BR112021000039A2 - Tubo de aço sem costura e método para a sua produção - Google Patents

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Abstract

é fornecido um tubo de aço sem costura que pode atingir um limite de escoamento de 862 mpa ou superior e excelente tenacidade a baixa temperatura. a composição química do tubo de aço sem costura contém cr: 15,00 a 18,00% em percentual em massa e satisfaz as fórmulas (1) e (2). além disso, na microestrutura, (i) uma razão volumétrica total de ferrita e martensita é 80% ou mais, com o balanço sendo austenita retida de uma razão volumétrica de 20% ou inferior, (ii) o número de interseções ntl no campo de visualização de observação da direção l é 38 ou mais e ntl/nl é 1,80 ou superior, e adicionalmente (iii) o número de interseções ntc no campo de visualização de observação da direção c é 30 ou mais e ntc/nc é 1,70 ou superior. 156al + 18ti + 12nb + 11mn + 5v + 328,125n + 243,75c + 12,5s =< 12,5 (1) ca/s >= 4,0 (2) ntl/nl >= 1,85 (3) ntc/nc >= 1,80 (4)

Description

TUBO DE AÇO SEM COSTURA E MÉTODO PARA A SUA PRODUÇÃO CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente invenção refere-se a um tubo de aço sem costura e um método para a sua produção, e mais particularmente, refere-se a um tubo de aço 5 sem costura que é adequado para uso na geração de energia geotérmica ou uso em ambientes de poço de petróleo ou ambientes de poço de gás ou semelhantes, e um método para a sua produção. A seguir, na presente descrição, poços de petróleo e poços de gás são coletivamente mencionados como “poços de petróleo”.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA 10 [0002] Um tubo de aço de poço de petróleo pode ser usado em um poço de petróleo em um ambiente de alta temperatura contendo gás de dióxido de carbono e/ou gás de sulfeto de hidrogênio. Na presente descrição, o ambiente de alta temperatura possui uma temperatura de cerca de 150 a 200C e contém gases corrosivos. Exemplos de gás corrosivo incluem gás de dióxido de carbono e/ou gás 15 de sulfeto de hidrogênio.
[0003] Convencionalmente, como tubo de aço de poço de petróleo, foi utilizado o material de aço de 13Cr que contém cerca de 13% em massa de Cr e possui excelente resistência à corrosão por gás de dióxido de carbono. Contudo, quando é utilizado para um poço de petróleo em um ambiente de alta temperatura 20 como descrito acima, será exigida resistência à corrosão adicional. Assim, o material de aço de 17Cr no qual o teor de Cr é aumentado para mais do que o material de aço de 13Cr a cerca de 15 a 18% foi proposto. O material de aço de 17Cr exibe excelente resistência à corrosão em um ambiente de alta temperatura como descrito acima.
25 [0004] Ao mesmo tempo, com o recente aprofundamento dos poços de petróleo, há uma demanda para tubos de aço de poço de petróleo tendo elevada resistência do que os tubos convencionais. Especificamente, é necessário um tubo de aço de poço de petróleo tendo uma elevada resistência de grau 125 ksi (limite de escoamento de 862 MPa ou mais). Além disso, recentemente, o 30 desenvolvimento de poços de petróleo também tem sido realizado em regiões frias.
Para um tubo de aço de poço de petróleo para uso nesse poço profundo em regiões frias, é necessário não apenas elevada resistência, mas também excelente tenacidade a baixa temperatura.
[0005] A Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2013-249516 5 (Literatura Patentária 1), Publicação de Pedido de Patente Japonesa n° 2016- 145372 (Literatura Patentária 2) e Publicação de Pedido Internacional n° WO2010/134498 (Literatura Patentária 3) propõem cada uma um tubo de aço de poço de petróleo que serve para uso em um ambiente de alta temperatura como descrito acima e possui elevada resistência ou elevada resistência e elevada 10 tenacidade em baixas temperaturas.
[0006] A composição química de um tubo sem costura de aço inoxidável de alta resistência para tubos de aço propostos na Literatura Patentária 1 consiste em, em percentual de massa, C: 0,005 a 0,06%, Si: 0,05 a 0,5%, Mn: 0,2 a 1,8%, P: 0,03% ou menos, S: 0,005% ou menos, Cr: 15,5 a 18,0%, Ni: 1,5 a 5,0%, V: 0,02 a 15 0,2%, Al: 0,002 a 0,05%, N: 0,01 a 0,15%, O: 0,006% ou menos, contendo adicionalmente um ou mais tipos selecionados dentre Mo: 1,0 a 3,5%, W: 3,0% ou menos, e Cu: 3,5% ou menos a fim de satisfazer as Fórmulas (1) e (2), com o balanço sendo Fe e impurezas inevitáveis. A microestrutura do tubo sem costura de aço inoxidável de alta resistência descrito acima para poços de petróleo é 20 composta de martensita como uma fase principal e 10 a 60% de ferrita e 0 a 10% de austenita em razão volumétrica como uma segunda fase. Adicionalmente, na microestrutura descrita acima, um valor GSI, que é definido como o número de bordas de grãos de martensita-ferrita existindo por comprimento de unidade de um segmento de linha desenhado em uma direção de espessura de parede é de 120 25 ou mais em uma posição central da espessura de parede. Além disso, a espessura de parede do tubo sem costura de aço inoxidável de alta resistência para poços de petróleo é maior do que 25,4 mm. Neste documento, a Fórmula (1) é definida por Cr +0,65Ni + 0,60Mo + 0,30W + 0,55Cu - 20C  19,5 e Fórmula (2) é definida por Cr +Mo + 0,50W + 0,30Si - 43,5C -0,4Mn - Ni -0,3Cu - 9N  11,5.
30 [0007] Na Literatura Patentária 1, uma matéria-prima tendo a composição química descrita acima é produzida por laminação a quente, incluindo laminação por perfuração. E, na laminação a quente, uma razão total de redução de laminação em um intervalo de temperatura de 1100 a 900C é definido para 30% ou mais. É declarado que isto torna possível produzir um tubo sem costura de aço 5 inoxidável de alta resistência para poços de petróleo tendo a microestrutura descrita acima. Observe que a laminação a quente no intervalo de temperatura de 1100 a 900C corresponde à laminação a quente em uma etapa de laminação por perfuração usando um moinho de laminação por perfuração, mas em uma etapa de laminação por alongamento por um laminador contínuo ou semelhante após a 10 etapa de laminação por perfuração.
[0008] No método para produzir um tubo de aço sem costura proposto na Literatura Patentária 2, uma matéria-prima de aço contendo uma composição química que inclui, em percentual de massa, C: 0,005 a 0,05%, Si: 0,05 a 0,5%, Mn: 0,2 a 1,8%, P: 0,03% ou menos, S: 0,005% ou menos, Cr: 15,5 a 18%, Ni: 1,5 15 a 5%, Cu: 3,5% ou menos, Mo: 1 a 3,5%, V: 0,02 a 0,2%, Al: 0,002 a 0,05%, N: 0,01 a 0,15% e O: 0,006% ou menos, satisfaz a mesmas Fórmulas (1) e (2) como na Literatura Patentária 1, e contém adicionalmente um ou mais tipos selecionados de Nb: 0,2% ou menos, Ti: 0,3% ou menos, e Zr: 0,2% ou menos, com o balanço sendo Fe e impurezas inevitáveis é preparado. Então, o aquecimento da matéria- 20 prima de aço ao submeter a matéria-prima de aço a uma usinagem da matéria- prima do tubo e trabalho a quente é realizada sob uma condição de que a temperatura é menor do que uma temperatura T(K) definida pela Fórmula (3). Neste documento, a Fórmula (3) é definida por T(K) = 7650/{2,35 - log10([C]  [X])}.
Na Fórmula (3), [C] é substituído pelo teor de C (percentual de massa), [X] é 25 substituído pelo teor (percentual de massa) de um elemento X, que é o maior no teor (percentual de massa) entre V, Ti, Nb e Zr e  é um coeficiente, que é substituído por 2 quando o elemento X é V ou Ti, e substituído por 1 quando o elemento X é Nb ou Zr.
[0009] A Literatura Patentária 2 afirma que o método de produção descrito 30 acima permite o refinamento da ferrita e, em consequência disto, melhoria da tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura.
[0010] Um tubo de aço sem costura para poços proposto na Literatura Patentária 3 possui: uma composição química que consiste, em percentual de massa, C: 0,05% ou menos, Si: 0,5% ou menos, Mn: 0,01 a 0,5%, P: 0,04% ou 5 menos, S: 0,01% ou menos, Cr: maior do que 16,0 a 18,0%, Ni: maior do que 4,0 a 5,6%, Mo: 1,6 a 4,0%, Cu: 1,5 a 3,0%, Al: 0,001 a 0,10% e N: 0,050% ou menos, com o balanço sendo Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2); uma microestrutura que inclui martensita e 10 a 40% em razão volumétrica de ferrita, e no qual, quando uma pluralidade de segmentos de linha virtual tendo cada um 10 comprimento de 50 m da superfície de aço inoxidável na direção de espessura e disposto em uma linha em um passo de 10 m em um intervalo de 200 m são dispostos em uma seção transversal do aço inoxidável, a razão do número dos segmentos de linha virtual que intersecta a ferrita para o número total dos segmentos de linha virtual é maior do que 85%; e uma tensão de escoamento de 15 deslocamento de 0,2% de 758 MPa ou mais. Neste documento, as Fórmulas (1) são definidas como Cr + Cu + Ni + Mo  25,5, e a Fórmula (2) é definida como -8  30(C + N) + 0,5Mn + Ni + Cu/2 + 8,2 - 1,1(Cr + Mo)  -4.
[0011] No aço inoxidável para poços de petróleo da Literatura Patentária 3, a ferrita na estrutura de uma camada externa é controlada. Especificamente, no 20 processo de produção, o trabalho a quente é realizado usando uma matéria-prima de aço tendo a composição química descrita acima. No trabalho a quente, uma redução total de área em um intervalo de 850 a 1250C é feito em 50% ou mais. Ao considerar a redução total de área em um intervalo de 850 a 1250C, não apenas a redução de área na laminação por perfuração, mas também a redução 25 de área no alongamento e laminação é incluída.
LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA PATENTÁRIA
[0012] Literatura Patentária 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2013-249516 30 Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2016-
Literatura Patentária 3: Publicação de Pedido Internacional n° WO2010/134498
SUMÁRIO DA INVENÇÃO 5 PROBLEMA TÉCNICO
[0013] Declara-se que tanto os tubos de aço sem costura de acordo com as Literaturas Patentárias 1 e 2 são excelentes em tenacidade a baixa temperatura.
Contudo, ambos os limites de escoamento dessas literaturas sãoé inferiores a 862 MPa. Nas Literaturas Patentárias 1 e 2, não foi realizado nenhum estudo sobre um 10 tubo de aço sem costura que possui um limite de escoamento de 862 Mpa ou mais e seja excelente em tenacidade a baixa temperatura. Adicionalmente, relativo ao aço inoxidável para poços de petróleo de acordo com a Literatura Patentária 3, não foi realizado nenhum estudo de um ponto de vista de tenacidade a baixa temperatura.
15 [0014] É um objeto da presente divulgação fornecer um tubo de aço sem costura que possa atingir um limite de escoamento de 862 MPa ou mais e excelente tenacidade a baixa temperatura ao mesmo tempo.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA
[0015] Um tubo de aço sem costura de acordo com a presente divulgação 20 possui uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,050% ou menos, Si: 0,50% ou menos, 25 Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, Cu: 0,09 a 3,00%, Cr: 15,00 a 18,00%, 30 Ni: 4,00 a 9,00%,
Mo: 1,50 a 4,00%,
Al: 0,040% ou menos,
N: 0,0150% ou menos,
Ca: 0,0010 a 0,0040%,
5 Ti: 0,020% ou menos,
Nb: 0,020% ou menos,
V: 0 a 0,20%,
Co: 0 a 0,30%,
W: 0 a 2.00%, e
10 o balanço: Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2), em que quando uma direção do eixo do tubo do tubo de aço sem costura é definida como uma direção L, uma direção de espessura de parede do tubo de aço sem costura é definida como uma direção T, e uma direção perpendicular à direção
15 L e a direção T é definida como uma direção C, uma microestrutura satisfaz a seguir
(I) a (III):
(I) A microestrutura consiste, em uma razão volumétrica total, 80% ou mais de ferrita e martensita, com o balanço sendo austenita retida;
(II) Em um campo de visualização de observação na direção L de uma
20 forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção L é 100
m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento,
quando quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na
25 direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção L e dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 a TL4,
quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção L e que estão dispostos em intervalos iguais na direção TL e dividem o campo de
30 visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção TL são definidos como segmentos de linha L1 a L4, e uma interface entre a ferrita e martensita é definida como uma interface de ferrita,
um número de interseções NTL que é um número de interseções entre
5 os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita é 38 ou mais, e um número de interseções NL, que é um número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita, e o número de interseções
NTL satisfaz a Fórmula (3);
(III) Em um campo de visualização de observação na direção C de
10 uma forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção C é 100
m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento,
quando quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na
15 direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção C e dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4, e quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção
C e que estão dispostos em intervalos iguais na direção TC e dividem o campo de
20 visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha C1 a C4,
um número de interseções NTC que é o número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita é 30 ou mais, e um número de interseções NC que é o número de interseções entre
25 os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita, e o número de interseções
NTC satisfaz a Fórmula (4):
156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S 
12,5 (1) Ca/S  4,0 (2)
30 NTL/NL  1,80 (3)
NTC/NC  1,70 (4) onde, cada símbolo do elemento nas Fórmulas (1) e (2) é substituído pelo teor (% em massa) de um elemento correspondente.
[0016] 5 Um método para produzir um tubo de aço sem costura de acordo com a presente divulgação inclui: uma etapa de aquecimento para aquecer uma matéria-prima tendo uma composição química que consiste em: em % em massa, 10 C: 0,050% ou menos, Si: 0,50% ou menos, Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, 15 Cu: 0,09 a 3,00%, Cr: 15,00 a 18,00%, Ni: 4,00 a 9,00%, Mo: 1,50 a 4,00%, Al: 0,040% ou menos, 20 N: 0,0150% ou menos, Ca: 0,0010 a 0,0040%, Ti: 0,020% ou menos, Nb: 0,020% ou menos, V: 0 a 0,20%, 25 Co: 0 a 0,30%, W: 0 a 2.00%, e o balanço: Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2) em uma temperatura de aquecimento T de 1200 a 1260C durante t horas; 30 uma etapa de laminação por perfuração para laminar por perfuração a matéria-prima que foi aquecida na etapa de aquecimento sob uma condição satisfazendo a Fórmula (A) para produzir uma casca oca; uma etapa de laminação por alongamento para alongar e laminar a casca oca; 5 uma etapa de têmpera para temperar a casca oca após a etapa de laminação por alongamento em uma temperatura de têmpera de 850 a 1150C; e uma etapa de revenimento para revenir a casca oca após a etapa de têmpera em uma temperatura de revenimento de 400 a 700C, 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  10 12,5 (1) Ca/S  4,0 (2) 0,057X - Y < 1720 (A) onde, X na Fórmula (A) é definido pela seguinte Fórmula (B), X = (T + 273)  {20 + log(t)} (B) 15 onde, T é uma temperatura de aquecimento (C) da matéria-prima, e te é um tempo de espera (hora) na temperatura de aquecimento T, uma razão de redução de área Y (%) na Fórmula (A) é definida pela Fórmula (C): Y = {1 - (área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da 20 casca oca após laminação por perfuração/área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da matéria-prima antes da laminação por perfuração)}  100 (C)
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
[0017] Um tubo de aço sem costura de acordo com a presente divulgação 25 pode atingir um limite de escoamento de 862 Mpa ou mais e excelente tenacidade à baixa temperatura ao mesmo tempo. O método para produzir um tubo de aço sem costura de acordo com a presente divulgação permite a produção do tubo de aço sem costura descrito acima.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 30 [0018] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista esquemática de uma microestrutura em uma seção transversal localizada em uma posição central da espessura de parede de um tubo de aço sem costura e incluindo uma direção de eixo de tubo (direção L) e uma direção de espessura de parede (direção T) do tubo de aço sem costura, o tubo de aço sem costura tendo a mesma composição química como a do tubo de 5 aço sem costura da presente modalidade, mas tendo uma microestrutura diferente.
[FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista esquemática da microestrutura em uma seção transversal localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura da presente modalidade e incluindo a direção L e a direção T.
[FIG. 3] A FIG. 3 é um diagrama esquemático para ilustrar uma relação entre 10 a microestrutura e propagação de uma trinca em uma seção transversal do tubo de aço sem costura.
[FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama esquemático para ilustrar um método de cálculo de um índice de camada LIL em um campo de visualização de observação da direção L na presente modalidade.
15 [FIG. 5] A FIG. 5 é um diagrama esquemático para ilustrar um método de cálculo de um índice de camada LIC em um campo de visualização de observação da direção C na presente modalidade.
[FIG. 6] A FIG. 6 é um diagrama para mostrar uma relação entre o índice de camada LIC no campo de visualização de observação na direção C e energia 20 absorvida a -10C (tenacidade à baixa temperatura) no tubo de aço sem costura, no qual o teor de cada elemento na composição química está dentro do intervalo descrito acima e satisfaz as Fórmulas (1) e (2), e o índice de camada LIL no campo de visualização de observação da direção L satisfaz a Fórmula (3).
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES 25 [0019] Os presentes inventores estudaram um tubo de aço sem costura que possa atingir um limite de escoamento de 862 MPa ou mais e excelente tenacidade à baixa temperatura ao mesmo tempo.
[0020] Primeiramente, os presentes inventores estudaram a composição química de um tubo de aço sem costura tendo um limite de escoamento de 862 30 MPa ou mais e excelente tenacidade à baixa temperatura. Em consequência disto,
os presentes inventores consideraram que um tubo de aço sem costura tendo uma composição química que consiste, em % em massa, C: 0,050% ou menos, Si: 0,50% ou menos, Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, Cu: 0,09 a 3,00%, Cr: 15,00 a 18,00%, Ni: 4,00 a 9,00%, Mo: 1,50 a 4,00%, Al: 5 0,040% ou menos, N: 0,0150% ou menos, Ca: 0,0010 a 0,0040%, Ti: 0,020% ou menos, Nb: 0,020% ou menos, V: 0 a 0,20%, Co: 0 a 0,30%, W: 0 a 2,00%, e o balanço: Fe e impurezas podem possivelmente atingir um limite de escoamento alto de 862 MPa (125 ksi) ou mais e excelente tenacidade à baixa temperatura ao mesmo tempo.
10 [0021] Enquanto isso, no caso do tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima, a microestrutura é uma microestrutura duplex que é composta dominantemente por ferrita e martensita. Mais especificamente, a microestrutura contém ferrita e martensita, com o balanço sendo austenita retida.
[0022] Os presentes inventores investigaram a relação entre as razões 15 volumétricas de ferrita e martensita em uma microestrutura duplex e tenacidade à baixa temperatura. Os presentes inventores investigaram adicionalmente e estudaram a relação entre o estado de distribuição de ferrita e também de martensita de uma microestrutura duplex e tenacidade à baixa temperatura. Em consequência disto, descobriu-se que na microestrutura duplex do material de aço 20 tendo a composição química descrita acima, mesmo se a razão volumétrica de ferrita e razão volumétrica de martensita forem iguais, se o estado de distribuição da ferrita e martensita diferirem, a tenacidade à baixa temperatura esperada para ser obtida será bem diferente.
[0023] FIGS. 1 e 2 são diagramas esquemáticos de uma microestrutura em 25 uma seção transversal incluindo a direção do eixo de tubo e a direção de espessura de parede do tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima.
A direção horizontal da FIG. 1 corresponde à direção do eixo de tubo (direção de rolagem), e a direção vertical da FIG. 1 corresponde à direção de espessura de parede. Similarmente, a direção horizontal na FIG. 2 corresponde à direção L e a 30 direção vertical na FIG. 2 corresponde à direção T. Na presente descrição, a direção de eixo de tubo (direção de rolagem) do tubo de aço sem costura é definida como a “direção L”. A direção de espessura de parede do tubo de aço sem costura é definida como uma “direção T”. Neste documento, a direção de espessura de parede significa uma direção radial em uma direção transversal perpendicular à 5 direção do eixo de tubo. Uma direção perpendicular à direção L e a direção T (correspondendo à direção circunferencial do tubo de aço sem costura) é definida como uma “direção C”. Em ambas as FIGS. 1 e 2, o comprimento na direção L do diagrama esquemático é 100 m, e o comprimento desta forma na direção T é 100 m.
10 [0024] Nas FIGS. 1 e 2, uma região branca 10 é ferrita. Uma região hachurada 20 é martensita. A razão volumétrica de ferrita e a razão volumétrica de martensita na FIG. 1 não são tão diferentes da razão volumétrica de ferrita e a razão volumétrica de martensita na FIG. 2. Contudo, o estado de distribuição de ferrita 10 e martensita 20 na FIG. 1 é significativamente diferente do estado de distribuição 15 de ferrita 10 e martensita 20 na FIG. 2. Especificamente, na microestrutura mostrada na FIG. 1, ferrita 10 e martensita 20 cada prolongam-se nas direções aleatórias, formando uma microestrutura sem camadas. Por outro lado, na microestrutura mostrada na FIG. 2, ferrita 10 e martensita 20 prolongam-se na direção L, e ferrita 10 e martensita 20 são empilhadas na direção T. Ou seja, a 20 microestrutura mostrada na FIG. 2 é uma estrutura em camadas de ferrita 10 e martensita 20.
[0025] Ou seja, descobriu-se que no tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima, a microestrutura pode diferir grandemente mesmo se a composição química for a mesma. Foram retiradas amostras de teste 25 de impacto Charpy do tubo de aço sem costura tendo a microestrutura mostrada na FIG. 1 e o tubo de aço sem costura tendo a microestrutura mostrada na FIG. 2 por um método descrito abaixo. Então, o teste de impacto Charpy foi realizado de acordo com a ASTM A370-18, e energia absorvida (J) a -10C foi determinada. Em consequência disto, a energia absorvida a -10C do tubo de aço sem costura tendo 30 a microestrutura (estrutura em camadas) mostrada na FIG. 2 foi notavelmente grande em comparação com a energia absorvida a -10C do tubo de aço sem costura tendo a microestrutura (estrutura sem camadas) mostrada na FIG. 1.
Portanto, os presentes inventores consideraram que na composição química descrita acima, excelente tenacidade à baixa temperatura poderia ser obtida se a 5 estrutura em camadas prolongando-sese prolongando ao longo da direção L for obtida na microestrutura de uma seção transversal incluindo a direção L e a direção T (doravante denominada como uma seção transversal de direção L).
[0026] Contudo, um estudo adicional revelou que mesmo se a microestrutura do tubo de aço sem costura tivesse uma estrutura em camadas prolongando-se ao 10 longo da direção L, o tubo de aço sem costura não tinha necessariamente uma excelente tenacidade à baixa temperatura. Ou seja, mesmo quando a microestrutura do tubo de aço sem costura tivesse uma estrutura em camadas prolongando-se ao longo da direção L em uma seção transversal da direção L, houve casos ondeem que a tenacidade à baixa temperatura foi ruim.
15 [0027] Assim, os presentes inventores estudaram a relação entre a direção de propagação de uma trinca no tubo de aço sem costura e uma direção de prolongamento da estrutura em camadas. Em consequência disto, descobriu-se que, a fim de aumentar a tenacidade à baixa temperatura, é importante que a estrutura em camadas prolongue-sese prolongue não apenas na direção L, mas 20 também na direção C. Embora o motivo para isso seja incerto, os seguintes motivos são concebíveis.
[0028] Há casos ondeem que uma trinca no tubo de aço sem costura propaga-se na direção L e onde ela se propaga na direção C. Portanto, a fim de aumentar a tenacidade à baixa temperatura, é preferencial que a propagação de 25 uma trinca seja inibida pela martensita na estrutura em camadas, não importando se a trinca propaga-sese propaga na direção L ou na direção C.
[0029] A FIG. 3 é um diagrama esquemático para ilustrar a relação entre a microestrutura e a propagação de uma trinca em uma seção transversal de um tubo de aço sem costura 1. Referindo-se à FIG. 3, no tubo de aço sem costura 1, como 30 descrito acima, uma seção transversal incluindo a direção L e a direção T é definida como uma “seção transversal 1L da direção L”. Adicionalmente, uma seção transversal incluindo a direção C e a direção T é definida como uma “seção transversal 1C da direção C”. Na FIG. 3, assume-se que a estrutura em camadas prolonga-sese prolonga suficientemente na direção L e também prolonga-sese 5 prolonga suficientemente na direção C.
[0030] Como mostrado na FIG. 3, uma direção de propagação D de uma trinca é decomposta em um componente de direção L e um componente de direção C. O componente de direção L da direção de propagação de uma trinca é definida como LDC (Trinca da Direção L). O componente de direção C da direção de 10 propagação de uma trinca é definida como CDC (Trinca da Direção C).
[0031] Em uma estrutura em camadas composta de ferrita 10 e martensita 20, martensita 20 inibe a propagação de uma trinca. Ou seja, martensita 20 tem uma microestrutura metálica mais fina do que a ferrita 10 e, assim, possui uma microestrutura tendo excelente tenacidade. Portanto, martensita 20 atua como 15 resistência contra a propagação de uma trinca. Em um caso ondeno qual a direção de propagação de uma trinca se cruza com a direção de prolongamento de martensita 20, e mesmo se uma ponta de trinca que colidiu com martensita 20 mudar sua direção de propagação e começar a se propagar novamente, a ponta de trinca provavelmente colidirá com martensita 20 novamente, ou seja, em um 20 caso ondeem que uma trinca dificilmente consegue evitar a martensita 20, não importa de que maneira ela se propaga, é possível inibir efetivamente a propagação de uma trinca.
[0032] Como mostrado na microestrutura da seção transversal 1C da direção C na FIG. 3, um componente LDC da direção L de uma trinca intercede (cruza em 25 ângulos retos) com a martensita 20 prolongando-se na direção C. Neste caso, martensita 20 prolongando-se na direção C atua como resistência contra o componente LDC da direção L de uma trinca e inibe a propagação do componente LDC da direção L de uma trinca.
[0033] Similarmente, como mostrado na microestrutura da seção transversal 30 na 1L da direção L da FIG. 3, um componente CDC da direção C de uma trinca intercede (cruza em ângulos retos) com a martensita 20 prolongando-se na direção L. Neste caso, a martensita prolongando-se na direção L atua como resistência contra o componente CDC da direção C de uma trinca e inibe a propagação do componente CDC da direção C de uma trinca.
5 [0034] Como descrito acima, a martensita prolonga-se na direção C e a direção L inibe a propagação de uma trinca. Adicionalmente, na seção transversal 1L da direção L e na seção transversal 1C da direção C, à medida em que o número de camadas empilhadas na direção T por área unitária aumenta, torna-se mais difícil que uma trinca se propague evitando a martensita 20. Especificamente, à 10 medida em que o número de camadas empilhadas na direção T por área unitária na seção transversal 1L da direção L e na seção transversal 1C da direção C aumenta, é mais provável que mesmo se uma trinca que tenha sido interrompida de propagar-se pela martensita 20 alterar sua direção de propagação e começar novamente a se propagar, a ponta da trinca colide imediatamente com outra 15 martensita 20. Portanto, a propagação de uma trinca é inibida.
[0035] Como escrito até o momento, quanto maior o número de camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária da estrutura em camadas na seção transversal IL da direção L, e quanto mais suficientemente a estrutura em camadas for prolongada na direção L; e quanto maior o número de 20 camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária da estrutura em camadas na seção transversal 1C da direção C, e quanto mais suficientemente a estrutura em camadas for prolongada na direção C, torna-se mais difícil para uma trinca evitar martensita 20 do que um caso onde a estrutura em camadas é suficientemente prolongada na direção L e não é suficientemente 25 prolongada na direção C. Portanto, é possível suprimir suficientemente a propagação de uma trinca.
[0036] Como descrito até o momento, os inventores consideraram que para suprimir eficazmente a propagação de uma trinca no tubo de aço sem costura 1, é muito eficaz não apenas que na microestrutura na seção transversal 1L da direção 30 L, o número de camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária seja grande, e martensita 20 seja suficientemente prolongada na direção L, mas também que na microestrutura na seção transversal 1C da direção C, o número de camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária seja grande, e martensita 20 seja suficientemente prolongada na 5 direção C.
[0037] Com base nos resultados do estudo descrito acima, os presentes inventores estudaram adicionalmente não apenas sobre a morfologia da estrutura em camadas na seção transversal 1L da direção L, mas também sobre a morfologia da estrutura em camadas na seção transversal 1C da direção C. Em consequência 10 disto, se, na seção transversal 1L da direção L, (II-1) o número de interseções NTL seja 38 ou mais, e (II-2) o índice de camada da direção longitudinal LI L definido pela Fórmula (3) seja 1,80 ou mais, e se, 15 na seção transversal 1C da direção C, (III-1) o número de interseções NTC seja 30 ou mais, e (III-2) o índice de camada da direção circunferencial LI C definido pela Fórmula (4) seja 1,70 ou mais, torna-se possível suprimir de forma muito eficaz as trincas, mesmo se 20 o limite de escoamento for 862 MPa ou mais, e atingir excelente tenacidade à baixa temperatura.
Índice de camada LIL = NTL/NL  1,80 (3) Índice de camada LICL = NTC/NC  1,70 (4) A seguir, o número de interseções NTL e o índice de camada LIL, e o 25 número de interseções NTC e o índice de camada LIC serão descritos.
[0038] [Número de interseções NTL e o índice de camada LIL na seção transversal 1L da direção L] O índice de camada LIL é um índice indicando o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas na seção transversal 1L da direção L.
30 NTL e NL no índice de camada LIL são definidos como se segue.
[0039] Referindo-se à FIG. 4, em uma seção transversal 1L da direção L incluindo a direção L e a direção T em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, uma região de uma forma quadrada cuja lateral prolonga-se na direção L é de 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se 5 na direção T é de 100 m de comprimento seja definida como um campo de observação 50 de observação da direção L. Na FIG. 4, o campo de visualização 50 de observação da direção L inclui ferrita 10 e martensita 20. Neste documento, uma interface entre a ferrita 10 e martensita 20 é definida como uma “interface de ferrita FB”. Observe que a austenita retida existe em uma interface de ripa na 10 martensita 20, e é difícil observá-la com um microscópio. Por outro lado, a ferrita 10 e martensita 20 possuem contrastes diferentes sob observação em microscópio e podem ser facilmente identificadas pelos versados na técnica.
[0040] Segmentos de linha TL1 a TL4 na FIG. 4 são segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção T e estão dispostos em intervalos iguais na 15 direção L para dividir o campo de visualização 50 de observação da direção L em 5 partes iguais na direção L. O número de interseções (marcadas com "⚫" na FIG.
4) entre os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita FB no campo de visualização 50 de observação da direção L é definido como o número de interseções NTL. O número de interseções NTL significa o número de camadas de 20 ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária na seção transversal 1L da direção L (campo de visualização de observação da direção L 50).
[0041] Os segmentos de linha L1 e L4 na FIG. 4 são segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção L e estão dispostos em intervalos iguais na 25 direção T para dividir o campo de visualização 50 de observação da direção L em 5 partes iguais na direção T. O número de interseções (marcadas com "" na FIG.
4) entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita FB no campo de visualização 50 de observação da direção L é definido como o número de interseções NL.
30 [0042] O índice de camada LIL significa o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas na seção transversal 1L da direção L (campo de visualização de observação na direção L 50). Quando o número de interseções NTL é 38 ou mais e o índice de camada LIL é 1,80 ou mais, significa que uma estrutura em camadas desenvolvida de modo suficiente é obtida na seção transversal 1L da 5 direção L. Neste caso, sobre a suposição de que o número de interseções NTC a seção transversal 1C da direção C (campo de visualização de observação da direção C 60) é 30 ou mais e o índice de camadas LI C é 1,70 ou mais, no tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima, um limite de escoamento de 862 MPa ou mais, e excelente tenacidade à baixa temperatura 10 foram obtidos. Observe que, na FIG. 4, o número de interseções NT L é 43 e o número de interseções NL é 6. Portanto, o índice de camada LIL é 7,17.
[0043] [Número de interseções NTC e o índice de camada LIC na seção transversal 1C da direção C] O índice de camada LIC é um índice indicando o grau de 15 desenvolvimento da estrutura em camadas na seção transversal 1C da direção C.
NTC e NC no índice de camada LIC são definidos como se segue.
[0044] Referindo-se à FIG. 5, em uma seção transversal 1C da direção C incluindo a direção C e a direção T em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, uma região de uma forma quadrada cuja lateral 20 prolonga-se na direção C é de 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é de 100 m de comprimento seja definida como um campo de visualização de observação da direção C 60. Como na FIG. 4, o campo de visualização de observação da direção C 60 inclui ferrita 10 e martensita 20 na FIG.
5.
25 [0045] Segmentos de linha TC1 a TC4 na FIG. 5 são segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção T e estão dispostos em intervalos iguais na direção C para dividir o campo de visualização de observação da direção C 60 em 5 partes iguais na direção C. O número de interseções (marcadas com "⚫" na FIG. 5) entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita FB no campo de 30 visualização de observação da direção C 60 é definido como o número de interseções NTC. O número de interseções NTC significa o número de camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária na seção transversal 1C da direção C (campo de visualização de observação da direção C 60).
5 [0046] Os segmentos de linha C1 e C4 na FIG. 5 são segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção C e estão dispostos em intervalos iguais na direção T para dividir o campo de visualização de observação da direção C 60 em 5 partes iguais na direção T. O número de interseções (marcadas com "" na FIG. 5) entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita FB no campo 10 de visualização de observação da direção C 60 é definido como o número de interseções NC.
[0047] O índice de camada LIC significa o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas na seção transversal 1C da direção C (campo de visualização de observação na direção C 60). Quando o número de interseções 15 NTC é 30 ou mais e o índice de camada LIC é 1,70 ou mais, significa que uma estrutura em camadas desenvolvida de modo suficiente é obtida na seção transversal 1C da direção C. Neste caso, sobre a suposição de que o número de interseções NTL na seção transversal 1L da direção L é 38 ou mais e o índice de camadas LIL é 1,80 ou mais, no tubo de aço sem costura tendo a composição 20 química descrita acima, um limite de escoamento de 862 MPa ou mais, e excelente tenacidade à baixa temperatura foram obtidos. Observe que, na FIG. 6, o número de interseções NTC é 36 e o número de interseções NC é 10. Portanto, o índice de camada LIC é 3,60.
[0048] Como descrito acima, não apenas o número de interseções NTL, que 25 significa o número de camadas de ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária na seção transversal 1L da direção L, é definido em 38 ou mais, e o índice de camada LIL, que significa o grau de estado de ferrita 10 e martensita 20 em camadas é definido em 1,80 ou mais (ou seja, Fórmula (3) é satisfeita), mas também o número de interseções NTC, que significa o número de camadas de 30 ferrita 10 e martensita 20 empilhadas na direção T por área unitária na seção transversal 1C da direção C, seja definido em 30 ou mais, e o índice de camada LI C indicando o grau de estado de martensita e ferrita em camadas, é definido em 1,70 ou mais (ou seja, Fórmula (4) seja satisfeita). Em resultado disso, as trincas podem ser eficazmente suprimidas e excelente tenacidade à baixa temperatura pode ser 5 obtida mesmo se um limite de escoamento for 862 MPa ou mais.
[0049] Contudo, mesmo com o tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima, descobriu-se que a estrutura em camadas na seção transversal 1L da direção L e a seção transversal 1C da direção C nem sempre pode satisfazer as Fórmulas (3) e (4). Portanto, os presentes inventores estudaram 10 as causas disto. Em consequência disto, os seguintes itens foram encontrados.
[0050] Geralmente, Ti e Nb são eficazes na formação de carbonitretos e semelhantes durante o trabalho a quente e refino dos grãos cristalinos por um efeito de pinagem. Na presente descrição, carbonitretos e semelhantes significa um termo genérico para nitretos, carbetos ou carbonitretos.
15 [0051] Contudo, na produção de um tubo de aço sem costura usando uma matéria-prima tendo a composição química descrita acima, os efeitos de pinagem de Ti e Nb impedem o alongamento da ferrita. Similarmente, Al forma AlN, exibindo com isso um efeito de pinagem. Além disso, V forma carbonitretos de V, exibindo com isso um efeito de pinagem. Adicionalmente, Mn pode combinar-se com S para 20 formar MnS fino. Neste caso, MnS também exibe um efeito de pinagem. Se um grande número de precipitados que geram estes efeitos de pinagem são produzidos, o alongamento da ferrita é impedido. Portanto, é difícil obter uma estrutura em camadas suficientemente desenvolvida na seção transversal 1L da direção L e/ou na seção transversal 1C da direção C. Em consequência disto, a 25 microestrutura não satisfaz a Fórmula (3) e/ou a Fórmula (4).
[0052] Portanto, os presentes inventores estudaram a relação entre o teor de Ti, teor de Nb, teor de Al, teor de N, teor de V, teor de C, teor de Mn e teor de S na composição química e o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas. Em consequência disto, descobriu que se a composição química descrita acima 30 satisfaz adicionalmente a Fórmula (1), a geração de precipitados que exibem efeitos de pinagem (doravante denominados como partículas de pinagem) podem ser suficientemente suprimidas e uma estrutura em camadas suficientemente desenvolvida pode ser obtida tanto na seção transversal 1L da direção L como na seção transversal 1C da direção C: 5 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  12,5 (1) onde, cada símbolo do elemento na Fórmula (1) é substituído pelo teor (% em massa) de um elemento correspondente.
[0053] Adicionalmente, para obter uma estrutura em camadas que satisfaça 10 as Fórmulas (3) e (4) descritas acima no tubo de aço sem costura, é preferencial melhorar a usinabilidade a quente durante o processo de produção desta forma.
Assim, é preferencial que a composição química descrita acima satisfaça não apenas a Fórmula (1), mas também a Fórmula (2) a seguir: Ca/S  4,0 (2) 15 onde, o símbolo do elemento na Fórmula (2) é substituído pelo teor (% em massa) do elemento correspondente.
[0054] S dissolvido segrega nas bordas de grãos e deteriora a usinabilidade a quente. Se S for imobilizado por Ca, o S dissolvido no aço será reduzido e, assim, a usinabilidade a quente pode ser melhorada. No caso do tubo de aço sem costura 20 tendo a composição química descrita acima, quando o teor de Ca com respeito ao teor de S satisfaz a Fórmula (2), pode-se obter usinabilidade a quente suficiente.
Portanto, presumindo que a composição química do tubo de aço de sem costura também satisfaz a Fórmula (1), uma estrutura em camadas satisfaz a (II-1) e (II-2) descritas acima pode ser obtida na seção transversal 1L da direção L e, 25 adicionalmente, uma estrutura em camadas satisfazendo (III-1) e (III-2) é obtida na seção transversal 1C da direção C. Em resultado disso, as trincas podem ser eficazmente suprimidas e excelente tenacidade à baixa temperatura pode ser obtida mesmo quando um limite de escoamento for 862 MPa ou mais.
[0055] A FIG. 6 é um diagrama para mostrar uma relação entre o índice de 30 camada LIC no campo de visualização de observação na direção C e energia absorvida a -10C (tenacidade à baixa temperatura) no tubo de aço sem costura tendo a composição química na qual o teor de cada elemento está dentro do intervalo descrito acima e que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L é 38 ou 5 mais, o índice de camada LIL satisfaz a Fórmula (3), e tendo o limite de escoamento de 862 MPa ou mais. Ou seja, a FIG. 6 é um diagrama para mostrar a relação entre o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas (LIC) na seção transversal 1C da direção C e tenacidade à baixa temperatura no tubo de aço sem costura que tem uma composição química que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), e um limite de 10 escoamento de 862 MPa ou mais, e no qual uma estrutura em camadas desenvolvida suficientemente é obtida na seção transversal 1L da direção L.
[0056] Referindo-se à FIG. 6, no tubo de aço sem costura no qual o teor de cada elemento na composição química está dentro do intervalo descrito acima e satisfaz as Fórmulas (1) e (2), os (II-1) e (II-2) descritos acima são satisfeitos no 15 campo de visualização de observação na direção L e o limite de escoamento é 862 MPa ou mais, se o índice de camada LIC no campo de visualização de observação da direção C for menos do que 1,70, a energia absorvida em -10C aumenta acentuadamente à medida em que o índice de camada LI C aumenta. E quando o índice de camada LIC torna-se 1,70 ou mais, embora a energia absorvida em -10C 20 torna-se 150 J ou mais, aumento na energia absorvida em -10C associada com aumento no índice de camada LIC é menor do que quando o índice de camada LIC é menor do que 1,70. Ou seja, o índice de camada LI C tem um ponto de inflexão de 1,70. Observe que, na FIG. 6, quando o índice de camada LIC era 1,70 ou mais, o número de interseções NTC foi 30 ou mais.
25 [0057] Em resumo, FIG. 6 mostra que no tubo sem costura tendo um limite de escoamento de 862 MPa ou mais, tenacidade à baixa temperatura é significativamente aumentada não apenas pelo fato de que a estrutura em camadas é desenvolvida suficientemente na seção transversal 1L na direção L, mas também pelo fato de que a estrutura em camadas seja suficientemente desenvolvida na 30 seção transversal 1C na direção C. Portanto, no tubo de aço sem costura no qual o teor de cada elemento na composição química está dentro do intervalo descrito acima e satisfaz as Fórmulas (1) e (2), o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L é 38 ou mais, e o índice de camada LI L satisfaz a Fórmula (3), configurando o número de interseções NTC sendo 30 ou 5 mais, e o índice de camada LIC sendo 1,70 ou mais, um limite de escoamento de 862 MPa ou mais pode ser obtido, bem como excelente tenacidade de baixa temperatura pode ser obtida.
[0058] Um tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade que foi concluído com base nos resultados descritos até o momento e um método 10 para produzir o mesmo possui as seguintes configurações.
[0059] O tubo de aço sem costura de [1] possui uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,050% ou menos, 15 Si: 0,50% ou menos, Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, Cu: 0,09 a 3,00%, 20 Cr: 15,00 a 18,00%, Ni: 4,00 a 9,00%, Mo: 1,50 a 4,00%, Al: 0,040% ou menos, N: 0,0150% ou menos, 25 Ca: 0,0010 a 0,0040%, Ti: 0,020% ou menos, Nb: 0,020% ou menos, V: 0 a 0,20%, Co: 0 a 0,30%, 30 W: 0 a 2.00%, e o balanço: Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2), em que quando uma direção do eixo do tubo é definida como uma direção L, uma direção de espessura de parede é definida como uma direção T, e uma direção 5 perpendicular à direção L e a direção T é definida como uma direção C, a microestrutura desta satisfaz a seguir (I) a (III): (I) A microestrutura consiste, em uma razão volumétrica total, 80% ou mais de ferrita e martensita, com o balanço sendo austenita retida.
(II) Em um campo de visualização de observação na direção L de uma 10 forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção L é 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento, quando quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na 15 direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção L e dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 a TL4, quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção L e que estão dispostos em intervalos iguais na direção TL e dividem o campo de 20 visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção TL são definidos como segmentos de linha L1 a L4, e uma interface entre a ferrita e martensita é definida como uma interface de ferrita, um número de interseções NTL que é um número de interseções entre 25 os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita é 38 ou mais, e um número de interseções NL, que é um número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTL satisfaz a Fórmula (3). (III) Em um campo de visualização de observação na direção C de 30 uma forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção C é 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento, quando quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na 5 direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção C e dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4, e quatro segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção C e que estão dispostos em intervalos iguais na direção TC e dividem o campo de 10 visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha C1 a C4, um número de interseções NTC que é o número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita é 30 ou mais, e um número de interseções NC que é o número de interseções entre 15 os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTC satisfaz a Fórmula (4): 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  12,5 (1) Ca/S  4,0 (2) 20 NTL/NL  1,80 (3) NTC/NC  1,70 (4) onde, cada símbolo do elemento nas Fórmulas (1) e (2) é substituído pelo teor (% em massa) de um elemento correspondente.
[0060] O tubo de aço sem costura de [2] é 25 o tubo de aço sem costura de acordo com [1], em que a composição química contém V: 0,01 a 0,20%.
[0061] O tubo de aço sem costura de [3] é o tubo de aço sem costura de acordo com [1] ou [2], em que 30 a composição química contém:
um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,10 a 0.30%, e W: 0,02 a 2,00%.
5 [0062] Um método para produzir um tubo de aço sem costura de [4] é um método para produzir um tubo de aço sem costura incluindo: uma etapa de aquecimento para aquecer uma matéria-prima tendo uma composição química que consiste em, em % em massa, 10 C: 0,050% ou menos, Si: 0,50% ou menos, Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, 15 Cu: 0,09 a 3,00%, Cr: 15,00 a 18,00%, Ni: 4,00 a 9,00%, Mo: 1,50 a 4,00%, Al: 0,040% ou menos, 20 N: 0,0150% ou menos, Ca: 0,0010 a 0,0040%, Ti: 0,020% ou menos, Nb: 0,020% ou menos, V: 0 a 0,20%, 25 Co: 0 a 0,30%, W: 0 a 2.00%, e o balanço: Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2) em uma temperatura de aquecimento T de 1200 a 1260C durante t horas; 30 uma etapa de laminação por perfuração para laminar por perfuração a matéria-prima que foi aquecida na etapa de aquecimento sob uma condição satisfazendo a Fórmula (A) para produzir uma casca oca; uma etapa de laminação por alongamento para alongar e laminar a casca oca; 5 uma etapa de têmpera para temperar a casca oca após a etapa de laminação por alongamento em uma temperatura de têmpera de 850 a 1150C; e uma etapa de revenimento para revenir a casca oca após a etapa de têmpera em uma temperatura de revenimento de 400 a 700C: 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  10 12,5 (1) Ca/S  4,0 (2) 0,057X - Y < 1720 (A) onde, X na Fórmula (A) é definido pela seguinte Fórmula (B), X = (T + 273)  {20 + log(t)} (B) 15 onde, T é uma temperatura de aquecimento (C) da matéria-prima, e te é um tempo de espera (hora) na temperatura de aquecimento T, uma razão de redução de área Y (%) na Fórmula (A) é definida pela Fórmula (C): Y = {1 - (área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da 20 casca oca após laminação por perfuração/área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da matéria-prima antes da laminação por perfuração)}  100 (C)
[0063] Um método para produzir um tubo de aço sem costura [5] é o método para produzir um tubo de metal sem costura de acordo com 25 [4], caracterizado pelo fato de que a composição química contém V: 0,01 a 0,20%.
[0064] Um método para produzir um tubo de aço sem costura [6] é método para produzir um tubo de metal sem costura, de acordo com 30 [4] ou [5], em que a composição química contém: um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,10 a 0.30%, e 5 W: 0,02 a 2,00%.
[0065] A aplicação do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade não é particularmente limitada. O tubo de aço sem costura da presente modalidade é amplamente aplicável para usos nos quais a elevada resistência e tenacidade à baixa temperatura são requeridas. O tubo de aço sem costura de 10 acordo com a presente modalidade pode ser usado, por exemplo, como um tubo de aço para geração de energia geotérmica e um tubo de aço para plantas químicas. O tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade é particularmente adequado para uso como um tubo de aço de poço de petróleo.
Exemplos de tubo de aço sem costura para aplicações de poço de petróleo incluem 15 tubos de revestimento, tubos de tubulação e tubos de perfuração.
[0066] A seguir, o tubo de aço de acordo com a presente modalidade será descrito em detalhes. O símbolo “%” relativo a um elemento significa % em massa, exceto se especificado de outra forma.
[0067] [Composição Química] 20 A composição química do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade contém os seguintes elementos.
[0068] C: 0,050% ou menos O carbono (C) é inevitavelmente contido. Ou seja, o teor de C é superior a 0%. C aumenta a resistência do material de aço. Contudo, se o teor de 25 C é maior do que 0,050%, a dureza após o revenimento torna-se muito alta e a tenacidade à baixa temperatura diminui, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Quando o teor de C torna- sese torna maior do que 0,050%, a austenita retida aumenta adicionalmente. Neste caso, o limite de escoamento tende a diminuir, mesmo se os teores de outros 30 elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de C é de 0,050% ou menos. O limite inferior do teor de C não é particularmente limitado. Contudo, a redução excessiva do teor de C aumentará significativamente os custos de refinamento no processo de siderurgia. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de C é preferencialmente 0,001%, 5 mais preferencialmente 0,002%, ainda preferencialmente 0,003% e ainda preferencialmente 0,007%. Um limite superior do teor de C é de preferência 0,040%, e mais preferencialmente, 0,030%.
[0069] Si: 0,50% ou menos O silício (Si) é inevitavelmente contido. Ou seja, o teor de Si é superior 10 a 0%. Si desoxidiza o aço. Contudo, se o teor de Si tornar-sese tornar maior do que 0,50%, a tenacidade à baixa temperatura e a usinabilidade a quente do material de aço deteriora mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de Si é de 0,50% ou menos.
Um limite inferior preferencial do teor de Si não é particularmente limitado.
15 Contudo, a redução excessiva do teor de Si aumentará significativamente os custos de refinamento no processo de siderurgia. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de Si é preferencialmente 0,01%, mais preferencialmente 0,02% e adicionalmente e preferencialmente 0,10%. Um limite superior do teor de Si é, de um modo preferencial, 0,45% e, de um modo mais 20 preferencial, 0,40%.
[0070] Mn: 0,01 a 0,20% Manganês (Mn) desoxida o aço e dessulfuriza o aço. Mn também aumenta a usinabilidade a quente do material de aço. Se o teor de Mn for menor do que 0,01%, estes efeitos não podem ser suficientemente obtidos mesmo se os 25 teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade.
Por outro lado, quando o teor de Mn torna-sese torna maior do que 0,20%, Mn segrega nas bordas de grãos juntamente com impurezas, tais como P e S mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Neste caso, a resistência à corrosão em um ambiente de elevada 30 temperatura irá deteriorar. Portanto, o teor de Mn é de 0,01 a 0,20%. Um limite inferior do teor de Mn é, de preferência, 0,02%, mais preferencialmente, 0,03% e, ainda mais preferencialmente, 0,05%. Um limite superior preferencial do teor de Mn é de preferência 0,18%, mais preferencialmente é de 0,15% e ainda mais preferencialmente é de 0,13%.
5 [0071] P: 0,025% ou menos O fósforo (P) é uma impureza inevitavelmente contida. Ou seja, o teor de P é superior a 0%. P segrega nas bordas de grãos e reduz a tenacidade à baixa temperatura do material de aço. Portanto, o teor de P é 0,025% ou menos. Um limite superior do teor de P é, de preferência, de 0,020% e, mais preferencialmente, 10 de 0,015%. O teor de P é de preferência tão baixo quanto possível. Contudo, a redução excessiva do teor de P aumentará significativamente os custos de refinamento no processo de siderurgia. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de P é preferencialmente 0,001% e mais preferencialmente 0,002%.
15 [0072] S: 0,0150% ou menos O enxofre (S) é uma impureza inevitavelmente contida. Ou seja, o teor de S é superior a 0%. S segrega nas bordas de grãos e deteriora a tenacidade à baixa temperatura e usinabilidade a quente do material de aço. Portanto, o teor de S é de 0,0150% ou menos. Um limite superior do teor de S é de preferência 20 0,0050%, mais preferencialmente é de 0,0030% e ainda mais preferencialmente é de 0,0020%. O teor de S é de preferência tão baixo quanto possível. Contudo, a redução excessiva do teor de S aumentará significativamente os custos de refinamento no processo de siderurgia. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de S é preferencialmente 0,0001%, mais 25 preferencialmente 0,0002% e adicionalmente e preferencialmente 0,0003%.
[0073] Cu: 0,09 a 3,00% O cobre (Cu) aumenta a resistência do material de aço por fortalecimento da precipitação. Cu aumenta adicionalmente a resistência à corrosão do material de aço em um ambiente de alta temperatura. Se o teor de Cu 30 for menor do que 0,09%, estes efeitos não podem ser suficientemente obtidos mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Por outro lado, se o teor de Cu for superior a 3,00%, a usinabilidade a quente do material de aço irá deteriorar se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de Cu é de 5 0,09 a 3,00%. Um limite inferior do teor de Cu é, de preferência, 0,10%, mais preferencialmente, 0,20%, adicionalmente e preferencialmente 0,80% e adicionalmente e preferencialmente 1,20%. Um limite superior preferencial do teor de Cu é de preferência 2,90%, mais preferencialmente é de 2,80% e ainda mais preferencialmente é de 2,70%.
10 [0074] Cr: 15,00 a 18,00% Cromo (Cr) aumenta a resistência à corrosão do material de aço em um ambiente de alta temperatura. Especificamente, Cr reduz a taxa de corrosão do material de aço em um ambiente de alta temperatura e aumenta a resistência à corrosão do dióxido de carbono do material de aço. Se o teor de Cr for menor do 15 que 15,00%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, estes efeitos não podem ser suficientemente obtidos. Por outro lado, se o teor de Cr for superior a 18,00%, o teor de ferrita no material de aço aumenta e a resistência do material de aço diminuir mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, 20 o teor de Cr é de 15,00 a 18,00%. Um limite inferior do teor de Cr é, de preferência, 15,50%, mais preferencialmente, 16,00% e, ainda mais preferencialmente, 16,50%.
Um limite superior preferencial do teor de Cr é de preferência 17,80%, mais preferencialmente é de 17,50% e ainda mais preferencialmente é de 17,20%.
[0075] Ni: 4,00 a 9,00% 25 Níquel (Ni) aumenta a resistência do material de aço. Ni aumenta adicionalmente a resistência à corrosão em um ambiente de alta temperatura. Se o teor de Ni for menor do que 4,00%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, estes efeitos não podem ser suficientemente obtidos. Por outro lado, se o teor de Ni for superior a 9,00%, a 30 austenita retida é provável de ser produzida em excesso mesmo se o teor de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de Ni é de 4,00 a 9,00%. Um limite inferior do teor de Ni é, de preferência, 4,20%, mais preferencialmente, 4,40% e, ainda mais preferencialmente, 4,80%. Um limite superior do teor de Ni é preferencialmente 8,70%, mais preferencialmente 8,00%, 5 ainda preferencialmente 7,00% e ainda preferencialmente 6,00%.
[0076] Mo: 1,50 a 4,00% Molibdênio (Mo) aumenta a temperabilidade do material aço. Mo produz adicionalmente carbetos finos e aumenta a resistência ao amolecimento por revenimento do material de aço. Em consequência disto, Mo aumenta a resistência 10 à corrosão do material de aço pelo revenimento em elevada temperatura. Se o teor de Mo for menor do que 1,50%, estes efeitos não podem ser suficientemente obtidos mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Por outro lado, se o teor de Mo for superior a 4,00%, estes efeitos serão saturados mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro 15 do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de Mo é de 1,50 a 4,00%.
Um limite inferior do teor de Mo é, de preferência, 1,60%, mais preferencialmente, 1,70% e, ainda mais preferencialmente, 1,80%. Um limite superior preferencial do teor de Mo é de preferência 3,80%, mais preferencialmente é de 3,50% e ainda mais preferencialmente é de 3,20%.
20 [0077] Al: 0,040% ou menos O alumínio (Al) é inevitavelmente contido. Ou seja, o teor de Al é superior a 0%. Al desoxidiza o aço. Contudo, se o teor de Al for superior a 0,040%, AlN é gerado em excesso mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Visto que AlN é uma partícula de 25 pinagem, ela suprime a formação de uma estrutura em camadas na seção transversal 1L da direção e/ou a seção transversal 1C da direção C.
Adicionalmente, inclusões baseadas em óxido grosseiro são produzidas. As inclusões baseadas em óxido grosseiro deterioram a tenacidade do material de aço. Portanto, o teor de Al é de 0,040% ou menos. Um limite inferior do teor de Al é, de 30 preferência, 0,001%, mais preferencialmente, 0,005% e, ainda mais preferencialmente, 0,010%. Um limite superior do teor de Al é, de preferência, 0,035%, e mais preferencialmente, 0,032%. Note-se que o teor de Al mencionado na presente descrição significa o teor de “Al solúvel em ácido”, ou seja, sol. Al.
[0078] N: 0,0150% ou menos 5 Nitrogênio (N) é inevitavelmente contido. Ou seja, N é superior a 0%.
N dissolve no material de aço para aumentar a sua resistência. Contudo, se o teor de N for superior a 0,0150%, AlN é gerado em excesso mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Visto que AlN é uma partícula de pinagem, ela suprime a formação de uma estrutura em 10 camadas na seção transversal 1L da direção L e/ou a seção transversal 1C da direção C. Além disso, nitretos grosseiros são gerados e a resistência à corrosão do material de aço se deteriora. Portanto, o teor de N é 0,0150% ou menos. A redução excessiva do teor de N aumentará significativamente os custos de refinamento no processo de siderurgia. Portanto, um limite inferior do teor de N é 15 de preferência 0,0001%. Um limite inferior do teor de N para obter mais eficazmente o efeito descrito acima é, de preferência, de 0,0020%, mais preferencialmente, 0,0040% e, adicionalmente e preferencialmente, 0,0050%. Um limite superior do teor de N é, de preferência, 0,0140% e, mais preferencialmente, 0,0130%.
20 [0079] Ca: 0,0010 a 0,0040% O cálcio (Ca) combina-se com S no material de aço para formar um sulfeto e reduzir o S dissolvido. Isso aumenta a usinabilidade a quente do material de aço. Se o teor de Ca for menor do que 0,0010%, este efeito não podem ser suficientemente obtido mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro 25 do intervalo da presente modalidade. Por outro lado, se o teor de Ca for superior a 0,0040%, óxidos grosseiros são gerados para deteriorar a resistência à corrosão do material de aço mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade. Portanto, o teor de Ca é de 0,0010 a 0,0040%. Um limite inferior do teor de Ca é, de preferência, 0,0012%, mais preferencialmente, 30 0,0014% e, ainda mais preferencialmente, 0,0016%. Um limite superior do teor de
Ca é de preferência 0,0036%, e mais preferencialmente, 0,0034%.
[0080] Ti: 0,020% ou menos No tubo de aço sem costura da presente modalidade, titânio (Ti) está contido inevitavelmente. Ou seja, o teor de Ti é superior a 0%. Ti combina-se com 5 nitrogênio (N) e/ou carbono (C) para formar um nitreto, um carbeto ou um carbonitreto (ou seja, carbonitretos, etc.). Geralmente, carbonitretos de Ti ou semelhantes refinam os grãos cristalinos por um efeito de pinagem e aumentam a tenacidade do material de aço. Contudo, na presente modalidade, em um momento de laminação por perfuração, carbonitreto de Ti ou semelhante impede o 10 alongamento de ferrita na direção L e/ou na direção C por um efeito de pinagem.
Em consequência disto, a estrutura em camadas desejada não pode ser obtida. Se o teor de Ti for superior a 0,020%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, uma estrutura em camadas que satisfaça tanto as Fórmulas (3) e (4) não será obtida devido ao efeito de 15 pinagem de carbonitreto de Ti ou semelhante. Em consequência disto, a tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura se deteriora. Portanto, o teor de Ti é de 0,020% ou menos. Um limite superior do teor de Ti é preferencialmente 0,018%, mais preferencialmente 0,015%, ainda preferencialmente 0,010% e ainda preferencialmente 0,005%. O teor de Ti é de 20 preferência tão baixo quanto possível. No entanto, a redução excessiva do teor de Ti pode aumentar o custo de produção. Portanto, um limite inferior preferencial do teor de Ti é 0,001%.
[0081] Nb: 0,020% ou menos No tubo de aço sem costura da presente modalidade, nióbio (Nb) está 25 contido inevitavelmente. Ou seja, o teor de Nb é superior a 0%. Nb combina-se com nitrogênio (N) e/ou carbono (C) para formar carbonitreto de Nb ou semelhante.
Geralmente, carbonitreto de Nb ou semelhantes refinam os grãos cristalinos por um efeito de pinagem e aumentam a tenacidade do material de aço. Contudo, na presente modalidade, em um momento de laminação por perfuração, carbonitreto 30 de Nb ou semelhante impede o alongamento de ferrita na direção L e/ou na direção
C por um efeito de pinagem. Em consequência disto, a estrutura em camadas desejada não será obtida. Se o teor de Nb for superior a 0,020%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, uma estrutura em camadas que satisfaça tanto as Fórmulas (3) e (4) não pode ser 5 obtida devido ao efeito de pinagem de carbonitreto de Nb ou semelhante. Em consequência disto, a tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura se deteriora. Portanto, o teor de Nb é de 0,020% ou menos. Um limite superior do teor de Nb é preferencialmente 0,018%, mais preferencialmente 0,015%, ainda preferencialmente 0,010% e ainda preferencialmente 0,005%. O teor de Nb é de 10 preferência tão baixo quanto possível. No entanto, a redução excessiva do teor de Nb pode aumentar os custos de produção. Portanto, um limite inferior preferencial do teor de Nb é 0,001%.
[0082] O balanço da composição química do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade é Fe e impurezas. Neste documento, 15 impurezas incluem aquelas que são misturas de minérios e refugos como a matéria- prima, ou do ambiente de produção quando produz industrialmente o tubo de aço sem costura e que são permitidas dentro de um intervalo que não afeta adversamente o tubo de aço sem costura da presente modalidade.
[0083] [Elementos Opcionais] 20 A composição química do tubo de aço sem costura supracitado pode conter V em vez de parte de Fe.
[0084] V: 0 a 0,20% O Vanádio (V) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de V pode ser 0%. Quando contido, V forma um carbonitreto ou 25 semelhante para aumentar a resistência do material de aço. Contudo, se o teor de V for superior a 0,20%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, o carbonitreto de V ou semelhante exerce um efeito de pinagem no momento da laminação por perfuração, impedindo o alongamento de ferrita na direção L e/ou na direção C. Em consequência disto, 30 uma estrutura em camadas desejada não pode ser obtida. Ou seja, se o teor de V exceder 0,20%, o efeito de pinagem do carbonitreto de V ou semelhante é exibido, de modo que não é possível obter uma estrutura em camadas que satisfaça as Fórmulas (3) e (4). Em consequência disto, a tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura se deteriora. Se o teor de V for superior a 0,20%, 5 carbonitretos ou semelhante tornam-se adicionalmente grosseiros e a tenacidade do material de aço se deteriora. Portanto, o teor de V é de 0 a 0,20%. Um limite inferior do teor de V é de preferência superior a 0% e mais preferencialmente 0,01%. Um limite superior preferencial do teor de V é de preferência menor que 0,20%, mais preferencialmente é de 0,15% e ainda mais preferencialmente é de 10 0,10%.
[0085] A composição química do tubo de aço sem costura descrita 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. Todos esses elementos são elementos opcionais. Esses elementos formam uma película de corrosão sobre a 15 superfície do tubo de aço sem costura em um ambiente de alta temperatura e esta película de corrosão suprime a invenção de hidrogênio no tubo de aço sem costura.
Desta forma, esses elementos aumenta a resistência à corrosão do tubo de aço sem costura.
[0086] Co: 0 a 0,30% 20 O cobalto (Co) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de Co pode ser 0%. Quando contido, Co forma uma película de corrosão sobre a superfície do material de aço (tubo de aço sem costura) em um ambiente de alta temperatura. Isso suprime a invenção de hidrogênio no material de aço. Portanto, a resistência à corrosão do material de aço é aumentada. Se Co 25 estiver contido mesmo em uma quantidade pequena, o efeito descrito acima pode ser obtido até algum ponto. Contudo, se o teor de Co for superior a 0,30%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, a temperabilidade do material de aço se deteriora e a resistência do material de aço diminui. Portanto, o teor de Co é de 0 a 0,30%. Um limite inferior 30 do teor de Co é de preferência mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,01%,
ainda mais preferencialmente é de 0,10%, e ainda mais preferencialmente é de 0,12% e ainda mais preferencialmente é de 0,14%. Um limite superior preferencial do teor de Co é de preferência 0,29%, mais preferencialmente é de 0,28% e ainda mais preferencialmente é de 0,27%.
5 [0087] W: 0 a 2,00% O Tungstênio (W) é um elemento opcional e pode não estar contido.
Ou seja, o teor de W pode ser 0%. Quando contido, W forma uma película de corrosão sobre a superfície do material de aço (tubo de aço sem costura) em um ambiente de alta temperatura. Isso suprime a invenção de hidrogênio no material 10 de aço. Portanto, a resistência à corrosão do material de aço é aumentada. Se W estiver contido mesmo em uma quantidade pequena, o efeito descrito acima pode ser obtido até algum ponto. Contudo, se o teor de W for superior a 2,00%, mesmo se os teores de outros elementos estiverem dentro do intervalo da presente modalidade, carbetos grosseiros são gerados no material de aço e a resistência à 15 corrosão do material de aço se deteriora. Portanto, o teor de W é de 0 a 2,00%.
Um limite inferior do teor de W é de preferência mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,01%, ainda mais preferencialmente é de 0,02%, e ainda mais preferencialmente é de 0,03%. Um limite superior do teor de W é preferencialmente 1,80%, mais preferencialmente 1,50%, adicionalmente e preferencialmente 1,00%, 20 adicionalmente e preferencialmente é 0,50% e adicionalmente e preferencialmente é 0,40%.
[0088] [Fórmula (1)] A composição química do tubo de aço sem costura da presente modalidade satisfaz adicionalmente a Fórmula (1): 25 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  12,5 (1) onde, cada símbolo do elemento na Fórmula (1) é substituído pelo teor (% em massa) de um elemento correspondente.
[0089] A definição é feita como se segue: F1 = 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn 30 + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S. F1 é um índice relativo à quantidade de geração de precipitados (partículas de pinagem) que exigem efeitos de pinagem quando o teor de cada elemento na composição química estiver dentro do intervalo descrito acima.
[0090] Como descrito acima, carbonitreto de Ti e semelhantes, carbonitreto 5 de Nb e semelhantes, nitreto de Al, carbonitreto de V e semelhantes e MnS podem todos ser gerados como precipitados finos (partículas de pinagem) que exigem efeitos de pinagem. Em um caso ondeem que o teor de cada elemento na composição química estiver dentro do intervalo descrito acima, se F1 for superior a 12,5, partículas de pinagem serão geradas em excesso. Neste caso, as partículas 10 de pinagem suprimem o alongamento dos grãos de ferrita na direção L e/ou na direção C no momento da laminação por perfuração. Neste caso, uma estrutura em camadas na seção transversal da direção L pode não ser obtida ou uma estrutura em camadas na seção transversal da direção C pode não ser obtida. Em consequência disto, as Fórmulas (3) e (4) não podem ser satisfeitas ao mesmo 15 tempo.
[0091] Quando F1 é 12,5 ou inferior, a geração de partículas de pinagem pode ser suficientemente suprimida. Portanto, no momento da laminação por perfuração, os grãos de ferrita são suficientemente alongados na direção L e na direção C. Neste caso, uma estrutura em camadas suficiente pode ser obtida tanto 20 na seção transversal da direção L como na seção transversal da direção C, satisfazendo assim as Fórmulas (3) e (4) ao mesmo tempo.
[0092] Um limite superior de F1 é preferencialmente 12,4, mais preferencialmente 12,3 e adicionalmente e preferencialmente 12,0. Observe que F1 é um valor obtido pelo arredondamento da segunda casa decimal do valor obtido 25 (ou seja, um valor da primeira casa decimal).
[0093] [Fórmula (2)] A composição química descrita acima do tubo de aço sem costura da presente modalidade satisfaz adicionalmente a Fórmula (2). Ca/S  4,0 (2) 30 [0094] O tubo de aço sem costura da presente modalidade é preferencialmente excelente na usinabilidade à quente a fim de obter uma estrutura em camadas que satisfaça as Fórmulas (3) e (4). Se for excelente na usinabilidade à quente, as falhas na superfície são menos prováveis de ocorrer no processo de produção. Uma falha na superfície atua como um ponto de partida de destruição.
5 Portanto, a excelente usinabilidade à quente pode suprimir a deterioração da tenacidade a baixa temperatura.
[0095] Se S dissolvido segrega nas bordas de grãos, a usinabilidade a quente se deteriora. Se S for imobilizado por Ca, o S dissolvido no aço será diminuído. Em consequência disto, a usinabilidade a quente do material de aço 10 pode melhorada.
[0096] A definição é feita como se segue: F2 = Ca/S. Se F2 for inferior a 4,0, o teor de Ca é insuficiente com respeito ao teor de S no material de aço. Portanto, a usinabilidade a quente suficiente não pode ser obtida no processo de produção do tubo de aço sem costura tendo uma estrutura em camadas que satisfaça as 15 Fórmulas (3) e (4) da presente modalidade. Se F2 for 4,0 ou superior, o teor de Ca com respeito ao teor de S no material de aço é suficiente. Portanto, Ca imobiliza de modo suficiente S para obter excelente usinabilidade a quente.
[0097] Um limite inferior de F2 é preferencialmente 4,1, mais preferencialmente 4,2 e adicionalmente e preferencialmente 4,5. Observe que F2 20 é um valor obtido pelo arredondamento da segunda casa decimal do valor obtido (ou seja, um valor da primeira casa decimal).
[0098] [Microestrutura] A microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade satisfaz os seguintes (I) a (III).
25 (I) A microestrutura consiste, em uma razão volumétrica total, 80% ou mais de ferrita e martensita, com o balanço sendo austenita retida.
(II) No campo de visualização de observação da direção L, quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 30 a TL4. Quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinto partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha L1 a L4. A interface entre a ferrita e martensita é definida como uma interface de ferrita. Neste momento, o número de interseções NTL, que é o número de interseções entre os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de 5 ferrita, é 38 ou mais. Então, o número de interseções NL, que é o número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTL satisfaz a Fórmula (3).
NTL/NL  1,80 (3) (III) No campo de visualização de observação da direção C, quatro 10 segmentos de linha que dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4. Quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinto partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha C1 a C4. Neste momento, o número de interseções NT C, que 15 é o número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita, é 30 ou mais. Então, o número de interseções NC, que é o número de interseções entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTC satisfaz a Fórmula (4).
NTC/NC  1,70 (4) 20 [0099] Doravante, (I) a (III) que especificam a microestrutura serão descritos em detalhes.
[0100] [(I) Razão volumétrica de ferrita e martensita] A microestrutura do tubo de aço sem costura da presente modalidade contém uma razão volumétrica total de 80% ou mais de ferrita e martensita, com o 25 balanço sendo austenita retida. Neste documento, a martensita inclui também martensita revenida. Um limite inferior da razão volumétrica total de ferrita e martensita é preferencialmente 82%, mais preferencialmente 85%, adicionalmente e preferencialmente 90%, adicionalmente e preferencialmente 92%, adicionalmente e preferencialmente 95%, adicionalmente e preferencialmente 97% e 30 adicionalmente e preferencialmente 100%.
[0101] Outra fase diferente da ferrita e martensita na microestrutura é a austenita retida. A razão volumétrica de austenita retida é inferior a 20%. Um limite superior da razão volumétrica de austenita retida é preferencialmente 18%, mais preferencialmente 15%, adicionalmente e preferencialmente 10%, adicionalmente 5 e preferencialmente 8%, adicionalmente e preferencialmente 5%, adicionalmente e preferencialmente 3% e adicionalmente e preferencialmente 0%. Observe que uma quantidade pequena de austenita retida aumenta a tenacidade a baixa temperatura.
Portanto, a microestrutura pode conter austenita retida desde que a razão volumétrica deste é inferior a 20%. Austenita retida pode não estar contida.
10 [0102] A microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade pode conter precipitados e inclusões tais como carbonitretos além da ferrita, martensita e austenita retida. Contudo, a razão volumétrica total de precipitados e inclusões é desprezivelmente pequena em comparação com as razões volumétricas de ferrita, martensita e austenita retida. Portanto, na presente 15 descrição, quando a razão volumétrica de ferrita e martensita é calculada por um método descrito posteriormente, a razão volumétrica total de precipitados e inclusões seja desprezível.
[0103] Uma razão volumétrica preferencial de ferrita na microestrutura é de 10 a 40%. Um limite inferior da razão volumétrica de ferrita é, preferencialmente 20 12%, mais preferencialmente 14% e adicionalmente e preferencialmente 16%. Um limite superior da razão volumétrica de ferrita é preferencialmente 38%, mais preferencialmente é de 36% e adicionalmente e preferencialmente é de 34%.
[0104] A razão volumétrica total de ferrita e martensita é determinada pelo método a seguir. Especificamente, uma amostra é retirada de uma posição central 25 da espessura de parede do tubo de aço sem costura. O tamanho da amostra não é particularmente limitada desde que o método de difração de raios-X pode ser realizado, mas um exemplo do tamanho da amostra é 15 mm na direção L, 2 mm na direção T e 15 mm em uma direção perpendicular à direção L e à direção T (correspondendo à direção C). Usando a amostra obtida, intensidade de difração 30 de raios-X de cada um do (200) plano de  fase (ferrita e martensita), o (211) plano de  fase, o (200) plano de  fase (austenita retida), o (220) plano de  fase, e o (311) plano de  fase é medido e uma intensidade integrada de cada plano é calculada. Na medição da intensidade de difração de raios-X, Mo (Mo K raio:  = 71,0730 pm) é usada como o alvo do difratômetro de raios X e a potência de saída 5 deste é de 50 kV-40 mA. Após o cálculo, a razão volumétrica V (%) de austenita retida é calculada usando a Fórmula (5) para cada uma das combinações (2  3 = 6 conjuntos) de cada plano de  fase e cada plano de  fase. Então, um valor médio das razões volumétricas V de austenita retida dos seis conjuntos é definido como a razão volumétrica (%) da austenita retida.
10 V = 100/{1 + (I  R)/(I  R)} (5) Neste documento, I é a intensidade integrada da  fase. R é o valor calculado cristalograficamente da  fase. I é a intensidade integrada da  fase. R é o valor calculado cristalograficamente da  fase. Na presente descrição, presume-se que R no (200) plano da  fase é 15,9, R no (211) plano da  fase 15 é 29.2, R no (200) plano de  fase é 35,5, R no (220) plano de  fase é 20,8, e R no (311) plano da  fase é 21,8.
[0105] Usando a razão volumétrica obtida (%) da austenita retida, a razão volumétrica total (%) de ferrita e martensita na microestrutura é calculada pela Fórmula (6) a seguir.
20 A razão volumétrica total de ferrita e martensita = 100 - razão volumétrica de austenita retida (6)
[0106] Observe que na presente descrição, o valor da primeira casa decimal da razão volumétrica total de ferrita e martensita obtida pelo método acima é arredondado.
25 [0107] [(II) Estrutura em camadas no campo de observação 50 da direção L] Da microestrutura do tubo sem costura da presente modalidade, como mostrado na FIG. 3, um plano paralelo à direção L e a direção T é definido como uma seção transversal 1L da direção L. Então, na seção transversal 1L da direção L, uma seção transversal quadrada que está localizada na posição central da 30 espessura de parede do tubo de aço sem costura e cuja lateral prolonga-se na direção L é 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento, é definida como o campo de visualização 50 de observação da direção L.
[0108] A FIG. 4 é um diagrama esquemático que mostra um exemplo do 5 campo de visualização 50 de observação da direção L. Referindo-se à FIG. 4, quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização 50 de observação da direção L em cinto partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 a TL4. Adicionalmente, quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização 50 de observação da direção L em cinto partes iguais na direção T 10 são definidos como segmentos de linha L1 a L4. Adicionalmente, a interface entre a ferrita 10 e martensita 20 é definida como uma interface de ferrita FB.
[0109] A microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade satisfaz os seguintes dois itens no campo de visualização 50 de observação da direção L.
15 (II-1) O número de interseções NTL, que é o número de interseções entre os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita FB, é 38 ou mais.
(II-2) O número de interseções NL, que é o número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita FB, e o número de interseções NTL satisfaz a Fórmula (3).
20 NTL/NL  1,80 (3)
[0110] A morfologia da estrutura em camadas (o número de interseções NTL e NTL/NL) no campo de visualização 50 de observação da direção L é medido pelo método a seguir.
[0111] É retirada uma amostra que está localizada em uma posição central 25 da espessura de parede do tubo de aço sem costura e que possui uma seção transversal 1L da direção L (superfície de observação) incluindo a direção L e a direção T. O tamanho da seção transversal 1L da direção L não é particularmente limitado desde que o campo de visualização 50 de observação da direção L a ser descrito depois pode ser garantido. A seção transversal 1L da direção L é, por 30 exemplo, a direção L: 5 mm  direção T: 5 mm. Neste momento, a amostra é retirada de modo que a posição central da seção transversal 1L da direção L na direção T coincide substancialmente com a posição central do tubo de aço sem costura na direção T (direção de espessura de parede).
[0112] A seção transversal 1L da direção L é polida por espelhamento. A 5 seção transversal 1L da direção L polida por espelhamento é imersa em uma solução de corrosão de Vilella (solução mista de ácido nítrico, ácido clorídrico e glicerina) durante 10 segundos para revelar a microestrutura por corrosão. A posição central da seção transversal 1L da direção L corroída é observada usando um microscópio óptico. A área do campo de visualização de observação é 100 m 10  100 m = 10000 m2 (uma magnificação de 1000 vezes). Este campo de visualização de observação é definido como o “campo de visualização 50 de observação da direção L”. No campo de visualização 50 de observação da direção L, ferrita 10 e martensita 20 podem ser distinguidas com base no contraste.
[0113] Referindo-se à FIG. 4, o campo de visualização 50 da direção L inclui 15 ferrita 10 (regiões brancas na figura) e martensita 20 (regiões hachuradas na figura). No campo de visualização 50 de observação da direção L que foi corroído, como descrito acima, os versados na técnica podem distinguir a ferrita da martensita com base no contraste.
[0114] No campo de visualização 50 de observação da direção L, os 20 segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção L para dividir o campo de visualização 50 de observação da direção L em cinco partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 a TL4. Então, o número de interseções (marcadas com "⚫" na FIG. 4) dos segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita FB no campo 25 de visualização 50 de observação da direção L é definido como o número de interseções NTL.
[0115] Adicionalmente, segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção L e são dispostos em intervalos iguais na direção T do campo de visualização 50 da direção L para dividir o campo de visualização 50 de observação 30 da direção L em cinco partes iguais na direção T (direção de espessura de parede)
são definidos como os segmentos de linha L1 a L4). Então, o número de interseções (marcadas com "" na FIG. 4) entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita no campo de visualização 50 de observação da direção L é definido como o número de interseções NL.
5 [0116] A microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade possui uma estrutura em camadas na qual o número de interseções NTL é 38 ou superior e o índice de camada LIL satisfaz da Fórmula (3) no campo de visualização 50 de observação da direção L.
Índice de camada LIL = NTL/NL  1,80 (3) 10 [0117] O campo de visualização 50 de observação da direção L é selecionado em 10 locais a partir de localizações arbitrárias pelo método descrito acima. Em cada campo de visualização 50 de observação da direção L, o número de interseções NTL e o índice de camada LIL são determinados pelo método descrito acima. Um valor médio aritmético do número de interseções NTL 15 determinado em 10 locais é definido como o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L do tubo de aço sem costura da presente modalidade. Similarmente, um valor médio aritmético do índice de camada LIL obtido em 10 locais é definido como o índice de camada LI L no campo de visualização de observação da direção L do tubo de aço sem costura da 20 presente modalidade.
[0118] O índice de camada LIL significa o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas no campo de visualização de observação na direção L. Quando o número de interseções NTL é 38 ou superior e o índice de camadas LI L é 1,80 ou mais, isso significa que no tubo de aço sem costura tendo a composição 25 química descrita acima que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), uma estrutura em camadas suficientemente desenvolvida foi obtida na seção transversal 1L da direção L.
[0119] [(III) Estrutura em camadas no campo de visualização 60 de observação da direção C] 30 Adicionalmente, na microestrutura do tubo de aço sem costura da presente modalidade, não apenas a estrutura em camadas é suficientemente desenvolvida na direção L, mas também a estrutura em camadas é suficientemente desenvolvida na direção C. O tubo de aço sem costura da presente modalidade possui um limite de escoamento de 862 MPa ou mais e excelente tenacidade a 5 baixa temperatura devido à estrutura em camadas suficientemente desenvolvida não apenas na direção L, mas também na direção C. A seguir, a estrutura em camadas no campo de visualização 60 de observação da direção C será descrita em detalhes.
[0120] Referindo-se à FIG. 3, um plano paralelo à direção C e a direção T é 10 definido como uma seção transversal 1C da direção C. Então, nas seções transversais da direção C, uma seção transversal quadrada que está localizada na posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura e cuja lateral prolonga-se na direção C é 100 m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento, é definida como o campo de visualização 60 15 de observação da direção C. Observe que no caso de uma região de minuto de 100 m  100 m, a direção C pode ser considerada como uma linha reta.
[0121] A FIG. 5 é um diagrama esquemático que mostra um exemplo do campo de visualização 60 de observação da direção C. Referindo-se à FIG. 5, quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização 60 de observação 20 da direção C em cinto partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4. Adicionalmente, quatro segmentos de linha que dividem o campo de visualização 60 de observação da direção C em cinto partes iguais na direção TC são definidos como segmentos de linha C1 a C4. Adicionalmente, a interface entre ferrita e martensita é definida como a interface de ferrita FB, como no caso 25 do campo de visualização 50 de observação da direção L.
[0122] Na microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade, enquanto o campo de visualização 50 da direção L satisfaz (II-1) e (II-2), o campo de visualização 60 de observação da direção C adicionalmente satisfaz os seguintes itens (III-1) e (III-2).
30 (III-1) O número de interseções NTC, que é o número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita, é 30 ou mais.
(III-2) O número de interseções NC, que é o número de interseções entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTC satisfaz a Fórmula (4).
5 NTC/NC  1,70 (4)
[0123] A morfologia da estrutura em camadas (o número de interseções NTC e NTC/NC) no campo de visualização 60 de observação da direção C é medido pelo método a seguir.
[0124] É retirada uma amostra que está localizada em uma posição central 10 da espessura de parede do tubo de aço sem costura e que possui uma seção transversal da direção C incluindo a direção C e a direção T. O tamanho da seção transversal 1C da direção C não é particularmente limitado desde que o campo de visualização 60 de observação da direção C a ser descrito depois possa ser garantido. O tamanho da seção transversal 1C da direção C é, por exemplo, a 15 direção C: 5 mm  direção T: 5 mm. Neste momento, a amostra é retirada de modo que a posição central da seção transversal da direção C na direção T coincide substancialmente com a posição central do tubo de aço sem costura na direção T (direção de espessura de parede).
[0125] A seção transversal 1C da direção C é polida por espelhamento. A 20 seção transversal 1C da direção C polida por espelhamento é imersa em uma solução de corrosão de Vilella durante 10 segundos para revelar a microestrutura por corrosão. A posição central da seção transversal 1C da direção C corroída é observada usando um microscópio óptico. A área do campo de visualização de observação é 100 m  100 m = 10000 m2 (uma magnificação de 1000 vezes).
25 Este campo de visualização de observação é definido como o “campo de visualização 60 de observação da direção C”. Referindo-se à FIG. 5, o campo de visualização 60 de observação da direção C inclui ferrita 10 e martensita 20.
[0126] No campo de visualização 60 de observação da direção C, os segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção T e que estão 30 dispostos em intervalos iguais na direção C para dividir o campo de visualização 60 de observação da direção C em cinco partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4. Então, o número de interseções (marcadas com "⚫" na FIG. 5) entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita FB no campo de visualização de observação da direção C 60 é definido como o 5 número de interseções NTC.
[0127] Adicionalmente, segmentos de linha que prolongam-sese prolongam na direção C e são dispostos em intervalos iguais na direção T do campo de visualização 60 de observação da direção C para dividir o campo de visualização 60 de observação da direção C em cinco partes iguais na direção T (direção de 10 espessura de parede) são definidos como os segmentos de linha C1 a C4). Então, o número de interseções (marcadas com "" na FIG. 5) entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita no campo de visualização 60 de observação da direção C é definido como o número de interseções NC.
[0128] A microestrutura do tubo de aço sem costura de acordo com a 15 presente modalidade possui uma estrutura em camadas na qual, enquanto o campo de visualização 50 da direção L satisfaz o (II-1) e (II-2) descritos acima, adicionalmente no campo de visualização 60 de observação da direção C, o número de interseções NTC é 30 ou superior, e o índice de camada LIC satisfaz a Fórmula (4).
20 Índice de camada LICL = NTC/NC  1,70 (4)
[0129] O campo de visualização 60 de observação da direção C é selecionado em 10 locais a partir de localizações arbitrárias pelo método descrito acima. Em cada campo de visualização 60 de observação da direção C, o número de interseções NTC e o índice de camada LIC são determinados pelo método 25 descrito acima. Um valor médio aritmético do número de interseções NTC determinado em 10 locais é definido como o número de interseções NT CL no campo de visualização 60 de observação da direção C do tubo de aço sem costura da presente modalidade. Similarmente, um valor médio aritmético do índice de camada LIC obtido em 10 locais é definido como o índice de camada LIC no campo 30 de visualização 60 de observação da direção C do tubo de aço sem costura da presente modalidade.
[0130] O índice de camada LIC significa o grau de desenvolvimento da estrutura em camadas no campo de visualização de observação na direção C.
Quando o número de interseções NTL no campo de visualização 50 da direção L é 5 38 ou superior, e o índice de camada LIL é 1,80 ou superior, e adicionalmente quando o número de interseções NTC no campo de visualização 60 de observação da direção C é 30 ou superior, e o índice de camada LI C é 1,70 ou superior, isso significa que no tubo de aço sem costura tendo a composição química descrita acima que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), foi obtida uma estrutura em camadas 10 suficientemente desenvolvida não apenas na seção transversal 1L da direção L, mas também na seção transversal 1C da direção C.
[0131] Como descrito acima, o tubo de aço sem costura da presente modalidade possui uma composição química que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), e adicionalmente, na microestrutura, o número de interseções NT L no campo de 15 visualização 50 de observação da direção L é 38 ou superior, e o índice de camada LIL é 1,80 ou superior, e adicionalmente, o número de interseções NTC no campo de visualização 60 de observação da direção C é 30 ou superior, e o índice de camada LIC é 1,70 ou superior. Portanto, o tubo de aço sem costura da presente modalidade pode atingir um limite de escoamento de 862 MPa ou superior e 20 excelente tenacidade a baixa temperatura ao mesmo tempo.
[0132] No campo de visualização 50 de observação da direção L, um limite inferior do número de interseções NTL é preferencialmente 39, mais preferencialmente 40, adicionalmente e preferencialmente 41, adicionalmente e preferencialmente 55, adicionalmente e preferencialmente 58 e adicionalmente e 25 preferencialmente 60. O limite superior do número de interseções NT L não está particularmente limitado, mas é 150, por exemplo.
[0133] No campo de visualização 50 de observação da direção L, uma limite inferior do índice de camada LIL é preferencialmente 1,82, mais preferencialmente 1,84, adicionalmente e preferencialmente 1,86, adicionalmente e preferencialmente 30 1,88, adicionalmente e preferencialmente 1,90, adicionalmente e preferencialmente
1,92, adicionalmente e preferencialmente 2,10, adicionalmente e preferencialmente 2,50, adicionalmente e preferencialmente 2,64 e adicionalmente e preferencialmente 3,00. O limite superior do índice de camada LI L não está particularmente limitado, mas é 10,0, por exemplo.
5 [0134] No campo de visualização 60 de observação da direção C, um limite inferior do número de interseções NTC é preferencialmente 32, mais preferencialmente 34, adicionalmente e preferencialmente 36, adicionalmente e preferencialmente 40, adicionalmente e preferencialmente 45, adicionalmente e preferencialmente 50 e adicionalmente e preferencialmente 54. Um limite superior 10 do número de interseções NTC não está particularmente limitado, mas é 150, por exemplo.
[0135] No campo de visualização 60 de observação da direção C, uma limite inferior do índice de camada LIC é preferencialmente 1,75, mais preferencialmente 1,78, adicionalmente e preferencialmente 1,80, adicionalmente e preferencialmente 15 1,82, adicionalmente e preferencialmente 1,85, adicionalmente e preferencialmente 1,88, adicionalmente e preferencialmente 1,90, adicionalmente e preferencialmente 1,95, adicionalmente e preferencialmente 1,98, adicionalmente e preferencialmente 2,00 e adicionalmente e preferencialmente 2,25. O limite superior do índice de camada LIC não está particularmente limitado, mas é 10,0, por exemplo.
20 [0136] [Espessura de parede de tubo de aço sem costura] A espessura de parede do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade não é particularmente limitada. Quando o tubo de aço sem costura é usado para aplicações de poço de petróleo, uma espessura de parede preferencial é 5,0 a 60,0 mm.
25 [0137] [Limite de escoamento do tubo de aço sem costura] O limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade é 862 MPa ou superior. O limite de escoamento mencionado na presente descrição significa 0,2% de aproximação de limite elástico de deslocamento (MPa) obtida por um teste de tração a uma temperatura ambiente 30 (20  15C) na atmosfera de acordo com ASTM E8/E8M-16a. Um limite superior do limite de escoamento do tubo de aço sem costura da presente modalidade não é particularmente limitado. Contudo, no caso da composição química descrita acima, um limite superior do limite de escoamento do tubo de aço sem costura da presente modalidade é 1000 MPa, por exemplo. Um limite superior do limite de 5 escoamento do tubo de aço sem costura da presente modalidade é preferencialmente 990 MPa, e mais preferencialmente é 988 MPa. Mais preferencialmente, o limite de escoamento do tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade é de grau 125 ksi e, especificamente, 862 a 965 MPa.
[0138] O limite de escoamento do tubo de aço sem costura de acordo com a 10 presente modalidade é determinado pelo método a seguir. Uma amostra de tração de barra redonda é retirada da posição central da espessura de parede. O diâmetro de uma porção paralela da amostra de tração de barra redonda é 4 mm e o comprimento da porção paralela é 35 mm. A direção longitudinal da porção paralela da amostra de tração de barra redonda é paralela à direção L. A posição central 15 de uma seção transversal perpendicular à direção longitudinal da amostra de tração de barra redonda é feita coincidir substancialmente com a posição central da espessura de parede. Usando a amostra de tração de barra redonda, é realizado um teste de tração a uma temperatura ambiente (20  15C) na atmosfera por um método de acordo com ASTM E8/E8M-16a. A aproximação de limite elástico de 20 deslocamento de 0,2% obtida pelo teste é definida como o limite de escoamento (MPa).
[0139] [Tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura] O tubo de aço sem costura da presente modalidade possui não apenas alto limite de escoamento como descrito acima, mas também possui 25 excelente tenacidade a baixa temperatura. Especificamente, no tubo de aço sem costura da presente modalidade, a energia absorvida a -10C obtida pela realização do teste de impacto Charpy de acordo com ASTM A370-18 será de 150 J ou superior.
[0140] A tenacidade a baixa temperatura do tubo de aço sem costura da 30 presente modalidade é obtida pelo método a seguir. Por meio da posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, uma amostra de nó em V de acordo com a API 5CRA/ISO13680 TABELA A. 5 é retirada. Usando a amostra, o teste de impacto Charpy é realizado de acordo com a ASTM A370-18 e é determinada a energia absorvida (J) a -10C.
5 [0141] [Método para produzir um tubo de aço sem costura] Um exemplo de um método para produzir um tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade tendo a configuração descrita acima será descrito. O método para produzir um tubo de aço sem costura descrito abaixo é meramente um exemplo do método para produzir um tubo de aço sem costura da 10 presente modalidade. Portanto, um tubo de aço sem costura tendo a configuração descrita acima pode ser produzido por um método de produção diferente do método de produção descrito abaixo. Ou seja, o método para produzir um tubo de aço sem costura da presente modalidade não está limitado ao método de produção descrito abaixo. Contudo, o método de produção descrito abaixo é um exemplo preferencial 15 do método para produzir um tubo de aço sem costura da presente modalidade.
[0142] Um exemplo do método para produzir um tubo de aço sem costura da presente modalidade inclui uma etapa de aquecimento, uma etapa de laminação por perfuração, uma etapa de laminação por alongamento e uma etapa de tratamento térmico. A etapa de laminação por alongamento é uma etapa opcional 20 e não precisa ser realizada. A seguir, cada etapa de produção será descrita.
[0143] [Etapa de aquecimento] Na etapa de aquecimento, uma matéria-prima tendo a composição química descrita acima é aquecida a 1200 até 1260C. A matéria-prima pode ser preparada ao produzi-la ou pode ser preparada ao adquiri-la de um terceiro.
25 [0144] Ao produzir a matéria-prima, por exemplo, o método a seguir é usado.
É produzido um aço fundido com a composição química supracitada. A matéria prima é produzida por fundição usando o aço fundido. Por exemplo, uma peça fundida (uma placa, lupa ou tarugo) pode ser produzida por um processo de fundição contínua usando o aço fundido. Um lingote pode ser produzido por um 30 processo de fabricação de lingotes usando o aço fundido.
[0145] Conforme necessário, a placa, lupa ou lingote produzido por fundição pode ser submetido à desbaste para produzir um tarugo. A matéria-prima é produzida através das etapas descritas acima.
[0146] A matéria-prima preparada é mantida a uma temperatura de 5 aquecimento T de 1200 a 1260C por um tempo de espera t (hora). Por exemplo, a matéria-prima é carregada em um forno de aquecimento e a matéria-prima é aquecida no forno de aquecimento. Neste momento, a temperatura de aquecimento T corresponde à temperatura do forno (C) do forno de aquecimento.
O tempo de espera t (hora) na temperatura de aquecimento T é, por exemplo, 1,0 10 hora a 10,0 horas.
[0147] Se a temperatura de aquecimento for inferior a 1200C, a usinabilidade a quente da matéria-prima é muito baixa e, portanto, as falhas da superfície são mais prováveis de ocorrer na matéria-prima durante a laminação por perfuração e a subsequente laminação por alongamento.
15 [0148] Por outro lado, se a temperatura de aquecimento T for superior a 1260C, visto que a quantidade de austenita que é produzida enquanto a temperatura diminui é aumentada, a austenita produzida dividirá a ferrita que se prolonga na direção L. Portanto, a Fórmula (3) e/ou Fórmula (4) não serão satisfeitas.
20 [0149] Se a temperatura de aquecimento T é 1200 até 1260C, na suposição de que condições de cada etapa a ser descrita posteriormente sejam satisfeitas, uma estrutura em camadas que satisfaz as Fórmulas (3) e (4) será obtida na microestrutura do tubo de aço sem costura.
[0150] [Etapa de laminação por perfuração] 25 A matéria prima aquecida é submetida laminação por perfuração para produzir uma casca oca. Especificamente, a matéria-prima é laminada por perfuração usando uma máquina de perfuração. A máquina de perfuração inclui um par de rolos inclinados e um conector. O par de rolos inclinados está disposto em torno de uma linha de passagem. O conector está localizado entre o par de 30 rolos inclinados e disposto na linha de passagem. Neste documento, a linha de passagem é uma linha através da qual o eixo central da matéria-prima passa no momento da laminação por perfuração. O rolo inclinado pode ser do tipo tambor ou tipo cone.
[0151] Na etapa de laminação por perfuração, a laminação por perfuração é 5 realizada de modo a satisfazer (A): 0,057X - Y < 1720 (A) neste documento, X na Fórmula (A) é um parâmetro da condição de aquecimento. O parâmetro da condição de aquecimento X é definido pela Fórmula (B) a seguir: 10 X = (T + 273)  {20 + log(t)} (B) onde, T na Fórmula (B) é a temperatura de aquecimento (C), e t é o tempo de espera (hora) na temperatura de aquecimento T. Y na Fórmula (A) é uma razão de redução de área na máquina de perfuração. Ou seja, a razão de redução de área Y na máquina de perfuração não inclui a razão de redução de área por 15 laminação por alongamento após a laminação por perfuração na máquina de perfuração. A razão de redução de área Y (%) na máquina de perfuração é definida pela Fórmula (C): Y = {1 - (área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da casca oca após laminação por perfuração/área transversal perpendicular à direção 20 do eixo de tubo da matéria-prima antes da laminação por perfuração)}  100 (C)
[0152] A definição é feita como se segue: FA = 0,057X - Y. A fim de desenvolver adicionalmente e suficientemente a estrutura em camadas da seção transversal 1C da direção C (ou seja, a fim de satisfazer (III-1) e (III-2) descritos 25 acima) enquanto desenvolve suficientemente a estrutura em camadas da seção transversal L da direção L (ou seja, enquanto satisfaz (II-1) e (II-2) descritos acima) em uma microestrutura de um tubo de aço tendo a composição química que satisfaz as Fórmulas (1) e (2), a relação da temperatura de aquecimento T e o tempo de espera t na laminação por perfuração pela máquina de perfuração com a razão de 30 redução de área Y na máquina de perfuração é importante. Exceto quando uma redução de laminação adequada é aplicada à matéria-prima que foi aquecida sob uma condição de aquecimento adequada, por uma máquina de perfuração, não é possível provocar a redução da laminação para penetrar suficientemente na matéria-prima. Se a redução de laminação não penetra suficientemente na 5 matéria-prima, a estrutura em camadas não se desenvolverá suficientemente e, em particular, uma estrutura em camadas que se prolonga na direção C não será suficientemente desenvolvida. É possível desenvolver suficientemente a estrutura em camadas na seção transversal da direção C por ajustar a condição de aquecimento e a condição de laminação por perfuração na laminação por 10 perfuração por uma máquina de perfuração. Por outro lado, etapas após a laminação por perfuração (uma etapa de laminação por alongamento, laminação de dimensionamento e uma etapa de tratamento térmico) não contribuem significativamente para o desenvolvimento da estrutura em camadas na seção transversal da direção C.
15 [0153] O FA descrito acima é um índice da condição de aquecimento e a condição de laminação por perfuração na etapa de laminação por perfuração para desenvolver suficientemente a estrutura em camadas não apenas na seção transversal 1L da direção L, mas também na seção transversal 1C da direção C.
Se FA é 1720 ou superior, a condição de laminação por perfuração é inadequada 20 para a matéria-prima aquecida a 1200 até 1260C. Neste caso, em particular, a estrutura em camadas na seção transversal 1C da direção C do tubo de aço sem costura não será suficientemente desenvolvida. Especificamente, no campo de visualização 60 de observação da direção C, o número de interseções NT C pode tornar-se inferior a 30, ou NTC/NC pode tornar-se inferior a 1,70. Adicionalmente, 25 quando FA é 1720 ou superior, a estrutura em camadas pode não desenvolver suficientemente não apenas na seção transversal 1C da direção C do tubo de aço sem costura, mas também na seção transversal 1L da direção L. Especificamente, o número de interseções NTL pode tornar-se inferior a 38 ou NTL/NL pode tornar- se inferior a 1,80 no campo de visualização 50 de observação da direção L.
30 [0154] Por outro lado, se FA é inferior a 1720, a condição de laminação por perfuração é adequada. Portanto, a matéria-prima aquecida sob uma condição de aquecimento adequada foi laminada por perfuração em uma razão de redução de área adequada na máquina de perfuração. Portanto, a estrutura em camadas se desenvolverá suficientemente na seção transversal 1L da direção L e a seção 5 transversal 1C da direção C do tubo de aço sem costura, na suposição de que as condições para cada etapa descrita abaixo sejam satisfeitas. Em consequência disto, não apenas o número de interseções NTL torna-se 38 ou superior e NTL/NL torna-se 1,80 ou superior no campo de visualização 50 de observação da direção L do tubo de aço sem costura, mas também o número de interseções NTC torna-se 10 30 ou superior e NTC/NC torna-se 1,70 ou superior no campo de visualização 60 de observação da direção C.
[0155] Um limite inferior de FA não é particularmente limitado, mas o limite inferior de FA é preferencialmente 1600, mais preferencialmente 1620, adicionalmente e preferencialmente 1630, adicionalmente e preferencialmente 15 1640 e adicionalmente e preferencialmente 1650. Um limite superior de FA é preferencialmente 1715, mais preferencialmente 1710, adicionalmente e preferencialmente 1705 e adicionalmente e preferencialmente 1695.
[0156] Observe que na presente modalidade, visto que a composição química da matéria-prima satisfaz a Fórmula (2), a usinabilidade a quente desta 20 forma será excelente. Portanto, mesmo se a matéria-prima for laminada por perfuração sob a condição que satisfaz a Fórmula (A), a ocorrência de falhas superficiais pode ser suficientemente suprimida.
[0157] Observe que a temperatura da casca oca imediatamente após a laminação por perfuração é, por exemplo, 1050C ou superior, mais 25 preferencialmente 1060C ou superior e, adicionalmente e preferencialmente 1100C ou superior. Ou seja, a Fórmula (A) descrita acima mostra a condição de aquecimento e a condição de laminação por perfuração na etapa de laminação por perfuração quando a temperatura da matéria-prima imediatamente após a laminação por perfuração é 1050C ou superior. A temperatura da casca oca 30 imediatamente após a laminação por perfuração pode ser medida pelo seguinte método. Um termômetro é disposto em um lado de saída da máquina de perfuração. A temperatura de superfície da casca oca após a laminação por perfuração é medida com o termômetro no lado de saída da máquina de perfuração.
Através da medição de temperatura, a distribuição da temperatura de superfície na 5 direção do eixo de tubo (direção longitudinal) da casca oca é obtida. Uma média da distribuição de temperatura de superfície obtida é definida como a temperatura da casca oca (C) após a laminação por perfuração.
[0158] O parâmetro da condição de aquecimento X não está particularmente limitado desde que esteja dentro do intervalo da Fórmula (A) descrita acima. Um 10 limite inferior do parâmetro da condição de aquecimento X é preferencialmente 29500 e, mais preferencialmente, 29700. Um limite superior do parâmetro da condição de aquecimento X é preferencialmente 31500 e, mais preferencialmente,
31200.
[0159] Uma razão de redução de área Y preferencial na laminação por 15 perfuração é 25 a 80%. Um limite inferior da razão de redução de área Y na laminação por perfuração é mais preferencialmente 30% e, adicionalmente e preferencialmente, 35%. Um limite superior da razão de redução de área Y na laminação por perfuração é mais preferencialmente 75%.
[0160] Um grau de penetração da redução de laminação na matéria-prima 20 (casca oca) pela máquina de perfuração é muito maior do que o grau de penetração de redução de laminação na casca oca por um laminador contínuo ou um dimensionador na etapa subsequente. Portanto, fora das estruturas em camada da seção transversal 1L da direção L e a seção transversal 1C da direção C do tubo de aço sem costura, especialmente a estrutura em camadas da seção transversal 25 1C da direção C pode satisfazer (III-1) e (III-2) descritos acima em consequência dade a etapa de laminação por perfuração satisfazer a Fórmula (A). Quando a laminação por perfuração não é realizada sob a condição que satisfaz a Fórmula (A) na etapa de laminação por perfuração, mesmo se a redução de laminação é realizada em uma razão de redução de área aumentada na etapa de laminação por 30 alongamento, é difícil produzir um tubo de aço sem costura tendo uma microestrutura na qual a estrutura em camadas na seção transversal da direção L satisfaça (II-1) e (II-2) e a estrutura em camadas na seção transversal da direção C satisfaz (III-1) e (III-2).
[0161] [Etapa de laminação por alongamento] 5 A etapa de laminação por alongamento não precisa ser realizada.
Quando realizada, na etapa de laminação por alongamento, a casca oca que foi produzida pela etapa de laminação por perfuração é submetida à laminação por alongamento. A laminação por alongamento é realizada usando um moinho de laminação por alongamento. O moinho de laminação por alongamento inclui uma 10 pluralidade de suporte de rolos dispostos em uma linha de montante para jusante ao longo da linha de passagem. Cada suporte de rolo inclui uma pluralidade de rolos de rolagem. O moinho de laminação por alongamento é, por exemplo, um laminador contínuo.
[0162] Uma barra de mandril é inserida na casca oca. A casca oca na qual 15 a barra de mandril é inserida é avançada na linha de passagem do moinho de laminação por alongamento para realizar a laminação por alongamento. Após a laminação por alongamento, a barra de mandril que foi inserida na casca oca é empurrada. A razão de redução de área na laminação por alongamento é, por exemplo, 10 a 70%. A temperatura da casca oca imediatamente após a conclusão 20 da laminação por alongamento é, por exemplo, 980 a 1000C. A temperatura da casca oca imediatamente após a conclusão da laminação por alongamento pode ser medida pelo seguinte método. Um termômetro é disposto em um lado de saída do suporte que, por último desce a casca oca no moinho de laminação por alongamento. A temperatura da superfície da casca oca após a laminação por 25 alongamento é medida pelo termômetro no lado de saída do suporte que, por último, desce a casca oca. Através da medição de temperatura, a distribuição de temperatura da superfície da casca oca na direção do eixo do tubo é obtida. Uma média da distribuição de temperatura de superfície obtida é definida como a temperatura da casca oca (C) imediatamente após a conclusão da laminação por 30 alongamento.
[0163] [Etapa de laminação por dimensionamento] No método de produção da presente modalidade, a casca oca após a etapa de laminação por alongamento pode ser submetida a uma etapa de laminação por dimensionamento, se necessário. Ou seja, a etapa de laminação 5 por dimensionamento não precisa ser realizada.
[0164] Na etapa de laminação por dimensionamento, usando um moinho de laminação por dimensionamento, a casca oca é adicionalmente submetida a laminação por alongamento para fazer com que a casca oca tenha um diâmetro externo desejado. O moinho de laminação por dimensionamento inclui uma 10 pluralidade de suporte de rolos dispostos em uma linha de montante em direção a jusante ao longo da linha de passagem. Cada suporte de rolo inclui uma pluralidade de rolos de rolagem. Exemplos de moinho de laminação por dimensionamento incluem um dimensionador e um redutor de estiramento.
[0165] Observe que a etapa de laminação por perfuração, a etapa de 15 laminação por alongamento e a etapa de laminação por dimensionamento são definidas como um “processo de fabricação de tubo”. Uma redução de área cumulativa no processo de fabricação de tubo é, por exemplo, 30 a 90%. A razão de redução de área cumulativa é definida pela fórmula a seguir.
Razão de redução de área cumulativa = {1 - (área transversal 20 perpendicular à direção do eixo de tubo da casca oca após processo de fabricação de tubo/área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da matéria-prima antes da laminação por perfuração)}  100
[0166] Um método de resfriar a casca oca após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de 25 laminação por dimensionamento não é particularmente limitada. A casca oca após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento pode ser resfriada a ar. A casca oca após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento pode ser 30 diretamente temperara após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento sem resfriá-la a temperatura ambiente. Além disso, a casca oca pode ser reaquecida após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento e, em 5 seguida, ser submetida a têmpera.
[0167] [Etapa de tratamento térmico] A casca oca após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento é submetida à uma etapa de tratamento térmico. A etapa de tratamento térmico inclui uma etapa de têmpera e uma etapa 10 de revenimento.
[0168] [Etapa de Têmpera] Na etapa de têmpera, a casca oca é submetida a têmpera bem conhecida. Para a casca oca tendo a composição química da presente modalidade, a temperatura de têmpera é 850 a 1150C. Neste intervalo de temperatura de 15 têmpera, a microestrutura da casca oca será uma microestrutura duplex de austenita e ferrita.
[0169] A têmpera pode ser realizada por têmpera direta na qual a têmpera é realizada após a etapa de laminação por perfuração, imediatamente após a etapa de laminação por alongamento ou imediatamente após a etapa de laminação por 20 dimensionamento. Adicionalmente, a casca oca que foi resfriada uma vez após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento pode ser reaquecida usando um forno de tratamento térmico para realizar a têmpera. No caso de têmpera direta, a temperatura de superfície da casca oca medida por um termômetro disposto em 25 um lado de saída do suporte final é definida como a temperatura de têmpera (C).
Ao realizar a têmpera usando um forno de tratamento térmico, a temperatura do forno do forno de tratamento térmico é definida como a temperatura de têmpera (C). O tempo de espera na temperatura de têmpera não é particularmente limitado. Ao usar o forno de tratamento térmico, o tempo de espera na temperatura 30 de têmpera é, por exemplo, 10 a 60 minutos.
[0170] Um método de resfriamento rápido (método de têmpera) da casca oca em uma temperatura de têmpera não é particularmente limitado. A casca oca pode ser rapidamente resfriada ao imergir a casca oca em um tanque de água ou a casca oca pode ser rapidamente resfriada derramando ou pulverizando água de 5 resfriamento na superfície externa e/ou na superfície interna da casca oca por resfriamento em chuveiro ou resfriamento por neblina.
[0171] A têmpera pode ser realizada múltiplas vezes. Por exemplo, após a casca oca após a etapa de laminação por perfuração, após a etapa de laminação por alongamento ou após a etapa de laminação por dimensionamento ser sujeita à 10 têmpera direta, a casca oca pode ser aquecida a temperatura de têmpera usando o forno de tratamento térmico e, então, pode ser submetida novamente à têmpera.
Adicionalmente, a têmpera e revenimento a serem descritos abaixo podem ser realizados repetidamente múltiplas vezes. Ou seja, a têmpera e revenimento podem ser realizados múltiplas vezes. Ao realizar a têmpera e revenimento 15 múltiplas vezes, a temperatura de têmpera em cada têmpera é 850 a 1150C, e o tempo de espera na temperatura de têmpera é 10 a 60 minutos. A temperatura de revenimento em cada revenimento é 400 até 700C, e o tempo de espera na temperatura de revenimento é 15 a 120 minutos. A microestrutura da casca oca após têmpera contém principalmente ferrita e martensita com o balanço sendo 20 austenita retida.
[0172] [Etapa de têmpera] Na etapa de revenimento, a casca oca após a etapa de têmpera descrita acima é submetida à revenimento. Na casca oca tendo a composição química da presente modalidade, a temperatura de revenimento é 400 a 700C. O 25 tempo de espera na temperatura de revenimento não é particularmente limitado, mas é, por exemplo, 15 a 120 minutos.
[0173] Pela etapa de tratamento térmico (a etapa de têmpera e a etapa de revenimento) descrita acima, o limite de escoamento do tubo de aço sem costura é ajustado em 862 MPa ou mais. Na microestrutura do tubo de aço sem costura após 30 a etapa de revenimento, uma razão volumétrica total de ferrita e martensita
(martensita revenida) será de 80% ou mais, e a austenita retida é 20% ou inferior.
[0174] O tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade pode ser produzido pelo método de produção descrito acima. No tubo de aço sem costura da presente modalidade, o teor de cada elemento na composição química 5 está dentro do intervalo descrito acima e satisfaz as Fórmulas (1) e (2). Além disso, na microestrutura, (I) a razão volumétrica total de ferrita e martensita é 80% ou mais, com o balanço sendo austenita retida, (II) o número de interseções NTL no campo de visualização 50 de observação da direção L é 38 ou mais e NTL/NL é 1,80 ou superior, e adicionalmente (III) o número de interseções NT C no campo de 10 visualização 60 de observação da direção C é 30 ou mais e NT C/NC é 1,70 ou superior. Portanto, o limite de escoamento é 862 MPa ou mais e é obtida excelente tenacidade a baixa temperatura. Ou seja, é possível obter alto limite de escoamento alto e alta tenacidade a baixa temperatura ao mesmo tempo.
[0175] Observe que o método de produção descrito acima é um exemplo do 15 método para produzir um tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade. Portanto, o tubo de aço sem costura da presente modalidade pode ser produzido por outro método de produção diferente do método de produção descrito acima, desde que o tubo de aço sem costura tenha uma composição química que satisfaça as Fórmulas (1) e (2), e na sua microestrutura, (I) uma razão 20 volumétrica total de ferrita e martensita é 80% ou superior, com o balanço sendo austenita retida, (II) o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L é 38 ou superior e NTL/NL é 1,80 ou superior, e adicionalmente (III) o número de interseções NTC no campo de visualização de observação da direção C é 30 ou superior e NTC/NC é 1,70 ou superior.
25 EXEMPLOS
[0176] Os tarugos redondos tendo as composições químicas mostradas na Tabela 1 foram produzidos.
[0177] [Tabela 1]
TABELA 1
N° Valor do componente químico (percentual em massa, o balanço: Fe e impurezas)
do F1 F2=Ca/S C Si Mn P S Cu Cr Ni Mo Al N Ca Ti Nb V Co W Aço
A 0,008 0,30 0,06 0,012 0,0002 2,45 16,98 4,59 2,48 0,028 0,0080 0,0010 0,005 0,001 0,06 0,16 0,04 10,0 5,0
B 0,010 0,31 0,06 0,012 0,0003 2,47 17,02 4,69 2,47 0,030 0,0101 0,0012 0,004 0,001 0,06 0,15 0,03 11,5 4,0
C 0,009 0,28 0,10 0,011 0,0003 2,20 16,76 4,46 2,48 0,031 0,0083 0,0015 0,005 0,001 0,05 0,15 0,03 11,2 5,0
D 0,009 0,28 0,10 0,013 0,0003 2,10 16,59 4,61 2,49 0,033 0,0084 0,0014 0,006 0,001 0,05 0,15 0,15 11,6 4,7
E 0,008 0,30 0,06 0,012 0,0002 2,45 16,98 4,59 2,48 0,028 0,0080 0,0010 0,005 0,001 0,06 0,15 0,03 10,0 5,0
F 0,008 0,30 0,06 0,012 0,0002 2,45 16,98 4,59 2,48 0,028 0,0080 0,0010 0,005 0,001 0,06 0,15 0,03 10,0 5,0
G 0,007 0,29 0,06 0,014 0,0002 2,49 16,98 4,71 2,48 0,040 0,0096 0,0020 0,005 0,002 0,06 0,15 0,03 12,2 10,0
H 0,009 0,32 0,10 0,010 0,0005 2,47 16,92 4,78 2,50 0,037 0,0088 0,0016 0,005 0,001 0,05 0,15 0,03 12,3 3,2
J 0,008 0,32 0,04 0,018 0,0005 1,87 16,75 5,42 2,11 0,030 0,0057 0,0022 0,004 0,007 9,1 4,4
K 0,006 0,40 0,10 0,022 0,0004 1,84 16,04 5,45 2,70 0,033 0,0092 0,0023 0,008 0,001 0,06 11,2 5,8
L 0,008 0,38 0,08 0,017 0,0007 1,81 16,23 5,51 2,36 0,024 0,0076 0,0032 0,010 0,013 0,07 0,18 9,8 4,6
M 0,006 0,39 0,03 0,016 0,0006 2,39 16,89 4,50 2,01 0,030 0,0069 0,0034 0,025 0,009 9,3 5,7
N 0,005 0,33 0,10 0,022 0,0005 1,39 16,41 5,44 2,77 0,031 0,0081 0,0021 0,004 0,025 10,2 4,2
O 0,007 0,33 0,09 0,023 0,0005 2,20 16,58 4,76 2,20 0,026 0,0088 0,0015 0,002 0,019 9,9 3,0
P 0,010 0,38 0,13 0,017 0,0003 2,46 16,89 4,70 2,50 0,036 0,0097 0,0014 0,001 0,001 0,05 0,08 0,01 13,0 4,7
[0178] Uma porção em branco na Tabela 1 significa que o teor do elemento correspondente foi inferior à do limite de detecção. Ou seja, isso significa que o elemento correspondente não estava contido.
[0179] Uma pluralidade de tarugos redondos, que eram a matéria-prima, foi 5 produzida por um processo de fundição contínua usando aço fundido. O tarugo redondo foi aquecido a uma temperatura de aquecimento T (C) durante um tempo de espera t (hora) mostrado na Tabela 2. O tarugo redondo aquecido foi submetido a laminação por perfuração pelo uso de uma máquina de perfuração para produzir uma casca oca. Um parâmetro de condição de aquecimento X, uma razão de 10 redução de área Y (%) de uma máquina de perfuração, e FA (= 0,057X - Y) de cada número de teste durante a laminação por perfuração foram mostrados na Tabela 2.
Observe que a temperatura da casca oca de cada número de teste imediatamente após a laminação por perfuração foi 1050C ou superior.
[0180] [Tabela 2]
TABELA 2
Razão Campo de visualização Campo de visualização de de observação da de observação da
Tempe Parâmetr reduçã Razão Razão direção L direção C ratura Tempo o da o de de Diâmet Espess volumé Determin Limite de Energi Usinabi
N° do N° do de de condição área Y redução ro ura da trica Índice ação da escoame a lidade FA Índice de Observações teste Aço aqueci espera de (%) da de área extern parede total F de estrutura nto absorv a camada mento t (hora) aquecim máquin cumulati o (mm) (mm) +M NTL NL camad NTC NC metálica (MPa) ida (J) quente LIC = T (C) ento X a de va (%) (%) a LIL = NTC/NC perfura NTL/NL ção
Em Exemplo 1 A 1200 2,9 30136 39 69 168,3 27,3 1679  80 60 11 5,45 57 12 4,94 876 234 E camadas inventivo
Em Exemplo 2 B 1230 3,0 30783 39 69 168,3 27,3 1716  80 56 26 2,15 54 28 1,95 939 192 E camadas inventivo
Em Exemplo 3 B 1200 2,7 30086 46 75 159,0 22,1 1669  80 68 14 4,86 65 15 4,36 907 219 E camadas inventivo
Em Exemplo 4 A 1200 2,0 29903 50 50 91,5 13,0 1654  80 40 17 2,30 38 19 1,97 880 185 E camadas inventivo
Em Exemplo 5 A 1230 2,0 30512 50 50 91,5 12,9 1689  80 51 25 2,04 49 27 1,82 866 173 E camadas inventivo
Em Exemplo 6 A 1200 2,5 30046 38 69 168,3 27,3 1674  80 58 12 4,83 52 13 3,99 986 220 E camadas inventivo
Em Exemplo 7 A 1230 2,1 30544 42 69 168,3 27,3 1699  80 79 28 2,82 76 31 2,46 986 206 E camadas inventivo
Em Exemplo 8 A 1240 2,7 30913 56 69 168,3 27,3 1706  80 82 22 3,77 80 23 3,52 918 201 E camadas inventivo
Em Exemplo 9 A 1250 2,4 31039 71 75 159,0 22,1 1699  80 52 15 3,47 48 16 3,01 919 211 E camadas inventivo
Em Exemplo 10 C 1240 3,0 30987 56 69 168,3 27,3 1710  80 65 20 3,25 59 22 2,69 934 194 E camadas inventivo
Em Exemplo 11 D 1240 3,0 30987 56 69 168,3 27,3 1710  80 57 22 2,59 54 24 2,24 980 213 E camadas inventivo
Em Exemplo 12 J 1230 3,1 30799 38 60 177,8 31,8 1717  80 58 22 2,64 54 24 2,25 948 233 E camadas inventivo
Em Exemplo 13 J 1200 3,0 30163 26 72 195,5 19,6 1693  80 51 23 2,22 53 27 1,96 895 210 E camadas inventivo
Em Exemplo 14 K 1230 2,3 30604 42 60 177,8 31,8 1703  80 60 18 3,33 55 20 2,78 916 241 E camadas inventivo
Em Exemplo 15 L 1230 2,5 30658 46 60 177,8 31,8 1702  80 57 16 3,56 50 17 2,99 950 235 E camadas inventivo
Sem Exemplo 16 B 1240 3,0 30982 35 60 177,8 31,8 1731  80 40 21 1,90 32 22 1,45 910 112 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 17 E 1260 2,5 31270 30 72 195,5 19,6 1753  80 23 12 1,92 20 12 1,62 943 73 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 18 E 1240 2,1 30748 26 72 195,5 19,6 1726  80 41 22 1,86 34 22 1,50 900 62 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 19 E 1250 2,4 31039 28 72 195,5 19,6 1741  80 59 32 1,84 49 32 1,53 907 78 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 20 J 1260 4,1 31599 63 84 177,8 11,5 1738  80 58 30 1,93 43 26 1,65 910 126 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 21 G 1260 5,5 31791 46 75 159,0 22,1 1766  80 59 36 1,64 47 36 1,30 969 43 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 22 G 1260 6,0 31853 34 62 177,8 31,8 1782  80 52 42 1,24 44 42 1,04 869 83 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 23 A 1250 2,0 30918 39 39 89,9 17,0 1723  80 86 106 0,81 77 109 0,70 870 144 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 24 J 1260 4,3 31631 42 69 168,3 27,3 1761  80 67 56 1,20 54 57 0,96 894 121 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 25 J 1260 5,0 31732 28 72 195,5 19,6 1780  80 57 34 1,68 34 22 1,50 913 88 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 26 F 1285 2,8 31857 63 84 177,8 11,5 1753  80 126 102 1,24 103 103 1,00 863 87 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 27 A 1270 2,0 31324 52 52 89,7 9,4 1733  80 87 66 1,32 75 67 1,12 888 137 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 28 A 1270 2,0 31324 63 63 89,7 9,4 1722  80 74 88 0,84 60 90 0,67 893 141 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 29 J 1285 3,2 31947 52 52 89,7 9,4 1769  80 86 91 0,95 74 93 0,80 881 129 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 30 M 1240 2,4 30835 38 69 168,3 27,3 1719  80 63 39 1,62 51 39 1,30 893 136 E camadas Comparativo
Sem Exemplo 31 N 1240 2,5 30862 42 69 168,3 27,3 1718  80 58 34 1,71 49 35 1,39 868 113 E camadas Comparativo
Em Exemplo 32 H 1230 3,4 30859 56 69 168,3 27,3 1703  80 61 22 2,76 57 23 2,45 905 189 NA camadas Comparativo
Em Exemplo 33 O 1230 3,7 30914 71 75 159,0 22,1 1691  80 54 16 3,38 53 17 3,18 922 173 NA camadas Comparativo
Sem Exemplo 34 P 1230 2,6 30684 46 60 177,8 31,8 1703  80 51 34 1,50 43 34 1,27 922 89 E camadas Comparativo
[0181] A casca oca após laminação por perfuração foi submetida a laminação por alongamento. Um laminador contínuo foi usado para a laminação por alongamento. A razão de redução de área cumulativa após laminação por alongamento (ou seja, a razão de redução de área cumulativa da etapa de 5 laminação por perfuração e da etapa de laminação por alongamento como um todo) (%) foi mostrada na coluna “Razão de redução de área cumulativa” na Tabela 2.
Observe que nos Testes de N° 4, 5, 23 e 27 a 29, o alongamento e laminação não foram realizados após a realização da laminação por perfuração.
[0182] Para os testes de número 4, 5, 23 e 27 a 29, a casca oca após 10 laminação por perfuração foi resfriada a temperatura ambiente (20  15C). Para outros números de teste, a casca oca após laminação por alongamento foi resfriada a temperatura ambiente. Em seguida, a casca oca foi submetida a têmpera.
Especificamente, a casca oca foi carregada em um forno de tratamento térmico, mantida a uma temperatura de têmpera de 950C durante 15 minutos e, em 15 seguida, imersa em um tanque de água para realizar resfriamento a água (têmpera a água). A casca oca após têmpera foi submetida a revenimento. Especificamente, a casca oca foi carregada no forno de tratamento térmico e mantida a uma temperatura de revenimento de 550C durante 30 minutos. Através do processo de produção descrito acima, produziu-se um tubo de aço sem costura que foi o 20 material de aço de cada número de teste. O diâmetro externo (mm) e a espessura da parede (mm) do tubo de aço sem costura produzido de cada número de teste são mostrados na Tabela 2.
[0183] [Teste de Avaliação] [Teste de observação da microestrutura] 25 Foi retirada uma amostra da posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura de cada número de teste. O tamanho da amostra foi 15 mm na direção L do tubo de aço sem costura, 2 mm na direção T desta forma, e 15 mm em uma direção perpendicular à direção L e à direção T (correspondendo à direção C) desta forma. Usando a amostra obtida, a intensidade de difração de 30 raios-X de cada um do (200) plano de  fase (ferrita e martensita), o (211) plano de
 fase, o (200) plano de  fase (austenita retida), o (220) plano de  fase, e o (311) plano de  fase foi medido e a intensidade integrada de cada plano foi calculada.
Como o difratômetro de raios-X, um nome comercial: MXP3 fabricado pela Bruker Com., foi usado com o alvo sendo Mo (Mo K raio:  = 71,0730 pm) e a potência 5 de saída sendo 50 kV-40 mA. Após o cálculo, a razão volumétrica V (%) de austenita retida foi calculada usando a Fórmula (5) para cada uma das combinações (2  3 = 6 conjuntos) de cada plano de  fase e cada plano de  fase.
Então, um valor médio das razões volumétricas V da austenita retida dos seis conjuntos foi definido como a razão volumétrica (%) da austenita retida.
10 V = 100/{1 + (I  R)/(I  R)} (5) Neste documento, presume-se que R no (200) plano de  fase foi 15,9, R no (211) plano de  fase foi 29,2, R no (200) plano de  fase foi 35,5, R no (220) plano de  fase foi 20,8 e R no (311) plano de  fase foi 21,8.
[0184] Usando a razão volumétrica obtida (%) da austenita retida, a razão 15 volumétrica total (%) de ferrita e martensita na microestrutura foi calculada pela Fórmula (6) a seguir.
A razão volumétrica total de ferrita e martensita = 100 - razão volumétrica de austenita retida (6)
[0185] "F + M razão volumétrica total (%)" na Tabela 2 mostra a razão 20 volumétrica total (%) de ferrita e martensita. Em consequência da medição, nos tubos de aço sem costura de todos os números de teste, a razão volumétrica total de ferrita e martensita foi 80% ou mais e o balanço foi austenita retida.
[0186] [Teste de confirmação da estrutura em camadas] Um grau de desenvolvimento da estrutura em camadas no campo de 25 visualização de observação da direção L e um grau de desenvolvimento da estrutura em camadas no campo de visualização de observação da direção C foram medidos pelo método a seguir.
[0187] [Estrutura em camadas no campo de visualização de observação da direção L] 30 Retirou-se uma amostra que foi localizada em uma posição central na direção T (direção de espessura de parede) do tubo de aço sem costura de cada número de teste e tinha uma seção transversal (seção transversal de direção L) incluindo a direção L e a direção T. Seção transversal da direção L foi plana incluindo a direção L e a direção T. O tamanho da seção transversal da direção L 5 foi a direção L: 5 mm  direção T: 5 mm. Uma amostra foi retirada de modo que a posição central da seção transversal da direção L na direção T coincide substancialmente com a posição central do tubo de aço sem costura na direção T (direção de espessura de parede). Após a seção transversal da direção L ter sido polida por espelhamento, a seção transversal da direção L foi imersa em uma 10 solução de corrosão de Vilella durante 10 segundos para revelar a microestrutura por corrosão. Foi realizado um teste de confirmação da estrutura em camadas sobre a seção transversal da direção L corroída usando um microscópio óptico com uma ampliação de 1000 vezes.
[0188] No teste de confirmação da estrutura em camadas, na seção 15 transversal da direção L corroída, um campo de visualização de observação da direção L, que foi de 100 m na direção L e 100 m na direção T, foi selecionada em 10 locais. No campo de visualização de observação da direção L, martensita e ferrita foram diferenciadamente baseadas em contraste. Em cada campo de visualização de observação da direção L, martensita e ferrita foram identificadas 20 com base em contraste.
[0189] Adicionalmente, em cada campo de visualização de observação da direção L, os segmentos de linha TL1 e TL4 prolongando-se na direção T foram dispostos em intervalos iguais na direção L para dividir o campo de visualização de observação da direção L em 5 partes iguais na direção L. Adicionalmente, os 25 segmentos de linha L1 a L4 prolongando-se na direção L foram dispostos em intervalos iguais na direção T para dividir o campo de visualização de observação da direção L em 5 partes iguais na direção T. O número de interseções entre os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita no campo de visualização de observação da direção L foi contado e definido como o número de interseções NT L.
30 O número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita no campo de visualização de observação da direção L foi contato e definido como o número de interseções NL. O índice de camada LIL = NTL/NL foi obtido usando o número de interseções NTL obtido e o número de interseções NL. Um valor médio de 10 do número de interseções NTL obtido em cada um dos campos 5 de visualização de observação da direção L em 10 locais foi definido como o número de interseções NTL no tubo de aço sem costura do número de teste. O valor médio de 10 dos índices de camada LIL obtidos em cada um dos campos de visualização de observação da direção L em 10 locais foi definido como o índice de camada LIL no tubo de aço sem costura do número de teste. O número de 10 interseções NTL obtido, o número de interseções NL obtido e o índice de camada LIL obtido são mostrados na Tabela 2.
[0190] [Estrutura em camadas no campo de visualização de observação da direção C] Retirou-se uma amostra que foi localizada em uma posição central na 15 direção T (direção de espessura de parede) de um tubo de aço sem costura de cada número de teste e tinha uma seção transversal (seção transversal de direção C) incluindo a direção C e a direção T. A seção transversal da direção C foi um plano incluindo a direção C e a direção T. O tamanho da seção transversal da direção C foi a direção C: 5 mm  direção T: 5 mm. Uma amostra foi retirada de 20 modo que a posição central da seção transversal da direção C na direção T coincide substancialmente com a posição central do tubo de aço sem costura na direção T (direção de espessura de parede). Após a seção transversal da direção C ter sido polida por espelhamento, a seção transversal da direção C foi imersa em uma solução de corrosão de Vilella durante 10 segundos para revelar a microestrutura 25 por corrosão. Foi realizado um teste de confirmação da estrutura em camadas sobre a seção transversal da direção C corroída usando um microscópio óptico com uma ampliação de 1000 vezes.
[0191] No teste de confirmação da estrutura em camadas, na seção transversal da direção C corroída, um campo de visualização de observação da 30 direção C arbitrário de 100 m na direção C e 100 m na direção T, foi selecionada em 10 locais. Em cada campo de visualização de observação da direção C, martensita e ferrita foram diferenciadamente baseadas em contraste. Em cada campo de visualização de observação da direção C, martensita e ferrita foram identificadas com base em contraste.
5 [0192] Adicionalmente, em cada campo de visualização de observação da direção C, os segmentos de linha TC1 e TcL4 prolongando-se na direção T foram dispostos em intervalos iguais na direção C para dividir o campo de visualização de observação da direção C em 5 partes iguais na direção C. Adicionalmente, os segmentos de linha C1 a C4 prolongando-se na direção C foram dispostos em 10 intervalos iguais na direção T para dividir o campo de visualização de observação da direção C em 5 partes iguais na direção T. O número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita no campo de visualização de observação da direção C foi contado e definido como o número de interseções NT C.
O número de interseções entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de 15 ferrita no campo de visualização de observação da direção C foi contato e definido como o número de interseções NC. O índice de camada LI C = NTC/NC foi obtido usando o número de interseções NTC obtido e o número de interseções NC. Um valor médio de 10 do número de interseções NTC obtido em cada um dos campos de visualização de observação da direção C em 10 locais foi definido como o 20 número de interseções NTC no tubo de aço sem costura do número de teste.
Adicionalmente, um valor médio de 10 dos índices de camada LIC obtidos em cada um dos campos de visualização de observação da direção C em 10 locais foi definido como o índice de camada LIC no tubo de aço sem costura do número de teste. O número de interseções NTC obtido, o número de interseções NC obtido e 25 o índice de camada LIC obtido são mostrados na Tabela 2.
[0193] Quando (II) e (III) foram satisfeitos na microestrutura, ou seja, quando (II) o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L foi 38 ou superior e NTL/NL foi 1,80 ou superior, adicionalmente (III) o número de interseções NTC no campo de visualização de observação da direção C 30 foi 30 ou superior e NTC/NC foi 1,70 ou superior, julgou-se que a seção transversal da direção L e a seção transversal da direção C tinham uma estrutura em camadas na microestrutura (descria como “em camadas” na coluna “Determinação da microestrutura” da Tabela 2). Por outro lado, quando qualquer um dentre (II) e (III) não foi satisfeito na microestrutura, julgou-se que a microestrutura não foi uma 5 estrutura em camadas (descrita como “sem camadas” na coluna “Determinação da microestrutura” da Tabela 2).
[0194] [Teste de tração] Foi retirada uma amostra de tração de barra redonda da posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura de cada número de 10 teste. O diâmetro da porção paralela da amostra de tração da barra redonda foi 4 mm e o comprimento da porção paralela foi 35 mm. A direção longitudinal da amostra de barra redonda foi paralela à direção do eixo de tubo (direção L) do tubo de aço sem costura. Usando cada amostra de tração de barra redonda, foi realizado um teste de tração a temperatura ambiente (20  15C) na atmosfera para 15 determinar o limite de escoamento (MPa). Especificamente, a aproximação de limite elástico de deslocamento 0,2% obtida no teste de tração foi definida como o limite de escoamento. O limite de escoamento (MPa) obtido é mostrado na coluna “Limite de escoamento” da Tabela 2.
[0195] [Teste de avaliação de tenacidade a baixa temperatura] 20 Foi retirada uma amostra de nó em V de acordo com a API 5CRA/ISO 13680 TABELA A. 5 a partir de uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura de cada número de teste. Usando a amostra, um teste de impacto Charpy foi realizado de acordo com a ASTM A370-18, e energia absorvida (J) a -10C foi determinada. Os resultados obtidos são mostrados na coluna 25 “Energia absorvida” da Tabela 2.
[0196] [Teste de usinabilidade a quente] Um teste de usinabilidade a quente (teste Gleeble) foi realizado usando um tarugo redondo de cada número de aço. Especificamente, uma pluralidade de amostras cada uma tendo um diâmetro de 10 mm e um comprimento 30 de 130 mm foram cortadas do tarugo em cada número de aço. O eixo central da amostra coincide com o eixo central do tarugo redondo. Usando um forno de aquecimento de indução de alta frequência, a amostra foi aquecida a 1250C em 3 minutos e então mantido a 1250C durante 3 minutos. Portanto, cada uma da pluralidade de amostras do número de aço foi resfriada em 1250C, 1200C, 5 1100C e 1000C a uma taxa de 100C/seg, e, portanto, foi realizado um teste de tração a uma taxa de tração de 10 seg -1 para arrancá-las. Em cada temperatura (1250C, 1200C, 1100C, 1000C), a razão de redução de área da amostra desgastada foi determinada. Se a razão de redução de área obtida foi 70,0% ou superior em qualquer temperatura, julgou-se que o material de aço do número de 10 aço tinha excelente usinabilidade a quente (denotada como “E” (Excelente) na coluna “Usinabilidade a quente” da Tabela 2). Por outro lado, quando a razão de redução de área foi inferior a 70,0% em qualquer intervalo de temperatura, julgou- se que a usinabilidade a quente foi ruim (denotada como “NA” (Não Aceita) na coluna “Usinabilidade a Quente” da Tabela 2).
15 [0197] [Resultados do Teste] A Tabela 2 mostra os resultados do teste.
[0198] Referindo-se às Tabelas 1 e 2, as composições químicas dos tubos de aço sem costura dos Testes N° 1 a 15 eram apropriadas e satisfaziam a Fórmula (1) e a Fórmula (2). Além disso, as condições de produção também foram 20 adequadas. Portanto, na microestrutura do tubo de aço sem costura de cada número de teste, a razão volumétrica total de ferrita e martensita foi 80% ou superior, com o balanço sendo austenita retida. Adicionalmente, o número de interseções NTL no campo de visualização de observação da direção L foi 38 ou superior e NTL/NL foi 1,80 ou superior e, adicionalmente, o número de interseções 25 NTC no campo de visualização de observação da direção C foi 30 ou superior e NTC/NC foi 1,70 ou superior. Ou seja, nas microestruturas nos tubos de aço sem costura dos Números de Teste 1 a 15, a estrutura em camadas tinha se desenvolvido suficientemente na seção transversal da direção L e a na seção transversal da direção C. Em consequência disto, o limite de escoamento foi 862 30 MPa ou superior e a usinabilidade a quente suficiente foi obtida. Adicionalmente,
energia absorvida a -10C foi 150 J ou superior, atingindo, assim, excelente tenacidade a baixa temperatura.
[0199] Por outro lado, nos Testes de Número 16 a 25, embora a temperatura de aquecimento T fosse adequada, FA não satisfez a Fórmula (A) na laminação por 5 perfuração. Por este motivo, nos Testes de Número 16 a 25, pelo menos, NT C/NC no campo de visualização de observação da direção C foi menor do que 1,70. Ou seja, nas microestruturas dos tubos de aço sem costura dos Testes de Número 16 a 25, a estrutura em camadas não tinha se desenvolvido suficientemente, pelo menos, na seção transversal da direção C. Em consequência disto, a energia 10 absorvida a -10C foi inferior a 150 J, exibindo tenacidade a baixa temperatura ruim.
[0200] Observe que nos Testes de Número 16 a 20, nas microestruturas, embora NTL/NL no campo de visualização de observação da direção L foi 1,80 ou superior, NTC/NC no campo de visualização de observação da direção C foi inferior a 1,70. Por este motivo, a energia absorvida a -10C foi inferior a 150 J, exibindo 15 tenacidade a baixa temperatura ruim.
[0201] Nos Testes de Número 26 a 29, a temperatura de aquecimento foi muito alta. Por este motivo, na microestrutura, NTL/NL no campo de visualização de observação da direção L foi inferior a 1,80 e NTC/NC no campo de visualização de observação da direção C foi inferior a 1,70. Em consequência disto, a energia 20 absorvida a -10C foi inferior a 150 J, exibindo tenacidade a baixa temperatura ruim.
[0202] No Teste de Número 30, o teor de TSi era muito alto. Por este motivo, na microestrutura, NTL/NL no campo de visualização de observação da direção L foi inferior a 1,80 e NTC/NC no campo de visualização de observação da direção C foi inferior a 1,70. Em consequência disto, a energia absorvida a -10C foi inferior 25 a 150 J, exibindo tenacidade a baixa temperatura ruim.
[0203] No Teste de Número 31, o teor de Nb era muito alto. Por este motivo, na microestrutura, NTL/NL no campo de visualização de observação da direção L foi inferior a 1,80 e NTC/NC no campo de visualização de observação da direção C foi inferior a 1,70. Em consequência disto, a energia absorvida a -10C foi inferior 30 a 150 J, exibindo tenacidade a baixa temperatura ruim.
[0204] Nos Teste de Número 32 e 33, embora o teor de cada elemento na composição química fosse adequado, F2 não satisfez a Fórmula (2). Por este motivo, a usinabilidade a quente não foi obtida.
[0205] No Teste de Número 34, embora cada teor de elemento na 5 composição química fosse adequado, F1 não satisfez a Fórmula (1). Por este motivo, na microestrutura, NTL/NL no campo de visualização de observação da direção L foi inferior a 1,80 e/ou NTC/NC no campo de visualização de observação da direção C foi inferior a 1,70. Em consequência disto, a energia absorvida a - 10C foi inferior a 150 J, exibindo tenacidade a baixa temperatura ruim.
10 [0206] As modalidades da presente invenção foram descritas até agora. No entanto, as modalidades descritas acima são meros exemplos para a prática da presente invenção. Portanto, a presente invenção não será limitada às modalidades descritas acima e pode ser praticada modificando adequadamente as modalidades descritas acima dentro de um intervalo que não se afaste do seu 15 espírito.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
[0207] O tubo de aço sem costura da presente modalidade é amplamente aplicável em aplicações onde a elevada resistência e tenacidade à baixa temperatura são requeridas. O tubo de aço sem costura de acordo com a presente 20 modalidade pode ser usado, por exemplo, como um tubo de aço para geração de energia geotérmica e um tubo de aço para plantas químicas. O tubo de aço sem costura de acordo com a presente modalidade é particularmente adequado para aplicações de poço de petróleo. Os tubos de aço sem costura para aplicações de poço de petróleo são, por exemplo, tubos de revestimento, tubos de tubulação e 25 tubos de perfuração.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA
[0208] 1 Tubo de aço sem costura 10 Ferrita 20 Martensita 30 50 Campo de visualização de observação da direção L
60 Campo de visualização de observação da direção C
Segmentos de linhaTL1 a TL4, TC1 a TC4
Segmentos de linha L1 a L4, C1 a C4
FB Interface de ferrita
5 1L Seção transversal da direção L
1C Seção transversal da direção C

Claims (6)

REIVINDICAÇÕES
1. Tubo de aço sem costura, caracterizado pelo fato de que compreende: uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,050% ou menos, Si: 0,50% ou menos, Mn: 0,01 a 0,20%, P: 0,025% ou menos, S: 0,0150% ou menos, Cu: 0,09 a 3,00%, Cr: 15,00 a 18,00%, Ni: 4,00 a 9,00%, Mo: 1,50 a 4,00%, Al: 0,040% ou menos, N: 0,0150% ou menos, Ca: 0,0010 a 0,0040%, Ti: 0,020% ou menos, Nb: 0,020% ou menos, V: 0 a 0,20%, Co: 0 a 0,30%, W: 0 a 2.00%, e o balanço: Fe e impurezas, e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2), em que quando uma direção do eixo do tubo do tubo de aço sem costura é definida como uma direção L, uma direção de espessura de parede é definida como uma direção T, e uma direção perpendicular à direção L e a direção T é definida como uma direção C, uma microestrutura satisfaz a seguir (I) a (III): (I) A microestrutura consiste, em uma razão volumétrica total, 80% ou mais de ferrita e martensita, com o balanço sendo austenita retida;
(II) Em um campo de visualização de observação na direção L de uma forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção L é 100
m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento,
quando quatro segmentos de linha que se prolongam na direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção L e dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção L são definidos como segmentos de linha TL1 a TL4,
quatro segmentos de linha que se prolongam na direção L e que estão dispostos em intervalos iguais na direção T e dividem o campo de visualização de observação da direção L em cinco partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha L1 a L4, e uma interface entre a ferrita e martensita é definida como uma interface de ferrita,
um número de interseções NTL que é um número de interseções entre os segmentos de linha TL1 a TL4 e a interface de ferrita é 38 ou mais, e um número de interseções NL, que é um número de interseções entre os segmentos de linha L1 a L4 e a interface de ferrita, e o número de interseções
NTL satisfaz a Fórmula (3);
(III) Em um campo de visualização de observação na direção C de uma forma quadrada que está localizada em uma posição central da espessura de parede do tubo de aço sem costura, e cuja lateral prolonga-se na direção C é 100
m de comprimento e cuja lateral prolonga-se na direção T é 100 m de comprimento,
quando quatro segmentos de linha que se prolongam na direção T e que estão dispostos em intervalos iguais na direção C e dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção C são definidos como segmentos de linha TC1 a TC4, e quatro segmentos de linha que se prolongam na direção C e que estão dispostos em intervalos iguais na direção T e dividem o campo de visualização de observação da direção C em cinco partes iguais na direção T são definidos como segmentos de linha C1 a C4, um número de interseções NTC que é o número de interseções entre os segmentos de linha TC1 a TC4 e a interface de ferrita é 30 ou mais, e um número de interseções NC que é o número de interseções entre os segmentos de linha C1 a C4 e a interface de ferrita, e o número de interseções NTC satisfaz a Fórmula (4): 156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  12,5 (1) Ca/S  4,0 (2) NTL/NL  1,80 (3) NTC/NC  1,70 (4) onde, cada símbolo do elemento nas Fórmulas (1) e (2) é substituído pelo teor (% em massa) de um elemento correspondente.
2. Tubo de aço sem costura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição química contém V: 0,01 a 0,20%.
3. Tubo de aço sem costura, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a composição química contém: um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,10 a 0.30%, e W: 0,02 a 2,00%.
4. Método para produzir um tubo de aço sem costura, caracterizado pelo fato de que compreende: uma etapa de aquecimento para aquecer uma matéria-prima tendo uma composição química que consiste em,
em % em massa,
C: 0,050% ou menos,
Si: 0,50% ou menos,
Mn: 0,01 a 0,20%,
P: 0,025% ou menos,
S: 0,0150% ou menos,
Cu: 0,09 a 3,00%,
Cr: 15,00 a 18,00%,
Ni: 4,00 a 9,00%,
Mo: 1,50 a 4,00%,
Al: 0,040% ou menos,
N: 0,0150% ou menos,
Ca: 0,0010 a 0,0040%,
Ti: 0,020% ou menos,
Nb: 0,020% ou menos,
V: 0 a 0,20%,
Co: 0 a 0,30%,
W: 0 a 2.00%, e o balanço: Fe e impurezas,
e satisfazendo as Fórmulas (1) e (2) em uma temperatura de aquecimento T de 1200 a 1260C durante t horas;
uma etapa de laminação por perfuração para laminar por perfuração a matéria-prima que foi aquecida na etapa de aquecimento sob uma condição satisfazendo a Fórmula (A) para produzir uma casca oca;
uma etapa de laminação por alongamento para alongar e laminar a casca oca;
uma etapa de têmpera para temperar a casca oca após a etapa de laminação por alongamento em uma temperatura de têmpera de 850 a 1150C; e uma etapa de revenimento para revenir a casca oca após a etapa de têmpera em uma temperatura de revenimento de 400 a 700C:
156Al + 18Ti + 12Nb + 11Mn + 5V + 328,125N + 243,75C + 12,5S  12,5 (1) Ca/S  4,0 (2) 0,057X - Y < 1720 (A) onde, X na Fórmula (A) é definido pela seguinte Fórmula (B): X = (T + 273)  {20 + log(t)} (B) onde, T é uma temperatura de aquecimento (C) da matéria-prima, e te é um tempo de espera (hora) na temperatura de aquecimento T, uma razão de redução de área Y (%) na Fórmula (A) é definida pela Fórmula (C): Y = {1 - (área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da casca oca após laminação por perfuração/área transversal perpendicular à direção do eixo de tubo da matéria-prima antes da laminação por perfuração)}  100 (C)
5. Método para produzir um tubo de aço sem costura, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a composição química contém V: 0,01 a 0,20%.
6. Método para produzir um tubo de aço sem costura, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a composição química contém: um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,10 a 0.30%, e W: 0,02 a 2,00%.
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B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 09/07/2019, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS