BR112020018505B1 - Material de aço adequado para uso em ambiente ácido - Google Patents

Abstract

MATERIAL DE AÇO ADEQUADO PARA USO EM AMBIENTE ÁCIDO. É fornecido um material de aço que tem um limite de escoamento 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: 0,20 a 0,50%, 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: 0,0100% ou menos 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 0,050% 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

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um material de aço e, mais particularmente, a um material de aço adequado para uso em um ambiente ácido.

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 de materiais de aço de poços de petróleo representados pelos tubos de aço de poço de petróleo. Especificamente, tubos de aço de poço de petróleo de grau 80 ksi (limite de escoamento é 80 a menos de 95 ksi, ou seja, 552 a menos de 655 MPa) e grau 95 ksi (limite de escoamento é 95 a menos de 110 ksi, ou seja, 655 a menos de 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 de escoamento é 110 a menos de 125 ksi, ou seja, 758 a menos de 862 Mpa), grau 125 ksi (limite de escoamento é 125 ksi a menos de 140 ksi, ou seja, 862 a menos de 965 Mpa) e grau 140 ksi (limite de escoamento é 140 ksi a menos de 155 ksi, ou seja, 965 a menos de 1069 MPa).

[0003] A maioria dos poços profundos está em um ambiente ácido contendo sulfeto de hidrogênio corrosivo. Na presente descrição, o termo “ambiente ácido” significa um ambiente acidificado contendo sulfeto de hidrogênio. Observe que, em alguns casos, um ambiente ácido pode conter dióxido de carbono. 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 por tensão de sulfetos (de acordo com este documento, mencionada 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 Patentária 5), Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2000-297344 (Literatura Patentária 6), Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2005-350754 (Literatura Patentária 7), Publicação Nacional do Pedido de Patente Internacional n° 2012-519238 (Literatura Patentária 8) e Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 201226030 (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 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, 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 ao suprimir a densidade numérica de grandes partículas 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° 59-232220 Literatura Patentária 3: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 6-322478 Literatura Patentária 4: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 8-311551 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

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0009] Conforme descrito acima, acompanhando a crescente severidade dos ambientes de poços de petróleo nos últimos anos, há uma demanda por tubos de aço de poços de petróleo que são mais excelentes em resistência SSC do que os tubos de aço de poços de petróleo convencionais. Portanto, os materiais de aço (por exemplo, tubos de aço de poços de petróleo) com um limite de escoamento de grau de 140 ksi (965 a 1069 MPa) e excelente resistência SSC podem ser obtidos usando técnicas diferentes das técnicas divulgadas nas Literaturas Patentárias 1 a 9 supracitadas.

[0010] Um objetivo da presente divulgação é fornecer um material de aço que tenha um limite de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (140 a 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: 0,20 a 0,50%, 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: 0,0100% ou menos, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,60%, Nb: 0 a 0,030%, 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%, Cu: 0 a 0,50% e metal de terras raras: 0 a 0,0100% 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 0,050% 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.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0012] O material de aço de acordo com a presente divulgação também tem um limite de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa (grau 140 ksi) e também possui uma excelente resistência SSC.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0013] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista ilustrando a relação entre a quantidade de C dissolvido e um valor K1SSC de tenacidade de fratura para os respectivos números de teste dos exemplos. [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 na presente modalidade. [FIG. 2B] A FIG. 2B é uma vista em perspectiva de uma cunha que é usada no teste DCB na presente modalidade.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0014] Os presentes inventores conduziram investigações e estudos sobre um método para obter tanto um limite de escoamento no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) quanto excelente resistência SSC em um material de aço que se supõe que será usado em um ambiente ácido e obtiveram os seguintes resultados.

[0015] Se a densidade de deslocamento do material de aço for aumentada, o limite de escoamento do material de aço diminuirá. Por outro lado, 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 um limite de escoamento de 140 ksi (965 a 1069 MPa) como resistência SSC, não é preferencial utilizar a densidade de deslocamento para aumentar a resistência.

[0016] Contudo, os presentes inventores descobriram que, ajustando a quantidade de C dissolvido em um material de aço, pode obter-se também uma excelente resistência SSC, aumentando ao mesmo tempo o limite de escoamento para grau 140 ksi utilizando a densidade de deslocamento. Embora a razão para isto seja incerta, considera-se que a razão possa ser a seguinte.

[0017] Os deslocamentos incluem deslocamentos móveis e sésseis, e considera-se que o C dissolvido em um material de aço imobiliza deslocamentos 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 de escoamento do material de aço pode ser mantido.

[0018] 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, considera-se 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 o limite de escoamento de 140 ksi.

[0019] 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 de escoamento de grau 140 ksi. Portanto, usando o material de aço contendo a composição química que consiste em % em massa, C: 0,20 a 0,50%, 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: 0,0100% ou menos, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,60%, Nb: 0 a 0,030%, 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%, Cu: 0 a 0,50% e metal de terras raras: 0 a 0,0100%, com o balanço sendo Fe e impurezas, os presentes inventores investigaram a relação entre a quantidade de C dissolvido, o limite de escoamento e um valor K1SSC de tenacidade de fratura que é um índice de resistência SSC.

[0020] [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 K1SSC de tenacidade de fratura para os respectivos números de teste dos exemplos. A FIG. 1 é obtida pelo seguinte método. A FIG. 1 foi criada usando a quantidade de C dissolvido (% em massa) e o valor K1SSC de tenacidade de fratura (MPa Vm) 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.

[0021] O limite de escoamento 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 de escoamento foi realizado ajustando a temperatura de revenimento. Adicionalmente, com respeito à resistência SSC, se valor K1SSC de tenacidade de fratura obtido por um teste DCB descrito posteriormente foi de 28,0 MPaVm ou mais, determinou-se que a resistência SSC era boa.

[0022] 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 28,0 MPaVm 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 0,050% em massa, o valor KISSC de tenacidade de fratura foi menor que 28,0 MPaVm. Em outras palavras, foi esclarecido que quando a quantidade de C dissolvido é muito alta, inversamente, a resistência SSC diminui.

[0023] 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 de escoamento (grau 140 ksi) da presente modalidade, pode-se obter uma excelente resistência SSC se a quantidade de C dissolvido se tornar 0,050% em massa ou menos.

[0024] Portanto, ajustando a composição química e as condições de revenimento para obter um limite de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e também fazendo a quantidade de C 0,010 a 0,050% em massa dissolvida, o valor KISSC de tenacidade de fratura torna-se 28,0 MPaVm ou mais e pode ser obtida uma excelente resistência SSC. Por conseguinte, na presente modalidade, a quantidade de C dissolvido do material de aço é definida dentro do intervalo de 0,010 a 0,050% em massa.

[0025] Observe que a microestrutura do material de aço de acordo com a presente modalidade é composta de uma microestrutura que é principalmente composta de martensita revenida e bainita revenida. O termo “composto principalmente de martensita revenida e bainita revenida” significa que a razão de volume de martensita revenida e bainita revenida é de 90% ou mais. Quando a microestrutura do material de aço é composta principalmente de martensita revenida e bainita revenida, no material de aço de acordo com a presente modalidade, o limite de escoamento está no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e um índice de rendimento (razão entre o limite de escoamento e a resistência à tração; em outras palavras, o índice de rendimento (YR) = limite de escoamento (YS)/resistência à tração (TS)) é de 90% ou mais.

[0026] Um material de aço de acordo com a presente modalidade que foi concluído com base nos resultados acima contém uma composição química que consiste em, em % em massa, C: 0,20 a 0,50%, 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: 0,0100% ou menos, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,60%, Nb: 0 a 0,030%, 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%, Cu: 0 a 0,50% e metal de terras raras: 0 a 0,0100% com o balanço sendo Fe e impurezas. O material de aço de acordo com a presente modalidade contém uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,050% em massa. No material de aço de acordo com a presente modalidade, o limite de escoamento está dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa, e o índice de rendimento é 90% ou mais.

[0027] Na presente descrição, embora não particularmente limitado, o material de aço é, por exemplo, um tubo de aço ou uma placa de aço. De preferência, o material de aço é um material de aço de poço de petróleo que é usado para poços de petróleo, ainda mais preferencialmente é um tubo de aço de poço de petróleo. Na presente descrição, conforme descrito acima, o termo “poços de petróleo” é o nome genérico de poços de petróleo e poços de gás.

[0028] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em V: 0,01 a 0,60% e Nb: 0,002 a 0,030%.

[0029] 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%.

[0030] 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%.

[0031] A composição química supracitada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ni: 0,01 a 0,50% e Cu: 0,01 a 0,50%.

[0032] A composição química supracitada pode conter um metal de terras raras na quantidade de 0,0001 a 0,0100%.

[0033] O material de aço supracitada pode ser um tubo de aço de poço de petróleo.

[0034] 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.

[0035] 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 de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (140 grau ksi) e também terá excelente resistência SSC.

[0036] O termo “excelente resistência SSC” supracitado pode ser avaliado por um teste DCB realizado de acordo com o “Método D” descrito na NACE TM0177-2005. Especificamente, uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,4% em massa de acetato de sódio que é ajustada para pH 3,5 usando ácido acético (solução NACE B) é usada como solução de teste. Uma cunha que é retirada do material de aço é acionada em uma amostra de teste retirada do material de aço, a amostra de teste na qual a cunha foi acionada é então colocada dentro de um recipiente de teste. A solução de teste é derramada no recipiente de teste para deixar uma parte da fase de vapor e é adotada como banho de teste.

[0037] Após a desgaseificação do banho de teste, uma mistura gasosa composta por 0,1 atm de H2S e 0,9 atm de CO2 é soprada no recipiente de teste para tornar o banho de teste um ambiente corrosivo. Após o banho de teste que está imerso, a amostra é mantida a uma temperatura de 24°C durante três semanas (504 horas) enquanto se agita o banho de teste, o valor K1SSC de tenacidade de fratura é obtido a partir da amostra retirada do recipiente de teste. No material de aço de acordo com a presente modalidade, o valor K1SSC de tenacidade de fratura determinado no teste DCB anterior é de 28,0 MPaVm ou mais.

[0038] O termo "quantidade de C dissolvido" supracitado significa a diferença entre a quantidade de C (% em massa) em carbetos 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 de V <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 <Cr>b, uma concentração de Mn <Mn>b e uma concentração de Mo <Mo>b em cementita obtida realizando análise pontual por espectrometria de raio-X de dispersão de energia (doravante denominada como “EDS”) com relação à cementita identificada realizando observação por microscópio eletrônico de transmissão (doravante mencionada como “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] 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.

[0040] [Composição Química] O material de aço de acordo com a presente modalidade é adequado para uso em ambiente ácido. A composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade contém os seguintes elementos.

[0041] C: 0,20 a 0,50% 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 provável a ocorrência de trincamento na têmpera. Portanto, o teor de C está dentro do intervalo de 0,20 a 0,50%. Um limite inferior preferencial do teor de C é 0,24% e mais preferencialmente 0,25%. Um limite superior preferencial do teor de C é 0,48%.

[0042] 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 0,80% e mais preferencialmente 0,50%.

[0043] Mn: 0,05 a 1,00% Manganês (Mn) desoxida o material de aço. Mn também aumenta a temperabilidade do material de aço. 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%.

[0044] 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%.

[0045] 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%.

[0046] 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.”.

[0047] 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, esses efeitos 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%.

[0048] 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 0,60%. Um limite superior preferencial do teor de Mo é 1,30%, mais preferencialmente é 1,20% e ainda mais preferencialmente é 1,15%.

[0049] 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 tornam 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 Ti é 0,030% e mais preferencialmente 0,020%.

[0050] 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 0,0030% e mais preferencialmente é 0,0015%.

[0051] N: 0,0100% ou menos Nitrogênio (N) é inevitavelmente contido. Em outras palavras, o teor de N é maior que 0%. N se combina com Ti para formar nitretos finos e refina os grãos cristalinos do material de aço pelo efeito de pinagem. Contudo, 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 é 0,0100% ou menos. Um limite superior preferencial do teor de N é 0,0055% e mais preferencialmente 0,0050%. Para obter o efeito acima mais eficientemente, um limite inferior preferencial do teor de N é de 0,0005%, mais preferencialmente é de 0,0010%, ainda mais preferencialmente é de 0,0015%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0020%.

[0052] 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 0,0050% 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%.

[0053] O equilíbrio da composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade é Fe e impurezas. Aqui, o termo “impurezas” refere-se 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.

[0054] [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.

[0055] V: 0 a 0,60% 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 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, o 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, esses efeitos 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 0,60%. 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 0,40% e mais preferencialmente é 0,20%.

[0056] Nb: 0 a 0,030% 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, esses efeitos 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 0,030%. 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 preferencialmente 0,020%.

[0057] 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.

[0058] 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, Ca neutraliza S no material de aço ao formar sulfetos e, assim, aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Ca é contida, este efeito é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Ca for muito alto, os óxidos do material aço se tornam 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%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0010%. Um limite superior preferencial do teor de Ca é 0,0040% e mais preferencialmente 0,0025%.

[0059] Mg: 0 a 0,0100% O Magnésio (Mg) 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, assim, aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Mg é contida, este efeito é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Mg for muito alto, os óxidos do material aço se tornam 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 ainda mais preferencialmente é de 0,0006%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0010%. Um limite superior preferencial do teor de Mg é 0,0040% e mais preferencialmente é 0,0025%.

[0060] Zr: 0 a 0,0100% O Zircônio (Zr) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de Zr pode ser 0%. Se contido, Zr neutraliza S no material de aço ao formar sulfetos e, assim, aumenta a resistência SCC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Zr é contida, este efeito é obtido até certo ponto. No entanto, se o teor de Zr for muito alto, os óxidos no material aço se tornam grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. 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 18/53 preferencialmente é de 0,0003%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0006%, e ainda mais preferencialmente é de 0,0010%. Um limite superior preferencial do teor de Zr é 0,0025% e mais preferencialmente é 0,0020%.

[0061] No caso em que dois ou mais tipos de elementos selecionados do grupo supracitado 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.

[0062] 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 proteção contra corrosão em um ambiente ácido e suprime a penetração de hidrogênio no material de aço. Por meio disso, cada um desses elementos aumenta a resistência SSC do material de aço.

[0063] 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, Co forma um revestimento de proteção contra corrosão em um ambiente ácido e suprime a penetração de hidrogênio no material de aço. Por meio disto, Co aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Co é contida, este efeito 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%.

[0064] W: 0 a 0,50% O Tungstênio (W) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de W pode ser 0%. Se contido, W forma um revestimento de proteção contra corrosão em um ambiente ácido e suprime a penetração de hidrogênio no material de aço. Por meio disto, W aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de W é contida, este efeito 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 de 0%, mais preferencialmente é de 0,02%, ainda mais preferencialmente é de 0,03%, e ainda mais preferencialmente é de 0,05%. Um limite superior preferencial do teor de W é 0,45% e mais preferencialmente é 0,40%.

[0065] 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 material de aço.

[0066] 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, este efeito 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 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 0,01%, e mais preferencialmente é 0,02%. Um limite superior preferencial do teor de Ni é 0,20%, mais preferencialmente é 0,10% e ainda mais preferencialmente é 0,09%.

[0067] 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, este efeito 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%.

[0068] A composição química do material de aço supracitado também pode conter um material de terras raras em vez de uma parte de Fe.

[0069] Metal de terras raras (REM): 0 a 0,0100% O metal de terras raras (REM) é um elemento opcional e não precisa estar contido. Em outras palavras, o teor de REM pode ser 0%. Se contido, REM neutraliza S no material de aço ao formar sulfetos e, assim, aumenta a resistência SCC do material de aço. REM também combina-se a P no material de aço e suprime a segregação de P nas bordas de grãos cristalinos. Portanto, uma diminuição na resistência SSC do material de aço que é devido à segregação de P é suprimida. Se mesmo uma pequena quantidade de REM é contida, esses efeitos são obtidos até certo ponto. No entanto, se o teor de REM for muito alto, os óxidos se tornam grosseiros e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, o teor de REM está dentro do intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferencial do teor de REM 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 REM é 0,0040% e mais preferencialmente é 0,0025%.

[0070] Observe que, na presente descrição, o termo “REM” refere-se a um ou mais tipos de elementos selecionados de um grupo constituído por escândio (Sc), que é o elemento com número atômico 21, ítrio (Y), que é o elemento com número atômico 39 e os elementos do lantânio (La) com número atômico 57 a lutécio (Lu) com número atômico 71 que são lantanoides. Além disso, na presente descrição, o termo “teor de REM” refere-se ao teor total desses elementos.

[0071] [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 0,050% 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 não será obtida. Por outro lado, se a quantidade de C dissolvido for maior do que 0,050% 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 0,050% em massa. Um limite inferior preferencial da quantidade de C dissolvido é 0,015% em massa, e mais preferencialmente 0,020% em massa.

[0072] Uma quantidade de C dissolvido dentro do intervalo supracitado é obtida, por exemplo, controlando o tempo de espera no processo de revenimento e controlando a taxa de resfriamento no processo de revenimento. A razão é como descrito abaixo.

[0073] 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 dentro do intervalo de 10 a 180 minutos.

[0074] Se a taxa de resfriamento durante o resfriamento após o revenimento no processo de 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 dentro do intervalo de 0,010 a 0,050% em massa.

[0075] 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.

[0076] 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 determinada com base em uma temperatura medida por um termopar do tipo bainha que é inserido na porção central da espessura da placa de aço. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço, a taxa de resfriamento após o revenimento pode ser determinada com base em uma temperatura medida por um termopar do tipo bainha que é inserido na porção central da espessura de parede do tubo de aço. Além disso, em um caso de resfriamento forçado de apenas uma superfície de um lado do material de aço, a taxa de resfriamento após o revenimento pode ser determinada com base na temperatura da superfície no lado resfriado não forçado do material de aço que é medida por meio de um termômetro infravermelho do tipo sem contato.

[0077] 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, haverá muito pouco do C que se dissolveu após ser retido durante os precipitados de revenimento. Assim, em alguns casos, a quantidade de C dissolvido é excessiva. Portanto, na presente modalidade, a taxa média de resfriamento na região de temperatura de 600°C a 200°C é 4 a 100°C/seg.

[0078] De acordo com o presente método, no material de aço de acordo com a presente modalidade, a quantidade de C dissolvido pode estar dentro do intervalo de 0,010 a 0,050% em massa. No entanto, a quantidade de C dissolvido no material de aço pode ser ajustada dentro do intervalo de 0,010 a 0,050% em massa por outro método.

[0079] [Método para calcular a quantidade de C dissolvido] O termo "quantidade de C dissolvido" significa a diferença entre a quantidade de C (% em massa) em carbetos 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 de V <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 <Cr>b, uma concentração de Mn <Mn>b e uma concentração de Mo <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.

[0080] [Determinação do teor de C do material de aço] Uma amostra de análise com a forma de um chip usinado é retirada do material de aço. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, uma amostra de análise é retirada da parte central da espessura. Em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, uma amostra de análise é retirada 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.

[0081] [Cálculo da quantidade de C que precipita como carbetos (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 TEM e uma análise de concentração de elementos (doravante mencionado como “análise EDS”) dos elementos na cementita é realizada por EDS. No procedimento 3, o teor de Mo é ajustado. No procedimento 4, a quantidade de C precipitado é calculada.

[0082] [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. Neste documento, 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. Uma amostra cilíndrica com um diâmetro de 6 mm e um comprimento de 50 mm é extraída do material de aço. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, a amostra de teste cilíndrica é extraída de uma parte central da espessura de modo que o centro da espessura torna-se o centro da seção transversal. Em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, a amostra de teste cilíndrica é extraída de uma parte central da espessura da parede do tubo de aço de maneira que o centro da espessura da parede torna-se o centro da seção transversal. A superfície da amostra de teste cilíndrica é polida para remover cerca de 50 μm por eletropolimento preliminar para obter uma superfície recém-formada. A amostra de teste eletropolida é submetida à eletrólise em uma solução eletrolítica (10% de acetilacetona + 1% de tetra-amônio + metanol). A solução eletrolítica após a eletrólise é passada através de um filtro de 0,2-μm para capturar resíduos. O resíduo obtido é submetido à decomposição ácida e as concentrações de Fe, Cr, Mn, Mo, V e Nb são 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.

[0083] [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 do material de aço. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, a amostra de microteste é cortada da parte central da espessura. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço, a amostra de microteste é cortada da parte central da espessura da parede do tubo de aço. 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 superfície corroída 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 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.

[0084] [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. 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.

[0085] 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)

[0086] 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)

[0087] [Procedimento 4. Cálculo da quantidade de C precipitado] A quantidade de C precipitado 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)

[0088] Assim, a quantidade de C precipitada é <C>a + <C>b.

[0089] [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 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)

[0090] [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, ferrita ou perlita. 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 de escoamento estará dentro do intervalo de 965 a menos de 1069 MPa (grau 140 ksi) e o índice de rendimento será de 90% ou mais.

[0091] Na presente modalidade, se o limite de escoamento estiver dentro do intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o índice de rendimento for 90% ou mais, assume-se que as razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida na microestrutura são de 90% ou mais. De preferência, a microestrutura é composta apenas por martensita revenida e/ou bainita revenida. Em outras palavras, as razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida na microestrutura podem ser de 100%.

[0092] Note que, o seguinte método pode ser adotado no caso de determinar as razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida por observação. Em um caso onde o material de aço é um placa de aço, uma amostra tendo uma superfície de observação com dimensões de 10 mm na direção de rolagem e 10 mm na direção de espessura é cortada de uma porção central da espessura. Em um caso em que o material de aço é um tubo de aço, uma amostra tendo uma superfície de observação com dimensões de 10 mm na direção do eixo do tubo e 8 mm na direção de espessura de parede é cortada de uma porção central da espessura da parede.

[0093] Depois de polir a superfície de observação da amostra para obter uma superfície espelhada, a amostra 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 μm2 (ampliação de x5000).

[0094] 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. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço de poço de petróleo, a espessura de parede não é particularmente limitada. 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 de escoamento e índice de rendimento do material de aço] O limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade está dentro de um intervalo de 965 a 1069 Mpa (grau 140 ksi), e o índice de rendimento do material de aço é de 90% ou mais. Na presente descrição, o termo “limite de escoamento” significa a tensão quando o alongamento de 0,65% é obtido em um teste de tração. Em suma, o limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade é grau 140 ksi. Embora o material de aço de acordo com a presente modalidade tenha um limite de escoamento dentro do intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi), 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] O limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser determinado pelo método a seguir. Um teste de tensão é realizado de acordo com a ASTM E8 (2013). Uma amostra de teste de barra redonda é retirada do material de aço de acordo com a presente modalidade. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, a amostra de teste de barra redonda é retirada da parte central da espessura. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço, a amostra de teste de barra redonda é retirada da parte central da espessura da parede. Em relação ao tamanho da amostra de teste de barra redonda, por exemplo, a amostra de teste de barra redonda tem um diâmetro de porção paralela de 4 mm e um comprimento de porção paralela de 35 mm. Observe que a direção axial da amostra de teste de barra redonda é paralela à direção de rolagem do material de aço.

[0098] Um teste de tração é realizado na atmosfera em temperatura normal (25°C) usando a amostra de teste de barra redonda e a tensão no tempo de 0,65% de alongamento (tensão de escoamento de 0,65%) obtida no teste de tração é definida como o limite de escoamento (MPa). Além disso, a tensão máxima durante o alongamento uniforme é definida a resistência à tração (MPa). O índice de rendimento (YR) (%) pode ser obtido por um limite de escoamento (YS) para a resistência à tração (TS) (YR = YS/TS).

[0099] O material de aço de acordo com a presente modalidade contém a composição química supracitada, contém uma quantidade de C dissolvido no intervalo de 0,010 a 0,050% em massa, tem um limite de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa e tem um índice de rendimento de 90 % ou mais. Neste respeito, quando os materiais de aço contêm a composição química de acordo com a presente modalidade e a mesma microestrutura (fases), a densidade de deslocamento é considerada o fator dominante que determina o limite de escoamento. Especificamente, a densidade de deslocamento de um material de aço que contém a composição química supracitada, contém uma quantidade de C dissolvido no intervalo de 0,010 a 0,050% em massa, tem um limite de escoamento dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau de 140 ksi), e tem um índice de rendimento de 90% ou mais está dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 (m-2).

[0100] Por outro lado, a densidade de deslocamento de um material de aço que contém a composição química supracitada, contém uma quantidade de C dissolvido no intervalo de 0,010 a 0,050% em massa, tem um limite de escoamento dentro de um intervalo de 862 a menos de 965 MPa (grau 125 ksi), e tem um índice de rendimento de 90% ou mais dentro do intervalo de 6,5x1014 a menos de 9,2x1014 (m-2). O material de aço de acordo com a presente modalidade contém a composição química supracitada, a quantidade de C dissolvido supracitada, o limite de escoamento supracitado e o índice de rendimento supracitado. Consequentemente, a densidade de deslocamento do material de aço de acordo com a presente modalidade difere da densidade de deslocamento de um material de aço que contém a composição química supracitada, a quantidade de C dissolvido supracitada e o índice de rendimento supracitado, mas tem um limite de escoamento diferente.

[0101] A densidade de deslocamento do material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser determinado pelo método a seguir. Uma amostra de teste para uso na medição da densidade de deslocamento é retirada do material de aço de acordo com a presente modalidade. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, a amostra é retirada da parte central da espessura. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço, a amostra é retirada da parte central da espessura da parede. O tamanho da amostra de teste é, por exemplo, 20 mm de largura x 20 mm de comprimento x 2 mm de espessura. A direção da espessura da amostra de teste é a direção da espessura do material de aço (direção da espessura da placa ou direção da espessura da parede). Nesse caso, a superfície de observação da amostra é uma superfície com um tamanho de 20 mm de largura x 20 mm de comprimento.

[0102] A superfície de observação da amostra é polida em espelho e, além disso, o eletropolimento é realizado usando uma solução de ácido perclórico a 10% em volume (solvente de ácido acético) para remover a tensão na camada externa. A superfície de observação após o tratamento é submetida a difração de raios X (DRX) para determinar a largura de meio valor ΔK dos picos dos planos (110), (211) e (220) da estrutura cúbica centrada no corpo (ferro).

[0103] Na DRX, a medição da largura de meio valor ΔK é realizada empregando linhas CoKα como fonte de raios-X, 30 kV como tensão do tubo e 100 mA como corrente do tubo. Além disso, LaB6 (hexaboreto de lantânio) em pó é usado para medir uma largura de meio valor originária do difratômetro de raios-X.

[0104] A cepa não uniforme ε da amostra é determinada com base na largura de meio valor ΔK determinada pelo método supracitado e pela equação de Williamson-Hall (Fórmula (6)). Na fórmula (6), θ representa o ângulo de difração, X representa o comprimento de onda do raio-X e D representa o diâmetro do cristalito.

[0105] Além disso, a densidade de deslocamento p (m-2) pode ser determinada usando a cepa não uniforme obtida ε e Fórmula (7). Na Fórmula (7), b representa o vetor de Burgers (b = 0,248 (nm)) da estrutura cúbica centralizada no corpo (ferro).

[0106] [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. Especificamente, uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,4% em massa de acetato de sódio que é ajustada para pH 3,5 usando ácido acético (solução NACE B) é usada como solução de teste. Uma amostra de teste DCB ilustrada na FIG. 2A é retirada do material de aço de acordo com a presente modalidade. Em um caso onde o material de aço é uma placa de aço, a amostra é retirada da parte central da espessura. Em um caso onde o material de aço é um tubo de aço, a amostra é retirada da parte central da espessura da parede. A direção longitudinal da amostra do teste DCB é paralela à direção de laminação do material de aço. Uma cunha ilustrada na FIG. 2B também é retirada do material de aço de acordo com a presente modalidade. A espessura t da cunha é de 3,10 (mm).

[0107] Referindo-se à FIG. 2A, a cunha supracitada foi conduzida entre as ramificações da amostra do teste DCB. A amostra de teste DCB na qual a cunha foi conduzida é colocada em um recipiente de teste. Em seguida, a solução de teste supracitada é vertida no recipiente de teste de modo a deixar uma porção da fase de vapor e é adotada como o banho de teste. Após a desgaseificação do banho de teste, uma mistura gasosa composta por 0,1 atm de H2S e 0,9 atm de CO2 é soprada no recipiente de teste para tornar o banho de teste um ambiente corrosivo. O interior do recipiente de teste é mantido a uma temperatura de 24°C durante três semanas (504 horas) enquanto se agita o banho de teste. Depois de mantido durante três semanas, a amostra de teste DCB é retirada do recipiente de teste.

[0108] Foi inserido um pino em um furo formado na ponta das ramificações 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 liberado 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 (MPaVm) de tenacidade de fratura usando a Fórmula (8) com base na cunha de liberação de tensão P obtida e no comprimento de propagação de trincamento “a”.

[0109]

[0110] Na Fórmula (8), h representa a altura (mm) de cada ramificação 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 TM0177-2005. No material de aço de acordo com a presente modalidade, o valor K1ssC de tenacidade de fratura determinado no teste DCB é de 28,0 MPaVm ou mais.

[0111] [Método de Produção] será descrito agora um método para produzir o material de aço de acordo com a presente modalidade. O método de produção descrito abaixo é um método para a produção de um tubo de aço sem costura como um exemplo do material de aço de acordo com a presente modalidade. O método para produzir um tubo de aço sem costura 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 sem costura (processo de têmpera e processo de revenimento). Observe que, um método para produzir o material de aço de acordo com a presente modalidade não é limitado ao método de produção descrito abaixo. Cada um desses processos é descrito em detalhes abaixo.

[0112] [Processo de Preparação] No processo de preparação, é preparado um material de aço intermediário contendo a composição química supracitada. O método 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.

[0113] O processo de preparação pode 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.

[0114] [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. O método para produzir a matéria-prima não é particularmente limitado e pode ser usado um método bem conhecido. 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. Conforme 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.

[0115] [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 sem costura, o material de aço intermediário corresponde a uma casca oca. Primeiro, o tarugo é aquecido 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). O método de realizar o trabalho a quente não é particularmente limitado e um método bem conhecido pode ser usado.

[0116] Por exemplo, o processo Mannesmann pode ser 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 laminação 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%.

[0117] 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.

[0118] 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 submetida a têmpera direta após trabalho a quente sem ser resfriada à temperatura normal ou pode ser submetida a têmpera após sofrer aquecimento suplementar (reaquecimento) após trabalho a quente.

[0119] 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. Neste caso, o trincamento de têmpera pode ser suprimido. Em um caso onde a têmpera direta é realizada após trabalho a quente ou a têmpera é realizada após aquecimento suplementar após trabalho a quente, para fins de eliminar a tensão residual, pode-se realizar um tratamento de alívio de tensão (tratamento SR) em um momento que após a têmpera e antes do tratamento a quente do próximo processo.

[0120] 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.

[0121] [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.

[0122] Se a temperatura de têmpera for muito alta, em alguns casos, os grãos Y prévios tornam-se grossos e a resistência SSC do material de aço diminui. Portanto, uma temperatura de têmpera no intervalo de 800 a 1000°C é preferencial.

[0123] O método de têmpera, por exemplo, resfria continuamente o material de aço intermediário (casca oca) a partir da temperatura inicial de têmpera e diminui continuamente a temperatura da superfície da casca oca. O método de realizar o tratamento de resfriamento contínuo não é particularmente limitado e um método bem conhecido pode ser usado. O método de realizar o tratamento de resfriamento contínuo é, por exemplo, um método que resfria 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 resfriamento por nebulização.

[0124] Se a taxa de resfriamento durante a têmpera é muito lenta, a microestrutura não se torna uma que é composta principalmente de martensita e bainita e a propriedade mecânica definida na presente modalidade (ou seja, o limite de escoamento de grau 140 ksi e o índice de rendimento de 90% ou mais) não é obtida.

[0125] 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. Mais especificamente, a taxa de resfriamento durante a têmpera CR800-500 é determinada com base em uma temperatura medida em uma região que é mais lentamente resfriada dentro de uma seção transversal do material de aço intermediário que está sendo temperado (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 intermediário).

[0126] A taxa de resfriamento preferencial durante a têmpera CR800-500 é 300°C/min ou superior. Um limite inferior preferencial da taxa de resfriamento durante a têmpera CR800-500 é 450°C/min, e mais preferencialmente é 600°C/min. Embora um limite superior da taxa de resfriamento durante a têmpera CR800-500 não seja particularmente definido, por exemplo, o limite superior é 60000°C/min.

[0127] 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 têmpera e revenimento descritos abaixo podem ser realizados em combinação uma pluralidade de vezes. Portanto, tanto a têmpera como o revenimento podem ser realizados uma pluralidade de vezes. Neste caso, a resistência SSC do material de aço é adicionalmente reduzida. A seguir, o processo de revenimento será descrito em detalhes.

[0128] [Processo de Revenimento] No processo de revenimento, o revenimento é realizado após a condução da têmpera supracitada. Na presente descrição, o termo “revenimento” significa reaquecer o material intermediário de aço após a têmpera a uma temperatura que não exceda o ponto Ac1 e mantenha o material intermediário de aço nessa temperatura. A temperatura de revenimento é ajustada de forma adequada de acordo com a composição química do material de aço e o limite de escoamento que deve ser obtido. Em outras palavras, em relação ao material de aço intermediário (casca oca) contendo a composição química da presente modalidade, a temperatura de revenimento é ajustada de modo a ajustar o limite de escoamento do material de aço dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi). Neste documento, a temperatura de revenimento corresponde à temperatura do forno quando o material intermediário de aço após a têmpera é aquecido e mantido na temperatura relevante.

[0129] Uma temperatura de revenimento preferencial está em um intervalo de 620 a 720°C. Se a temperatura de revenimento for 620°C ou mais, carbetos são esferoidizados de forma suficiente e a resistência SSC é adicionalmente melhorada. Um limite inferior mais preferencial da temperatura de revenimento é 640°C e, mais preferencialmente, é 650°C. Um limite superior mais preferencial da temperatura de revenimento é 700°C e, mais preferencialmente, é 690°C.

[0130] 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 preferencial está dentro de um intervalo de 10 a 180 minutos. Um limite inferior mais preferencial do tempo de revenimento é 15 minutos. Um limite superior mais preferencial do tempo de revenimento é 120 minutos e, mais 39/53 preferencialmente, é 90 minutos. Neste documento, o tempo de revenimento (tempo de espera) significa o período de tempo desde que a temperatura do material de aço intermediário atinge uma temperatura de revenimento predeterminada até a extração do forno.

[0131] 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 o limite de escoamento do material de aço contendo a composição química da presente modalidade caia dentro do intervalo de 965 a 1069 MPa ajustando apropriadamente o tempo de espera supracitado na temperatura de revenimento supracitada.

[0132] [Em relação ao resfriamento rápido após o revenimento] Convencionalmente, o resfriamento após o revenimento não foi controlado. Contudo, 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, 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. Portanto, na presente modalidade, o material de aço intermediário (casca oca) após o revenimento é rapidamente resfriado.

[0133] Especificamente, no processo de revenimento, a taxa média de resfriamento quando a temperatura 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 CR600-200 é preferencialmente 4°C/seg ou superior. 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.

[0134] Portanto, na presente descrição, a taxa de resfriamento preferencial após o revenimento CR600-200 está dentro do intervalo de 4 a 100°C/seg. Um limite inferior mais preferencial da taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 é 5°C/seg, e mais preferencialmente é 10°C/seg, e mais preferencialmente é 15°C/seg. Um limite superior mais preferencial da taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 é 50°C/seg, e mais preferencialmente é 40°C/seg. Observe que, no caso em que o revenimento seja realizado várias vezes, pode-se controlar o resfriamento após o revenimento final. Ou seja, o resfriamento após o revenimento, exceto para o revenimento final, pode ser realizado da mesma forma que o convencional.

[0135] Um método para resfriamento de modo que a taxa de resfriamento após o revenimento CR600-200 está dentro do intervalo de 4 a 100°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 resfriamento após o revenimento CR600-200 é 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 material de aço intermediário).

[0136] O material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser produzido pelo método de produção descrito acima. Foi descrito um método para produzir um tubo de aço sem costura 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 material de aço de outra forma 5 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

[0137] Foram produzidos aços fundidos com um peso de 180 kg tendo as composições químicas mostradas na Tabela 1.

[0138] [Tabela 1] TABELA 1

[0139] Foram produzidos lingotes usando os aços fundidos supracitados. Os lingotes foram laminados a quente para produzir placas de aço tendo uma espessura de 15 mm.

[0140] 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).

[0141] Depois de deixar esfriar, as placas de aço de cada número de teste, exceto o Teste de Número 23, 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 (CR800-500) foi de 800°C/min. Com respeito à placa de aço do Número de Teste 23, após manter durante 20 minutos na temperatura de têmpera supracitada, a placa de aço foi resfriada por imersão em um banho de óleo. Neste momento, a taxa de resfriamento durante a têmpera (CR800-500) foi de 80°C/min. Observe que a temperatura de têmpera foi a temperatura do forno que realizou o aquecimento. A taxa de resfriamento durante a têmpera (CR800-500) foi determinada a partir da temperatura medida por um termopar do tipo K de um tipo de bainha sendo inserido em uma porção central da espessura da placa de aço com antecedência.

[0142] 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 o limite de escoamento passou a ser de 140 ksi (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. Observe que a temperatura de revenimento foi a temperatura do forno que realizou o revenimento. A taxa de resfriamento após revenimento (CR600-200) foi determinada a partir da temperatura medida por um termopar do tipo K de um tipo de bainha sendo inserido em uma porção central da espessura da placa de aço com antecedência. A temperatura de revenimento (°C) e tempo de revenimento (min), bem como a taxa de resfriamento após revenimento (CR600-200) (°C/seg) são mostrados na Tabela 2. Observe que o ponto Ac1 do material de aço em cada um dos Testes de Número 1 a 25 foi 750°C.

[0143] [Tabela 2] TABELA 2

[0144] [Resultados da Avaliação] Um teste de tração, teste de determinação de microestrutura, teste de medição de quantidade de C dissolvido, teste de medição de densidade de deslocamento e teste DCB descritos abaixo foram realizados nas placas de aço de cada número de teste após o revenimento supracitado.

[0145] [Teste de tração] Um teste de tração foi realizado de acordo com a ASTM E8 (2013). Amostras de teste de tração de barra redonda com um diâmetro de 6,35 mm e um comprimento de 35 mm foram retiradas a partir da porção central da espessura das placas de aço de cada número de teste. A direção axial de cada amostra de teste de barra redonda foi paralela à direção de laminação da placa de aço. Foi realizado um teste de tração na atmosfera em temperatura normal (25°C) usando cada número de teste das amostras de barra redonda e foram obtidos o limite de escoamento (MPa) e resistência à tração (MPa). Note que, nos exemplos presentes, a tensão no momento de 0,65% de alongamento obtido no teste de tração (tensão de escoamento de 0,65%) definido como o limite de escoamento para cada número de teste. Além disso, a maior tensão durante o alongamento uniforme foi tomada como a resistência à tração. Uma razão do limite de escoamento para resistência à tração (YS/TS) foi adotada como o índice de rendimento (%). O limite de escoamento (YS), a resistência à tração (TS) e o índice de rendimento (YR) determinados são mostrados na Tabela 2.

[0146] [Teste de Determinação de Microestrutura] Com respeito às microestruturas das placas de aço de cada número de teste, exceto os Números de Teste 23 e 25, visto que o limite de escoamento estava em um intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o índice de rendimento 5 foi de 90% ou mais, determinou-se que as razões volumétricas de martensita revenida e bainita revenida foram 90% ou mais.

[0147] [Quantidade de teste de medição de C dissolvido] Em relação às placas de aço de cada número de teste, a quantidade de C dissolvido (% em massa) foi medida e calculada pelo método de medição 10 descrito acima. Observe que, o TEM usado foi o JEM-2010 fabricado pela JEOL Ltd., a tensão de aceleração foi definida em 200 kV. Para a análise pontual de EDS, a corrente de irradiação foi de 2,56 nA e a medição foi realizada por 60 segundos em cada ponto. As regiões de observação para a observação do TEM foram 8 μm x 8 μm 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.

[0148] [Tabela 3] TABELA 3

[0149] [Teste de medição da densidade de deslocamento] Amostras de teste para uso na medição da densidade de deslocamento pelo método supracitado foram retiradas da placa de aço de cada número de teste. Além disso, a densidade de deslocamento (m-2) foi determinada pelo método supracitado. A densidade de deslocamento determinada (x1014 m-2) é mostrada na Tabela 2.

[0150] [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 ilustradas na FIG. 2A foram extraídas a partir de uma porção central da espessura de parede da placa de aço de cada número de teste. 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 retirada da placa de aço de cada número de teste. A espessura t da cunha era de 3,10 mm. A cunha supracitada foi introduzida entre as ramificações da amostra DCB.

[0151] Uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,4% em massa de acetato de sódio que foi ajustada para pH 3,5 usando ácido acético (solução NACE B) foi usada como solução de teste. A solução de teste foi vertida no recipiente de teste que incluía a amostra DCB na qual a cunha havia sido inserida no interior de modo a deixar uma parte da fase de vapor e foi adotada como banho de teste. Após a desgaseificação do banho de teste, uma mistura gasosa consistindo em 0,1 atm de H2S e 0,9 atm de CO2 foi soprada no recipiente de teste para tornar o banho de teste um ambiente corrosivo. O interior do recipiente de teste foi mantido a uma temperatura de 24°C durante três semanas (504 horas) enquanto se agitava o banho de teste. Depois de mantido durante três semanas, a amostra de teste DCB foi retirada do recipiente de teste.

[0152] 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 sendo imerso no banho de teste foi liberado 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” pode ser medido visualmente utilizando paquímetros. Foi determinado um valor K1SSC (MPaVm) de tenacidade de fratura usando a Fórmula (8) com base na cunha de liberação de tensão P obtida e no comprimento de propagação de trincamento “a”. A média aritmética dos três valores de tenacidade de fratura Kissc (MPaVm) foi determinada e definida como o valor de tenacidade de fratura Kissc (MPaVm) da placa de aço do número de teste relevante.

[0153]

[0154] Na Fórmula (8), h (mm) representa a altura de cada ramificação da amostra de teste DCB, B (mm) representa a espessura da amostra de teste DCB e Bn (mm) representa a espessura de malha da amostra de teste DCB. Estes são definidos no "Método D" da NACE TM0177-2005.

[0155] Para a placa de aço de cada número de teste, os valores K1SSC de tenacidade de fratura obtidos são mostrados na Tabela 2. Se o valor K1SSC de tenacidade de fratura que foi definido como descrito acima foi de 28,0 MPaVm ou mais, determinou-se que a resistência SSC era boa. Observe que, a folga entre as ramificações quando a cunha foi conduzida antes da imersão no banho do teste influencia o valor K1SSC. 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.

[0156] [Resultados do Teste] Os resultados do teste são mostrados na Tabela 2.

[0157] 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 limite de escoamento estava no intervalo de 965 a 1069 MPa (grau 140 ksi) e o índice de rendimento foi 90% ou mais. Além disso, a quantidade de C dissolvido estava dentro do intervalo de 0,010 a 0,050% em massa. Em resultado, o valor K1SSC foi 28,0 MPaVm ou mais e foi exibida uma excelente resistência SSC. Observe que, a densidade de deslocamento das placas de aço dos Testes de Número 1 a 13 estavam dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0158] 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 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento das placas de aço dos Testes de Número 14 e 15 estavam dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2

[0159] Para a placa de aço do Número de Teste 16, o tempo de revenimento foi muito curto. Consequentemente, a quantidade de C dissolvido foi menor que 0,050% em massa. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 16 foi superior a 20,0x1014 m-2.

[0160] 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 menor que 0,050% em massa. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 17 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0161] Na placa de aço do Número de Teste 18, o teor de Cr foi muito baixo. Em resultado, o valor KISSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 18 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0162] Para a placa de aço do Número de Teste 19, o teor de Mo foi muito elevado. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 19 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0163] 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 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 20 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0164] Para a placa de aço do Número de Teste 21, o teor de N foi muito elevado. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 21 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0165] 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 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 22 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0166] Para a placa de aço do Teste de Número 23, o índice de rendimento foi menor que 90%. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 23 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0167] 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 K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que, a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 24 estava dentro do intervalo de 9,2x1014 a 20,0x1014 m-2.

[0168] Para a placa de aço do Número de Teste 25, a temperatura de revenimento foi muito lenta. Consequentemente, o limite de escoamento foi maior do que 1069 MPa. Em resultado, o valor K1SSC de tenacidade de fratura foi menor do que 28,0 MPaVm e a excelente resistência SSC não foi exibida. Observe que a densidade de deslocamento da placa de aço do Teste de Número 25 foi superior a 20,0x1014 m-2.

[0169] 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 5 implementada dentro de uma variação que não se desvia da essência da presente invenção.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0170] 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 10 utilizado como um material de aço para poços de petróleo 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 (7)

1. Material de aço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma composição química que consiste em, em % em massa, C: 0,20 a 0,50%, 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: 0,0100% ou menos, O: 0,0100% ou menos, V: 0 a 0,60%, Nb: 0 a 0,030%, 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%, Cu: 0 a 0,50%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, e com o balanço sendo Fe e impurezas, uma quantidade de C dissolvido dentro de um intervalo de 0,010 a 0,050% em massa, um limite elástico dentro de um intervalo de 965 a 1069 MPa, e um índice de rendimento de 90% ou mais.

2. Material de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: V: 0,01 a 0,60%, e Nb: 0,002 a 0,030%.

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 de um grupo que consiste em: Ca: 0,0001 a 0,0100%, Mg: 0,0001 a 0,0100%, e Zr: 0,0001 a 0,0100%.

4. Material de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados de um grupo que consiste em: Co: 0,02 a 0,50%, e W: 0,02 a 0,50%.

5. Material de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados de um grupo que consiste em: Ni: 0,01 a 0,50%, e Cu: 0,01 a 0,50%.

6. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 5, caracterizado por a composição química conter: metal de terras raras: 0,0001 a 0,0100%.

7. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 6, caracterizado por o material de aço ser um tubo de aço de poço de petróleo.