, mais preferencialmente, é 60 minutos. Observe que, em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, em comparação com outras formas, variações de temperatura em relação ao tubo de aço podem ocorrer durante a retenção para revenimento. Por conseguinte, em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, o tempo revenimento é preferencialmente ajustado dentro de um intervalo de 15 a 90 minutos. Um versado na técnica será suficientemente capaz de fazer com que a o limite elástico YS do material de aço contendo a composição química da presente modalidade caia dentro do intervalo de 965 a menos do que 1069 MPa ajustando apropriadamente o tempo de espera supracitado na temperatura de revenimento supracitada.
[0114] [Em relação ao resfriamento rápido após o revenimento] Convencionalmente, o resfriamento após o revenimento não foi controlado. No entanto, se a taxa de resfriamento do material de aço após o revenimento (ou seja, depois de ser mantido pelo tempo de espera supracitado na temperatura de revenimento supracitada) for lenta, quase todo o C que se dissolveu reprecipitará enquanto a temperatura estiver diminuindo. Em outras palavras, a quantidade de C dissolvido será aproximadamente 0% em massa.
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Portanto, na presente modalidade, o material de aço intermediário (casca oca) após o revenimento é rapidamente resfriado.
[0115] Especificamente, no processo de revenimento, a taxa média de resfriamento quando a temperatura superficial do material de aço intermediário (casca oca) está dentro do intervalo de 600 a 200°C após o revenimento é definida como uma taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200· No método para produzir o material de aço de acordo com a presente modalidade, a taxa de resfriamento após o revenimento CR6oo-2oo θ 5°C/seg ou superior. Por este meio, a quantidade de C dissolvido de acordo com a presente modalidade é obtida. A região de temperatura de 600°C a 200°C é uma região de temperatura em que a difusão de C é comparativamente rápida. Por outro lado, se a taxa de resfriamento após o revenimento for muito rápida, em alguns casos, muito pouco do C que foi dissolvido precipitará, e a quantidade de C dissolvido será excessiva. Nesse caso, a resistência SSC do material de aço diminui. Além disso, em tal caso, a tenacidade a baixa temperatura do material de aço pode diminuir.
[0116] Portanto, a taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 está dentro do intervalo de 5 a 300°C/seg. Um limite inferior preferencial da taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 é 10°C/seg, e mais preferencialmente é 15°C/seg. Um limite superior preferencial da taxa de resfriamento após o revenimento CR6oo-2oo θ 100°C/seg, e mais preferencialmente é 50°C/seg.
[0117] Um método para resfriamento de modo que a taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 está dentro do intervalo de 5 a 300°C/seg não é particularmente limitada, e um método bem conhecido pode ser usado. O método de resfriamento é, por exemplo, um método que realiza o resfriamento forçado de uma casca oca continuamente a partir da temperatura de revenimento para desse modo diminuir continuamente a temperatura da superfície da casca oca. Exemplos desse tipo de tratamento de resfriamento contínuo incluem um método que esfria a casca oca por imersão em um banho de água, e um método que esfria a casca oca de forma acelerada, com resfriamento a água de chuveiro, resfriamento por nebulização ou por ar forçado. Observe que, a taxa de
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36/47 resfriamento após o revenimento CR6oo-2oo θ medida em uma região que é mais lentamente resfriada dentro de uma seção transversal do material de aço intermediário revenido (por exemplo, no caso de resfriamento forçado de ambas as superfícies, a taxa de resfriamento é medida na parte central da espessura do 5 material de aço intermediário).
[0118] Foi descrito um método para produzir um tubo de aço descrito como um exemplo do método de produção supracitado. Contudo, o material de aço da presente de acordo com a presente invenção pode ser uma placa de aço ou outra forma. Um exemplo de um método para produzir uma placa de aço ou um 10 material de aço de outra forma também inclui, por exemplo, um processo de preparação, um processo de têmpera e um processo de revenimento, similarmente ao método de produção supracitado. Contudo, o método de produção supracitada é um exemplo, e o material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser produzido por outro método de produção.
EXEMPLOS [0119] Foram produzidos aços fundidos com um peso de 180 kg tendo as composições químicas mostradas na Tabela 1.
[0120]
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37/47 [Tabela 1]
TABELA 1
Número de Teste Composição Química (Unidade é % em massa; balanço é Fe e impurezas)
C Si Mn P s Al Cr Mo Ti B N O V Nb Ca Mg Zr Co w Ni Cu
1 0,51 0,31 0,42 0,008 0,0007 0,036 0,49 0,71 0,015 0,0013 0,005 0,0006 0,10 0,010 - - - - - - -
2 0,52 0,29 0,46 0,009 0,0005 0,055 0,48 0,70 0,015 0,0011 0,003 0,0008 - - - - - - - - -
3 0,53 0,31 0,46 0,009 0,0008 0,036 1,05 0,70 0,014 0,0013 0,002 0,0007 0,09 - - - - - - - -
4 0,51 0,30 0,43 0,008 0,0007 0,043 1,04 0,69 0,016 0,0014 0,005 0,0011 - 0,011 - - - - - - -
5 0,53 0,31 0,44 0,009 0,0008 0,049 0,50 0,70 0,014 0,0014 0,003 0,0013 - - 0,0019 - - - - - -
6 0,55 0,29 0,45 0,011 0,0008 0,041 0,48 1,25 0,013 0,0015 0,002 0,0015 - - - 0,0015 - - - - -
7 0,58 0,23 0,41 0,012 0,0006 0,045 1,01 0,68 0,013 0,0014 0,005 0,0007 - - - - 0,0018 - - - -
8 0,60 0,27 0,43 0,010 0,0008 0,039 0,99 0,70 0,014 0,0012 0,004 0,0006 - - - - - 0,32 - - -
9 0,62 0,26 0,42 0,010 0,0011 0,041 0,53 0,72 0,007 0,0012 0,003 0,0010 - - - - - - 0,31 - -
10 0,61 0,26 0,44 0,011 0,0008 0,035 0,53 0,68 0,007 0,0013 0,004 0,0009 - - - - - - - 0,06 -
11 0,62 0,26 0,44 0,009 0,0008 0,049 0,65 0,70 0,006 0,0012 0,003 0,0008 - - - - - - - - 0,24
12 0,67 0,26 0,44 0,010 0,0008 0,045 1,35 0,50 0,007 0,0013 0,003 0,0016 - - - - - - - - -
13 0,68 0,24 0,41 0,011 0,0006 0,038 0,49 0,70 0,011 0,0013 0,004 0,0015 - - - - - - - - -
14 0,51 0,26 0,43 0,012 0,0007 0,046 0,49 0,71 0,006 0,0005 0,003 0,0012 - - - - - - - - -
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15 0,51 0,29 0,40 0,010 0,0005 0,047 1,10 0,71 0,015 0,0023 0,004 0,0011 - - - - - - - - -
16 0,52 0,29 0,43 0,011 0,0010 0,050 0,65 0,70 0,018 0,0021 0,005 0,0018 - - - - - - - - -
17 0,51 0,31 0,47 0,012 0,0006 0,049 1,00 0,69 0,019 0,0014 0,004 0,0014 - - - - - - - - -
18 0,55 0,29 0,40 0,009 0,0008 0,036 0,12 0,68 0,015 0,0014 0,004 0,0014 - - - - - - - - -
19 0,56 0,28 0,44 0,009 0,0008 0,046 1,30 0,19 0,007 0,0015 0,003 0,0011 0,10 - - - - - - - -
20 0,54 0,28 1,20 0,010 0,0006 0,043 0,52 0,57 0,006 0,0012 0,005 0,0014 - - - - - - - - -
21 0,58 0,28 0,44 0,011 0,0007 0,033 0,51 0,88 0,027 0,0015 0,015 0,0015 - - - - - - - - -
22 0,62 1,50 0,44 0,010 0,0010 0,045 0,52 0,98 0,027 0,0015 0,003 0,0017 - - - - - - - - -
23 0,52 0,27 0,38 0,009 0,0008 0,041 0,50 0,66 0,008 0,0013 0,004 0,0014 - - - - - - - - -
24 0,60 0,22 0,45 0,011 0,0008 0,031 0,51 0,71 0,012 0,0012 0,003 0,0016 0,10 - - - - - - - -
25 0,55 0,30 0,42 0,009 0,0010 0,049 0,67 0,71 0,011 0,0015 0,004 0,0009 - - - - - - - - -
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39/47 [0121] Foram produzidos lingotes usando os aços fundidos supracitados. Os lingotes foram laminados a quente para produzir placas de aço tendo uma espessura de 20 mm.
[0122] Após laminação a quente, a placas de aço de cada número de teste foi resfriada para trazer a temperaturas da placa de aço para a temperatura normal (25°C).
[0123] Depois de deixar esfriar, as placas de aço de cada número de teste foram reaquecidas para trazer a temperatura da placa de aço à temperatura de resfriamento (920°C, que está na zona monofásica da austenita), e foram mantidas por 20 minutos. Após enxague, as placas de aço foram imersas em um banho de água e temperadas. Neste momento, a taxa de resfriamento durante a têmpera (CReoo-soo) foi de 400°C/min. Com respeito ao Número de Teste 23, após manter a temperatura de têmpera, a placa de aço foi resfriada por imersão em um banho de óleo. Neste momento, a taxa média de resfriamento de 800°C a 500°C foi de 40°C/min.
[0124] Após a têmpera, as placas de aço de cada número de teste foram submetidas a revenimento. No revenimento, a temperatura de revenimento foi ajustada de forma que as placas de aço se tomam de grau 140 ksi como especificado nos padrões AP1 (limite elástico de 965 a 1069 MPa). Após a realização de um tratamento térmico nas respectivas temperaturas de revenimento, as placas de aço foram resfriadas. Para o resfriamento, foi realizado o resfriamento controlado por resfriamento de nebulização de ambos os lados da placa de aço. Note que um termopar do tipo K do tipo bainha foi inserido antecipadamente em uma porção central da espessura da placa de aço, e a temperatura foi medida em relação ao revenimento e ao resfriamento subsequente. A temperatura de revenimento (°C) e tempo de revenimento (min), bem como a taxa de resfriamento (CR6oo-2oo) (°C/seg) após o revenimento são mostrados na Tabela 2. Note que, o ponto Aci do material de aço em cada um do Número de Teste 1 para o Número de Teste 25 era 750°C, e a temperatura de revenimento foi ajustada de modo a ser menor que o ponto Aci.
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40/47 [0125] [Tabela 2]
TABELA 2
Númer o de Teste Tempe ratur a de Revenimen to (°C) Tempo de Revenim ento (min) Taxa de Resfriame nto Após 0 Revenime nto (°C/seg) YS (MPa) TS (MPa) YR (%) Quantidad e de C Dissolvido (% em massa) Kissc (MPa/m)
1 2 3 Valor Médio
1 700 15 25 1025 1087 94 0,043 31,4 32,0 33,9 32,4
2 690 15 10 973 1050 93 0,041 35,1 32,3 32,9 33,4
3 690 30 10 1059 1148 92 0,041 30,6 31,5 31,4 31,2
4 690 40 5 1065 1153 92 0,025 30,9 31,6 31,1 31,2
5 680 40 10 983 1059 93 0,041 33,3 32,0 31,2 32,2
6 680 35 10 988 1068 93 0,046 33,2 32,6 31,7 32,5
7 680 35 35 993 1073 93 0,044 32,6 34,0 35,2 33,9
8 680 35 35 991 1071 93 0,044 33,9 32,7 33,2 33,3
9 680 60 35 980 1056 93 0,048 32,9 33,6 33,8 33,4
10 680 30 15 984 1060 93 0,050 34,8 36,3 36,2 35,8
11 680 30 10 989 1062 93 0,037 31,6 33,6 33,2 32,8
12 680 30 10 986 1060 93 0,045 34,4 34,2 35,9 34,8
13 680 60 25 974 1048 93 0,047 35,9 34,7 34,8 35,1
14 670 30 2 987 1065 93 0,005 24,7 26,3 26,7 25,9
15 670 40 2 980 1053 93 0,003 26,2 21,5 22,7 23,5
16 690 5 10 990 1084 91 0,083 22,7 23,7 25,1 23,8
17 670 10 600 992 1078 92 0,074 23,5 24,5 24,8 24,3
18 660 20 15 973 1042 93 0,048 25,8 20,6 23,0 23,1
19 690 20 25 1056 1137 93 0,044 21,0 21,4 23,7 22,0
20 690 30 5 976 1045 93 0,033 20,5 19,5 21,4 20,5
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21 690 30 25 973 1044 93 0,052 25,1 25,8 27,2 26,0
22 690 30 15 974 1047 93 0,046 22,4 24,2 20,8 22,5
23 670 10 15 966 1094 88 0,043 24,3 21,2 21,0 22,2
24 690 30 2 1041 1124 93 0,003 24,1 25,1 23,4 24,2
25 600 30 10 1345 1465 92 0,046 10,1 5,3 4,2 6,5
[0126] [Resultados da Avaliação] [Testes de YS e TS]
Um teste de tensão foi realizado de acordo com ASTM E8. Amostras de teste de tensão de barra redonda com um diâmetro de 6,35 mm e um comprimento paralelo de 35 mm foram preparadas a partir das partes centrais da espessura das placas de aço de cada número de teste após a têmpera e revenimento descritos acima. A direção axial de cada amostra de teste de tensão foi paralela à direção de laminação da placa de aço. Foi realizado um teste de tensão na atmosfera em temperatura normal (25°C) usando cada amostra de teste de barra redonda e foram obtidos o limite elástico YS (MPa) e resistência à tração (TS). Note que, nos exemplos presentes, a tensão no momento de 0,65% de alongamento obtido no teste de tensão definido como o YS para cada número de teste. Além disso, a maior tensão durante o alongamento uniforme foi tomada como a TS. Uma razão entre o YS e a TS foi adotada como o índice de rendimento de rendimento (%).
[0127] [Teste de Determinação de Microestrutura]
Com respeito às microestruturas das placas de aço de cada número de teste, exceto o Número de Teste 23 e 25, visto que o YS estava em um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o YR foi de 90% ou mais, determinou-se que o total das razões de volume de martensita revenida e bainita revenida foi 90% ou mais. No caso do Número de Teste 23, considera-se que a ferrita se formou.
[0128] [Quantidade de teste de medição de C dissolvido]
Em relação às placas de aço de cada número de teste, a quantidade
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42/47 de C dissolvido (% em massa) foi medida e calculada pelo método de medição descrito acima. Note que, o TEM usado foi JEM-2010 fabricado pela JEOL Ltd., a tensão de aceleração foi ajustada para 200 kV, e para a análise de ponto EDS a corrente de irradiação foi de 2,56 nA, e a medição foi realizada durante 60 segundos em cada ponto. As regiões de observação para a observação do TEM foram 8 μηι x 8 μΓη, e a observação foi realizada com respeito a 10 campos visuais arbitrários. As quantidades residuais de cada elemento e as concentrações de cada elemento na cementita que foram usadas para calcular a quantidade de C dissolvido foram listadas na Tabela 3.
[0129] [Tabela 3]
TABELA 3
Númer o de Teste Quantidade Residual (% em massa) Concentração em Cementita (% em massa) Quantida de de C Dissolvid o (% em massa)
Fe Mn Cr Mo V Nb Fe Mn Cr Mo
1 5,6 0,25 0,27 0,23 0,08 8 0,010 88,8 2,7 3,9 4,6 0,043
2 5,9 0,25 0,28 0,36 - - 83,7 3,8 7,5 5,0 0,041
3 5,6 0,22 0,52 0,33 0,07 5 - 77,6 2,8 14,6 5,0 0,041
4 5,7 0,21 0,47 0,40 - 0,011 78,0 2,9 14,4 4,7 0,025
5 6,1 0,24 0,23 0,36 - - 86,5 2,9 5,6 5,0 0,041
6 6,0 0,29 0,24 0,68 - - 84,8 3,0 3,7 8,5 0,046
7 6,5 0,23 0,44 0,44 - - 81,2 2,5 10,7 5,6 0,044
8 6,7 0,24 0,48 0,43 - - 77,8 2,6 14,6 5,0 0,044
9 7,1 0,32 0,25 0,46 - - 83,6 2,8 8,1 5,5 0,048
10 6,9 0,27 0,33 0,44 - - 84,2 2,9 7,7 5,2 0,050
11 7,2 0,29 0,32 0,47 - - 80,8 2,9 10,8 5,5 0,037
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12 7,4 0,32 0,67 0,42 - - 72,1 2,5 20,9 4,5 0,045
13 7,8 0,35 0,36 0,46 - - 85,6 2,6 6,8 5,0 0,047
14 6,3 0,25 0,29 0,29 - - 85,9 2,9 7,2 4,0 0,005
15 6,0 0,26 0,55 0,35 - - 78,0 2,2 15,0 4,8 0,003
16 5,4 0,20 0,33 0,24 - - 88,7 3,0 4,5 3,8 0,083
17 5,2 0,17 0,43 0,40 - - 80,4 3,3 10,0 6,3 0,074
18 6,4 0,25 0,08 0,39 - - 90,5 2,5 2,0 5,0 0,048
19 6,0 0,23 0,68 0,11 0,05 8 - 78,0 3,2 17,0 1,8 0,044
20 6,1 0,49 0,15 0,51 - - 81,3 5,0 6,8 6,9 0,033
21 6,5 0,26 0,30 0,46 - - 84,0 3,0 7,0 6,0 0,052
22 7,2 0,26 0,28 0,38 - - 86,0 1,5 8,0 4,5 0,046
23 5,9 0,24 0,26 0,38 - - 84,5 2,9 7,1 5,5 0,043
24 7,2 0,26 0,28 0,41 0,09 1 - 86,2 3,2 5,8 4,8 0,003
25 6,1 0,28 0,31 0,42 - - 85,8 2,8 6,3 5,1 0,046
[0130] [Teste DCB]
Com respeito às placas de aço de cada número de teste, foi realizado um teste DCB de acordo com o “Método D” de NACE TM0177-2005, e foi avaliada a resistência SSC. Especificamente, três das amostras de teste DCB 5 ilustrada na FIG. 2A foram extraídas a partir de uma porção central da espessura de cada placa de aço. As amostras de teste de DCB foram tiradas de maneira que a direção longitudinal de cada amostra de teste de DCB fosse paralela à direção de laminação. Uma cunha ilustrada na FIG. 2B foi preparada ainda a partir de cada placa de aço. Uma espessura t da cunha foi de 3,10 mm.
[0131] A cunha foi conduzida entre os braços da amostra do teste DCB.
Posteriormente, a amostra de teste DCB na qual a cunha foi conduzida e colocada em um recipiente. Uma solução líquida obtida pela mistura de uma solução salina a 5% desgaseificada e 4g/L de acetato de sódio e ajustando para
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44/47 pH 3,5 com ácido clorídrico foi vertida no recipiente de forma que uma porção de gás permaneceu no recipiente. Depois disso, uma mistura gasosa consistindo de 10% de H2S gasoso e 90% de CO2 gasoso foi carregada a uma pressão total de 1 atm dentro da autoclave para agitar a fase líquida, e a mistura gasosa foi saturada na solução líquida.
[0132] Após selar o recipiente que havia sido submetido ao processo descrito acima, o recipiente foi mantido por três semanas a 24°C enquanto agitava a solução líquida e também insuflava continuamente na mistura gasosa supracitada. Posteriormente, os corpos de prova do DCB foram retirados de dentro do recipiente.
[0133] Foi inserido um pino em um furo formado na ponta dos braços de cada amostra de teste DCB que foi obtida e foi aberta uma porção de entalhe com uma máquina de teste de tensão, e foi medida uma cunha que libera tensão P. Além disso, o entalhe na amostra de teste DCB foi liberada no nitrogênio líquido e foi medido um comprimento de propagação de trincamento “a” com respeito à propagação de trincamento que ocorreu durante a imersão. O comprimento de propagação de trincamento “a” foi medido visualmente utilizando paquímetros. Foi determinado um valor Kissc (ΜΡθλ/πί) de tenacidade de fratura usando a Fórmula (6) com base na cunha de liberação de tensão P obtida e no comprimento de propagação de trincamento “a”. Para cada aço, foi determinado o valor K1Ssc (MPa^/m) de tenacidade de fratura das três amostras de teste DCB. Para cada aço, a média aritmética dos três valores de tenacidade de fratura foi definida como o valor Kissc (MPa^/m) de tenacidade de fratura do número de teste relevante.
[0134] í h/ V B / Pa ^2^3 +2.38 /Bn Ki ssc — ---------------~----------- (6) j/
Figure BR112019014676A2_D0001
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45/47 [0135] Na Fórmula (6), h representa a altura (mm) de cada braço da amostra de teste DCB, B representa a espessura (mm) da amostra de teste DCB, e Bn representa a espessura da malha (mm) da amostra de teste DCB. Estes são definidos no Método D da NACE TM0177-96.
[0136] Para cada número de teste, os valores Kissc de tenacidade de fratura obtidos são mostrados na Tabela 2. Se o valor Kissc de tenacidade de fratura que foi definido como descrito acima foi de 30,0 MPa^/m ou mais, determinou-se que a resistência SSC era boa. Observe que, a folga entre os braços quando a cunha foi conduzida antes da imersão no banho do teste influencia o valor Kissc· Consequentemente, a medição atual da folga entre os braços foi realizada no avanço usando um micrômetro e foi confirmado também que a folga estava dentro do intervalo nos padrões API.
[0137] [Resultados do Teste]
Os resultados do teste são mostrados na Tabela 2.
[0138] Com referência à Tabela 1 e Tabela 2, as composições químicas das placas de aço dos Números de Teste 1 a 13 foram apropriadas, o YS estava no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o YR foi 90% ou mais. Além disso, a quantidade de C dissolvido estava dentro do intervalo de 0,010 a 0,060% em massa. Em resultado, o valor K|Ssc foi 30,0 MPa^/m ou mais e foi exibida uma excelente resistência SSC.
[0139] Por outro lado, para as placas de aço dos Números de Teste 14 e 15, a taxa de resfriamento após o revenimento foi muito lenta. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi menos que 0,010% em massa. Em resultado, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0140] Para a placa de aço do Número de Teste 16, o tempo de revenimento foi muito curto. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi maior que 0,060% em massa. Em resultado, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
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46/47 [0141] Para as placas de aço do Número de Teste 17, a taxa de resfriamento após o revenimento foi muito rápida. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi maior que 0,060% em massa. Em resultado, o valor K-issc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0142] Na placa de aço do Número de Teste 18, o teor de Cr foi muito baixo. Em resultado, o valor K1Ssc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0143] Para a placa de aço do Número de Teste 19, o teor de Mo foi muito elevado. Em resultado, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0144] Para a placa de aço do Número de Teste 20, o teor de Mn foi muito elevado. Em resultado, o valor K1Ssc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0145] Para a placa de aço do Número de Teste 21, o teor de N foi muito elevado. Em resultado, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0146] Para a placa de aço do Número de Teste 22, o teor de Si foi muito elevado. Em resultado, o valor K1Ssc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0147] Para a placa de aço do Número de Teste 23, o YR foi menor que 90%. Em resultado, o valor Kissc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida. Considera-se que a razão era que a ferrita misturada na microestrutura porque a taxa de resfriamento durante a têmpera era lenta.
[0148] Para as placas de aço do Número de Teste 24, a taxa de resfriamento após o revenimento foi muito lenta. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi menos que 0,010% em massa. Em resultado, o valor K-issc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa^/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
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47/47 [0149] Para a placa de aço do Número de Teste 25, a temperatura de revenimento foi muito lenta. Consequentemente, o YS foi maior do que 1069 MPa. Em resultado, o valor K1Ssc de tenacidade de fratura foi menor do que 30,0 MPa/m e a excelente resistência SSC não foi exibida.
[0150] Uma modalidade da presente invenção foi descrita acima. No entanto, a modalidade descrita acima é meramente um exemplo para implementar a presente invenção. Consequentemente, a presente invenção não está limitada à modalidade acima, e a modalidade acima pode ser modificada adequadamente e implementada dentro de uma variação que não se desvia da essência da 10 presente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0151] O material de aço de acordo com a presente invenção é amplamente aplicável à materiais utilizados em um ambiente ácido e de preferência pode ser utilizado como um material de aço para poços de petróleo 15 que é utilizado em um ambiente de poço de petróleo, e ainda de preferência, pode ser utilizado como tubos de aço de poço de petróleo, tal como revestimento, tubulação e oleodutos.

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Material de aço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma composição química que consiste em, em % em massa, C: maior do que 0,50 a 0,80%,
    Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,05 a 1,00%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0100% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,20 a 1,50%, Mo: 0,25 a 1,50%, Ti: 0,002 a 0,050%, B: 0,0001 a 0,0050%, N: 0,002 a 0,010%, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,100%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, Co: 0 a 0,50%, W: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0.50%, e Cu: 0 a 0,50% com o balanço sendo Fe e impurezas, uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,060% em massa, um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa, e um índice de rendimento de 90% ou mais.
  2. 2. Material de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo
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    2/3 fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados de um grupo que consiste em:
    V: 0,01 a 0.30%, e
    Nb: 0,002 a 0,100%.
  3. 3. Material de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em:
    Ca: 0,0001 a 0,0100%,
    Mg: 0,0001 a 0.0100%, e
    Zr: 0,0001 a 0,0100%.
  4. 4. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em:
    Co: 0,02 a 0,50%, e
    W: 0,02 a 0,50%.
  5. 5. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em:
    Ni: 0,02 a 0,50%, e
    Cu: 0,01 a 0,50%.
  6. 6. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que material de aço é um tubo de aço de poço de petróleo.
  7. 7. Método para produzir um tubo de aço, caracterizado por compreender: um processo de preparação para preparar um material de aço intermediário contendo uma composição química de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, um processo de têmpera de, após o processo de preparação, o material de aço intermediário que está a uma temperatura no intervalo de 800 a 1000°C é resfriado a uma taxa de resfriamento de 50°C/min; e
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    3/3 um processo de revenimento de manter o material de aço intermediário após têmpera a uma temperatura em um intervalo de 660°C para o ponto Ac1 durante 10 a 90 minutos e, posteriormente, o material de aço intermediário é resfriado em uma taxa de resfriamento média em uma região de temperatura de 600°C a 200°C de 5 a 300°C/seg.
  8. 8. Método para produzir um material de aço, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o processo de preparação inclui:
    um processo de preparação de matéria-prima para preparar uma matéria-prima contendo uma composição química de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, e um processo de trabalho a quente de submeter a matéria-prima a trabalho a quente para produzir um material de aço intermediário.
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