BR112021013441A2 - Material de aço adequado para uso em ambiente ácido - Google Patents

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Hiroki KAMITANI
Yohei Otome
Atsushi Soma
Taro OE
Nobuaki Komatsubara
Shinji Yoshida
Yuji Arai
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Nippon Steel Corporation
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Abstract

material de aço adequado para uso em ambiente ácido. para fornecer um material de aço com limite de escoamento de grau 110 ksi e excelente resistência ssc. um material de aço de acordo com a presente divulgação tem uma composição química que consiste em, em % em massa: c: 0,20 a 0,45%, si: 0,05 a 1,00%, mn: 0,01 a 1,00%, p: 0,030% ou menos, s: 0,0050% ou menos, al: 0,005 a 0,100%, cr: 0,60% a 1,50%, mo: mais do que 1,00% a 2,00%, ti: 0,002 a 0,020%, v: 0,05 a 0,30%, nb: 0,005 a 0,100%, b: 0,0005 a 0,0040%, n: 0,0100% ou menos, o: menos que 0,0020%, e o balanço sendo fe e impurezas, e satisfazendo a fórmula (1) descrita no relatório descritivo. um diâmetro de grão de um grão austenítico a priori é de 11,0 micrômetros ou menos, e uma área média de precipitado que é precipitado em um contorno de grão austenítico a priori é de 10,0x10^-3 micrômetros^2 ou menos. um limite de escoamento é de 758 a 862 mpa.

Description

MATERIAL DE AÇO ADEQUADO PARA USO EM AMBIENTE ÁCIDO CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente divulgação refere-se a um material de aço, e mais 5 particularmente a um material de aço adequado para uso em um ambiente ácido.
TÉCNICA ANTERIOR
[0002] Devido ao aprofundamento dos poços de petróleo e poços de gás (de acordo com este documento, poços de petróleo e poços de gás são 10 coletivamente referidos como “poços de petróleo”), há uma demanda para aumento da resistência de materiais de aço de poço de petróleo representado por tubos de aço de poço de petróleo. Especificamente, tubos de aço de poço de petróleo de grau 80 ksi (o limite de escoamento é 80 a menos de 95 ksi, ou seja, 552 a menos de 655 MPa) e de grau 95 ksi (o limite de escoamento é de 95 a 15 menos de 110 ksi, ou seja, 655 a menos de 758 MPa) estão sendo amplamente utilizados e, recentemente, também estão começando a ser feitos pedidos para tubos de aço de 110 ksi (limite de escoamento é 110 a 125 ksi, ou seja, 758 a 862 MPa).
[0003] 20 A maioria dos poços profundos está em um ambiente ácido que contém sulfeto de hidrogênio corrosivo. Na presente descrição, um ambiente ácido significa um ambiente que contém sulfeto de hidrogênio, e que é acidificado. Observe que um ambiente ácido pode conter dióxido de carbono. Tubos de aço de poço de petróleo usados em um ambiente corrosivo devem ter não apenas alta 25 resistência, mas também resistência à trincamento por tensão de sulfetos (neste documento referida como “resistência SSC”).
[0004] Uma técnica para aumentar a resistência SSC de um material de aço, como um tubo de aço de poço de petróleo, é divulgada na Publicação do 30 Pedido de Patente Japonesa N° 62-253720 (Literatura Patentária 1), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 59-232220 (Literatura Patentária 2), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 06-322478 (Literatura Patentária 3), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 08-311551 (Literatura Patentária 4), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2000-256783 5 (Literatura Patentária 5), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2000- 297344 (Literatura Patentária 6), Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2005-350754 (Literatura Patentária 7), Publicação Nacional do Pedido de Patente Internacional N° 2012-519238 (Literatura Patentária 8) e Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 2012-26030 (Literatura Patentária 9). 10 [0005] A Literatura Patentária 1 propõe um método para aumentar a resistência SSC do aço para poço de petróleo ao reduzir impurezas como Mn e P. A Literatura Patentária 2 propõe um método para aumentar a resistência SSC do aço ao realizar têmpera duas vezes para tornar o grão fino. 15 [0006] A Literatura Patentária 3 propõe um método para aumentar a resistência SSC de um material de aço com grau 125 ksi ao tornar a microestrutura do aço fina por tratamento térmico por indução. A Literatura Patentária 4 propõe um método para aumentar a resistência SSC de um tubo de 20 aço com grau 110 a 140 ksi ao aumentar a temperabilidade do aço utilizando um processo de têmpera direta e também aumentando uma temperatura de revenimento.
[0007] A Literatura Patentária 5 e a Literatura Patentária 6 propõem um 25 método para aumentar a resistência SSC do aço para produtos tubulares petrolíferos de baixa liga com grau 110 a 140 ksi ao controlar a morfologia do carboneto. A Literatura Patentária 7 propõe um método para aumentar a resistência SSC de um material de aço com grau 125 ksi ou mais ao controlar a densidade de deslocamento e um coeficiente de difusão de hidrogênio a valores 30 predeterminados. A Literatura Patentária 8 propõe um método para aumentar a resistência SSC de aço com grau 125 ksi ao realizar a têmpera uma pluralidade de vezes em aço de baixa liga que contém C de 0,3 a 0,5%. A Literatura Patentária 9 propõe um método para controlar a morfologia e o número de carbonetos ao adotar um processo de revenimento com tratamento térmico de 5 dois estágios. Mais especificamente, na Literatura Patentária 9, uma densidade numérica de M3C ou M2C de tamanho grande é suprimida para aumentar a resistência SSC do aço com grau 125 ksi.
LISTA DE CITAÇÕES
LITERATURA PATENTÁRIA 10 [0008] [Literatura Patentária 1] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 62- 253720 [Literatura Patentária 2] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 59- 232220 15 [Literatura Patentária 3] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 06- 322478 [Literatura Patentária 4] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 08- 311551 [Literatura Patentária 5] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 20 2000-256783 [Literatura Patentária 6] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2000-297344 [Literatura Patentária 7] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2005-350754 25 [Literatura Patentária 8] Publicação Nacional do Pedido de Patente Internacional N° 2012-519238 [Literatura Patentária 9] Publicação do Pedido de Patente Japonesa n° 2012-26030
SUMÁRIO DA INVENÇÃO 30 PROBLEMA TÉCNICO
[0009] No entanto, um material de aço (um tubo de aço de poço de petróleo, por exemplo) apresentando limite de escoamento de 110 ksi (758 a 862 MPa) e excelente resistência SSC pode ser obtido por uma técnica diferente das 5 técnicas divulgadas nas Literaturas Patentárias 1 a 9 mencionadas acima.
[0010] É um objetivo da presente divulgação fornecer um material de aço que tenha limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) e também tenha 10 excelente resistência SSC em um ambiente ácido.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA
[0011] Um material de aço de acordo com a presente divulgação tem uma composição química que consiste em, em % em massa: C: 0,20 a 0,45%, Si: 0,05 15 a 1,00%, Mn: 0,01 a 1,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0050% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,60% a 1,50%, Mo: mais do que 1,00% a 2,00%, Ti: 0,002 a 0,020%, V: 0,05 a 0,30%, Nb: 0,005 a 0,100%, B: 0,0005 a 0,0040%, N: 0,0100% ou menos, O: menos que 0,0020%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, Cu: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0,50%, Co: 0 20 a 0,50%, e W: 0 a 0,50%, com o balanço sendo Fe e impurezas, e satisfazendo a Fórmula (1). Na microestrutura do material de aço, um diâmetro de grãos de um grão austenítico a priori é de 11,0 m ou menos. Uma área média de precipitado que é precipitado em um contorno de grão austenítico a priori é de 10,010-3 m2 ou menos no material de aço. Um limite de escoamento do material de aço é 758 25 a 862 MPa. 2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo3,90(1) onde teor (% em massa) de um elemento correspondente é substituído por um símbolo de elemento na Fórmula (1), e quando o elemento correspondente não está contido, "0" é substituído pelo símbolo do elemento. 30 EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
[0012] O material de aço de acordo com a presente divulgação tem limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) e também tem excelente resistência SSC em um ambiente ácido. 5 BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0013] [FIG. 1] A FIG. 1 é uma vista que mostra a relação entre o teor de Mo e o diâmetro de grão a priori-.
DESCRIÇÃO DA MODALIDADE 10 [0014] Os presentes inventores conduziram investigações e estudos relativos a um método para obtenção de resistência SSC excelente de um material de aço que se espera que seja usado em um ambiente ácido, mantendo um limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi). Como resultado, os 15 seguintes resultados são obtidos.
[0015] Aumentar a densidade de deslocamento no material de aço aumenta o limite de escoamento YS do material de aço. Enquanto isso, existe a possibilidade de que deslocamentos no material de aço ocluam o hidrogênio. 20 Portanto, quando a densidade de deslocamento no material de aço é aumentada, a quantidade de hidrogênio ocluído pelo material de aço pode ser aumentada. Quando a concentração de hidrogênio no material de aço é aumentada em decorrência de um aumento na densidade de deslocamento, alta resistência pode ser obtida, mas a resistência SSC do material de aço é reduzida. 25 Consequentemente, para atingir o limite de escoamento de grau 110 ksi e excelente resistência SSC, não é preferível aumentar a resistência usando a densidade de deslocamento.
[0016] Em vista do acima exposto, os presentes inventores consideraram 30 que quando o limite de escoamento de um material de aço é aumentado usando um método diferente de um aumento na densidade de deslocamento do material de aço, resistência SSC excelente pode ser obtida mesmo se o limite de escoamento do material de aço for aumentado para grau 110 ksi.
[0017] 5 Especificamente, os presentes inventores consideraram que um material de aço com a composição química incluindo, em % em massa: C: 0,20 a 0,45%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,01 a 1,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0050% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,60 a 1,50%, Ti: 0,002 a 0,020%, V: 0,05 a 0,30%, Nb: 0,005 a 0,100%, B: 0,0005 a 0,0040%, N: 0,0100% ou menos, O: 10 menos que 0,0020%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, Cu: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0,50%, Co: 0 a 0,50%, e W: 0 a 0,50%, pode atingir limite de escoamento de grau 110 ksi e resistência SSC.
[0018] Os presentes inventores consideraram ainda que quando Mo está 15 contido além da composição química acima mencionada, o carboneto de liga é formado e, portanto, o limite de escoamento pode ser aumentado sem aumentar a densidade de deslocamento excessivamente. Consequentemente, os presentes inventores produziram vários materiais de aço onde Mo é adicionado à composição química acima mencionada e investigaram as características dos 20 materiais de aço. Como resultado, os presentes inventores descobriram recentemente que, no material de aço com a composição química acima mencionada, o teor de Mo e o diâmetro de grão do grão austenítico a priori (neste documento, também referido como “grão a priori-”) têm dependências.
[0019] 25 Especificamente, a relação entre o teor de Mo e um diâmetro de grão a priori- será descrita com referência a um desenho. A FIG. 1 é uma vista que mostra a relação entre o conteúdo de Mo e um diâmetro de grão a priori-. A FIG. 1 é formada usando teores de Mo (% em massa) e diâmetros de grão a priori- (m) adquiridos por observação de microestrutura descrita posteriormente 30 com respeito a materiais de aço que têm a composição química diferente do teor de Mo que satisfaça o intervalo da composição química acima mencionada, e que são produzidos por um método de produção preferencial descrito posteriormente em um exemplo que será descrito posteriormente. Na presente descrição, “diâmetro de grão a priori-” significa o diâmetro de grão de um grão a priori- 5 obtido por um método em conformidade com um método de comparação definido em ASTM E112-10.
[0020] Referindo-se à FIG. 1, quando o teor de Mo aumenta, o diâmetro de grão a priori- é drasticamente reduzido. Tornou-se aparente que, no material de 10 aço com a composição química acima mencionada, quando o teor de Mo torna-se mais de 1,00%, é obtido um efeito vantajoso notável de redução de um diâmetro de grão a priori- para 11,0 m ou menos. Além disso, quando um grão a priori- é fino, o material de aço pode aumentar o limite de escoamento e a resistência SSC. Consequentemente, a composição química do material de aço de acordo 15 com a presente modalidade contém Mo de mais de 1,00% a 2,00% além da composição química acima mencionada. Nesse caso, o diâmetro de grão a priori-  no material de aço torna-se 11,0 m ou menos.
[0021] Os presentes inventores consideram a razão como segue. No caso 20 em que o material de aço com a composição química acima mencionada contém Mo de mais de 1,00 a 2,00%, existe a possibilidade de que o Mo dissolvido no material de aço se separe nos contornos de grão austenítico durante o aquecimento em um processo de têmpera. Consequentemente, o Mo dissolvido segregado nos contornos de grão austenítico suprime o movimento dos contornos 25 de grão. Como resultado, o grão austenítico é impedido de ser facilmente engrossado durante o aquecimento em um processo de têmpera e, portanto, considera-se que o grão a priori- no qual o revenimento é realizado é tornado fino.
[0022] 30 Enquanto isso, para fazer com que o material de aço com a composição química acima mencionada obtenha limite de escoamento de grau 110 ksi, é preferível maior temperabilidade do material de aço. Na presente descrição, F1 é definido como 2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo. F1 é o índice 5 da temperabilidade do material de aço. Quando F1 é muito baixo, pode haver um caso em que não seja possível obter temperabilidade suficiente do material de aço, de modo que não seja possível obter limite de escoamento de grau 110 ksi. Consequentemente, o material de aço de acordo com a presente modalidade tem a composição química acima mencionada e, além disso, tem F1 de 3,90 ou mais. 10 [0023] Portanto, o material de aço de acordo com a presente modalidade tem uma composição química que consiste em, em % em massa: C: 0,20 a 0,45%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,01 a 1,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0050% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,60% a 1,50%, Mo: mais do que 1,00% a 2,00%, 15 Ti: 0,002 a 0,020%, V: 0,05 a 0,30%, Nb: 0,005 a 0,100%, B: 0,0005 a 0,0040%, N: 0,0100% ou menos, O: menos que 0,0020%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, Cu: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0,50%, Co: 0 a 0,50%, W: 0 a 0,50%, e o balanço sendo Fe e impurezas, e o F1 acima mencionado é 3,90 ou mais. Além disso, na microestrutura do material 20 de aço de acordo com a presente modalidade, um diâmetro de grão a priori- é de 11,0 m ou menos.
[0024] No entanto, no material de aço com a composição química acima mencionada e o diâmetro de grão a priori- de 11,0 m ou menos, quando é feita 25 uma tentativa de obter limite de escoamento de grau 110 ksi, pode haver um caso em que uma grande quantidade de carboneto grosso é precipitada no material de aço. Como resultado de uma investigação adicional realizada pelos presentes inventores, verificou-se que, quando uma grande quantidade de carboneto grosso é precipitada no material de aço com a composição química acima mencionada, o 30 material de aço pode não obter excelente resistência SSC em um ambiente ácido.
[0025] Consequentemente, os presentes inventores discutiram em mais detalhes com respeito ao carboneto que reduz a resistência SSC no material de aço com a composição química acima mencionada. Como resultado, os 5 seguintes resultados foram obtidos. O carboneto grosso é capaz de formar concentradores de tensão e promover a propagação de trincas causadas por SSC. Portanto, foi considerado que a redução do carboneto grosso aumenta a resistência SSC de um material de aço.
[0026] 10 No entanto, como resultado da discussão detalhada realizada pelos presentes inventores, os presentes inventores descobriram que, do carboneto grosso, particularmente, o carboneto grosso que é precipitado nos contornos de grão a priori- pode causar uma redução na resistência SSC de um material de aço. Isto é, os presentes inventores descobriram que a resistência SSC de um 15 material de aço pode ser aumentada não simplesmente reduzindo o carboneto grosso, mas reduzindo o carboneto grosso que é precipitado nos contornos de grão a priori-.
[0027] No material de aço de acordo com a presente modalidade tendo a 20 composição química acima mencionada, a maioria dos precipitados que são precipitados no contorno de grão a priori- são carboneto. Consequentemente, a redução de precipitados grossos que são precipitados nos contornos de grão a priori- pode reduzir o carboneto grosso que é precipitado nos contornos de grão a priori-. 25 [0028] Consequentemente, o material de aço de acordo com a presente modalidade tem a composição química acima mencionada e um diâmetro de grão a priori- de 11,0 m ou menos e, além disso, reduz o carboneto grosso que é precipitado nos contornos de grão a priori-. Especificamente, o material de aço 30 de acordo com a presente modalidade tem a composição química acima mencionada e o diâmetro de grão a priori- de 11,0 m ou menos. Além disso, a área média dos precipitados no contorno de grão a priori- é de 10,010-3 m2 ou menos. Como resultado, o material de aço de acordo com a presente modalidade pode atingir limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) e excelente 5 resistência SSC em um ambiente ácido.
[0029] O material de aço de acordo com a presente modalidade concluído com base nos resultados mencionados acima tem a composição química que consiste em, em % em massa, C: 0,20 a 0,45%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,01 a 10 1,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0050% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,60% a 1,50%, Mo: mais do que 1,00% a 2,00%, Ti: 0,002 a 0,020%, V: 0,05 a 0,30%, Nb: 0,005 a 0,100%, B: 0,0005 a 0,0040%, N: 0,0100% ou menos, O: menos que 0,0020%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, Cu: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0,50%, Co: 0 a 0,50%, e W: 0 15 a 0,50%, com o balanço sendo Fe e impurezas, e satisfazendo a Fórmula (1). Na microestrutura do material de aço, o diâmetro de grãos de um grão austenítico a priori é de 11,0 m ou menos. No material de aço, a área média de precipitados que são precipitados no contorno de grão austenítico a priori é de 10,010-3 m2 ou menos. Um limite de escoamento do material de aço é 758 a 862 MPa. 20 2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo3,90 (1) onde teor (% em massa) de um elemento correspondente é substituído por cada símbolo de um elemento na Fórmula (1), e se um elemento correspondente não estiver contido, "0" é substituído pelo símbolo do elemento do elemento relevante. 25 [0030] Na presente descrição, o material de aço não é particularmente limitado. No entanto, o material de aço pode ser um tubo de aço ou uma placa de aço, por exemplo.
[0031] 30 O material de aço de acordo com a presente modalidade apresenta limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) e excelente resistência SSC.
[0032] A composição química acima mencionada pode conter um ou mais 5 tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ca: 0,0001 a 0,0100%, Mg: 0,0001 a 0,0100%, Zr: 0,0001 a 0,0100%, e metal de terras raras: 0,0001 a 0,0100%.
[0033] 10 A composição química acima mencionada pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Cu: 0,02 a 0,50%, e Ni: 0,02 a 0,50%.
[0034] A composição química acima mencionada pode conter um ou mais 15 tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co: 0,02 a 0,50%, e W: 0,02 a 0,50%.
[0035] O material de aço acima mencionado pode ser um tubo de aço de poço de petróleo. 20 [0036] Na presente descrição, o tubo de aço de poço de petróleo pode ser um tubo de aço que é usado para um tubo de linha ou pode ser um tubo de aço usado para produtos tubulares petrolíferos (OCTG). A forma do tubo de aço de poço de petróleo não é limitada e, por exemplo, o tubo de aço de poço de petróleo 25 pode ser um tubo de aço sem emenda ou um tubo de aço soldado. Os produtos tubulares petrolíferos são, por exemplo, tubos de aço que são usados para uso em revestimento ou tubulação.
[0037] O material de aço acima mencionado pode ser um tubo de aço sem 30 emenda. Quando o material de aço de acordo com a presente modalidade é um tubo de aço sem emenda, mesmo se uma espessura da parede for 15 mm ou mais, o material de aço tem limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) e também tem resistência SSC mais estável em um ambiente ácido.
[0038] 5 A excelente resistência SSC acima mencionada pode ser avaliada especificamente por um método de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e uma prova de flexão de quatro pontos. No método de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005, uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,5% em massa de 10 ácido acético (solução NACE A) a 4C é empregada como um banho de teste. Uma tensão equivalente a 90% da tensão de escoamento real é aplicada ao corpo de prova que é retirado do material de aço de acordo com a presente modalidade, e o corpo de prova é imerso no banho de teste. O banho de teste é desgaseificado, depois disso, gás H2S a 1 atm é soprado no banho de teste para 15 causar a saturação do gás H2S. O banho de teste onde a saturação do gás H2S é causada é mantido por 720 horas a 4C.
[0039] Enquanto isso, na prova de flexão de quatro pontos, a tensão é aplicada a um corpo de prova retirado do material de aço por flexão de quatro 20 pontos de acordo com ASTM G39-99 (2011), de modo que a tensão aplicada ao corpo de prova seja ajustada para 90% da tensão de escoamento real do material de aço. Solução aquosa de cloreto de sódio com 5,0% em massa a 24C é empregada como um banho de teste. O corpo de prova ao qual a tensão é aplicada é imerso no banho de teste na autoclave. O banho de teste é 25 desgaseificado, depois disso, o gás H2S a 20 atm é selado por pressão na autoclave. Após a autoclave ser selada, o banho de teste é agitado por 720 horas a 24C.
[0040] No material de aço de acordo com a presente modalidade, a 30 fissuração não é confirmada após decorridas 720 horas em ambos os métodos acima mencionados de acordo com o “Método A” e a prova de flexão de quatro pontos.
[0041] A partir de agora, um material de aço de acordo com a presente 5 modalidade será descrito em detalhes. A menos que especificado de outra forma, “%” em relação a um elemento significa % em massa.
[0042] [Composição química] A composição química do material de aço de acordo com a presente 10 modalidade contém os seguintes elementos.
[0043] C: 0,20 a 0,45% Carbono (C) aumenta a temperabilidade do material de aço, aumentando assim o limite de escoamento do material de aço. Além disso, C 15 promove esferoidização de carbonetos durante o revenimento em um processo de produção, assim a resistência SSC do material de aço é aumentada. Quando os carbonetos estão dispersos, o limite de escoamento do material de aço aumenta ainda mais. Quando o teor de C for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de C for muito alto, a 20 tenacidade de um material de aço é reduzida e pode ocorrer trincamento por têmpera. Consequentemente, o teor de C está no intervalo de 0,20 a 0,45%. Um limite inferior preferencial do teor de C é de 0,21%, mais preferencialmente é de 0,22% e ainda mais preferencialmente é de 0,25%. Um limite superior preferível do teor de C é 0,40%, mais preferencialmente é 0,38% e ainda mais 25 preferencialmente é 0,35%.
[0044] Si: 0,05 a 1,00% Silício (Si) desoxida o aço. Quando o teor de Si for muito baixo, esse efeito vantajoso não pode ser obtido. Por outro lado, quando o teor de Si for 30 muito alto, a resistência SSC de um material de aço é reduzida.
Consequentemente, o teor de Si está em um intervalo de 0,05 a 1,00%. Um limite inferior preferível do teor de Si é 0,10% e mais preferencialmente é 0,15%. Um limite superior preferível do teor de Si é 0,85%, mais preferencialmente é 0,70% e ainda mais preferencialmente é 0,60%. 5 [0045] Mn: 0,01 a 1,00% Manganês (Mn) desoxida o aço. Mn também aumenta a temperabilidade de um material de aço, assim o limite de escoamento do material de aço é 10 aumentado. Quando o teor de Mn for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de Mn for muito alto, o Mn segrega em contornos de grãos juntamente com impurezas como P e S. Nesse caso, a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Mn está no intervalo de 0,01 a 1,00%. Um limite inferior preferível do teor 15 de Mn é 0,02%, mais preferencialmente é 0,03% e ainda mais preferencialmente é 0,10%. Um limite superior preferível do teor de Mn é 0,80%, mais preferencialmente é 0,70%, ainda mais preferencialmente é 0,65%, ainda mais preferencialmente é menos de 0,60% e ainda mais preferencialmente é 0,55%.
[0046] 20 P: 0,030% ou menos Fósforo (P) é uma impureza. Ou seja, o teor de P é superior a 0%. P segrega nos contornos de grãos e reduz a resistência SSC de um material de aço. Consequentemente, o teor de P é 0,030% ou menos. Um limite superior preferível do teor de P é 0,025% e mais preferencialmente é de 0,020%. 25 Preferencialmente, o teor de P é o mais baixo possível. No entanto, quando o teor de P for excessivamente reduzido, o custo de produção aumenta significativamente. Consequentemente, em consideração à produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de P é 0,0001%, mais preferencialmente é 30 0,0003%, ainda mais preferencialmente é 0,001% e ainda mais preferencialmente é 0,002%.
[0047] S: 0,0050% ou menos Enxofre (S) é uma impureza. Ou seja, o teor de S é superior a 0%. 5 S segrega nos contornos de grãos e reduz a resistência SSC de um material de aço. Consequentemente, o teor de S é 0,0050% ou menos. Um limite superior preferível do teor de S é 0,0040%, mais preferencialmente é 0,0030% e ainda mais preferencialmente é 0,0020%. Preferencialmente, o teor de S é o mais baixo possível. No entanto, quando o teor de S for excessivamente reduzido, o custo 10 de produção aumenta significativamente. Consequentemente, em consideração à produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de P é 0,0001%, e mais preferencialmente é 0,0003%.
[0048] Al: 0,005 a 0,100% 15 Alumínio (Al) desoxida o aço. Quando o teor de Al for muito baixo, esse efeito vantajoso não pode ser obtido, e a resistência SSC de um material de aço é reduzida. Por outro lado, quando o teor de Al for muito alto, inclusões à base de óxido grosso são formadas, e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Al está em um intervalo de 0,005 a 20 0,100%. Um limite inferior preferível do teor de Al é 0,015% e mais preferencialmente é 0,020%. Um limite superior preferível do teor de Al é 0,080% e mais preferencialmente é 0,060%. Na presente descrição, o teor de “Al” significa teor de “Al solúvel em ácido”, ou seja, o teor de “Al sol.”.
[0049] 25 Cr: 0,60 a 1,50% Cromo (Cr) aumenta a temperabilidade do material de aço e aumenta o limite de escoamento do material de aço. Além disso, Cr aumenta a resistência ao amolecimento por revenimento e permite revenimento em alta temperatura. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é 30 aumentada. Quando o teor de Cr for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de Cr é muito alto, carbonetos grossos são formados em contornos de grão a priori- no material de aço. Nesse caso, a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Cr está em um intervalo de 0,60 a 1,50%. Um limite inferior preferencial 5 do teor de Cr é 0,62%, mais preferencialmente é 0,64%, mais preferencialmente é 0,65%, mais preferencialmente é 0,67% e ainda mais preferencialmente é 0,70%. Um limite superior preferível do teor de Cr é 1,40%, mais preferencialmente é 1,30%, ainda mais preferencialmente é 1,20%, ainda mais preferencialmente é 1,10%, ainda mais preferencialmente é de menos de 1,00% e ainda mais 10 preferencialmente é 0,95%.
[0050] Mo: maior do que 1,00 a 2,00% Molibdênio (Mo) aumenta a temperabilidade do material de aço e 15 aumenta o limite de escoamento do material de aço. Além disso, Mo é dissolvido no material de aço e uma parte de Mo dissolvido segregada nos contornos de grão austenítico durante o aquecimento em um processo de têmpera. Como resultado, o diâmetro de grão a priori- no material de aço no qual o revenimento é realizado é reduzido por um efeito de pinagem. Nesse caso, a resistência SSC 20 do material de aço é aumentada. Quando o teor de Mo for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de Mo é muito alto, carbonetos grossos são formados em contornos de grão a priori- no material de aço. Nesse caso, a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Mo está em um intervalo de mais de 1,00 a 2,00%. 25 Um limite inferior preferencial do teor de Mo é 1,01%, mais preferencialmente é 1,05%, mais preferencialmente é 1,10%, mais preferencialmente é 1,15% e ainda mais preferencialmente é 1,20%. Um limite superior preferível do teor de Mo é de 1,90%, mais preferencialmente é 1,80%, ainda mais preferencialmente é 1,75%, ainda mais preferencialmente é 1,70% e ainda mais preferencialmente é 30 1,65%.
[0051] Na composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade, é preferível que o teor de Mo seja menos de 2,00 vezes maior do que o teor de Cr. Quando o teor de Mo é muito alto em relação ao teor 5 de Cr, pode haver um caso em que o grão a priori- do material de aço seja engrossado. A razão para tal fenômeno ainda não está clara. No entanto, no material de aço com a composição química da presente modalidade, quando o teor de Mo seja menos de 2,00 vezes maior do que o teor de Cr, o diâmetro de grão a priori- no material de aço pode ser definido de forma estável para 11,0 m 10 ou menos. Consequentemente, na composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade, é preferível que o teor de Mo seja menos de 2,00 vezes maior do que o teor de Cr.
[0052] 15 Um limite superior preferível da razão do teor de Mo para o teor de Cr (razão Mo/Cr) é de 1,98, mais preferencialmente é 1,95 e ainda mais preferencialmente é 1,90. Um limite inferior preferível da razão Mo/Cr não é particularmente limitado. No entanto, na composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade, o limite inferior da razão Mo/Cr é 20 substancialmente 0,67 ou mais.
[0053] Ti: 0,002 a 0,020% Titânio (Ti) forma nitreto e refina a microestrutura do material de aço pelo efeito de pinagem. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é 25 aumentada. Quando o teor de Ti for muito baixo, esse efeito vantajoso não pode ser obtido. Por outro lado, quando o teor de Ti for muito alto, uma grande quantidade de nitreto de Ti é formada. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Ti está em um intervalo de 0,002 a 0,020%. Um limite inferior preferível do teor de Ti é 0,003% e mais 30 preferencialmente é 0,004%. Um limite superior preferível do teor de Ti é de
0,018% e mais preferencialmente é de 0,015%.
[0054] V: 0,05 a 0,30% Vanádio (V) se combina com C e/ou N para formar carbonetos, 5 nitretos e carbonitretos (neste documento referidos como “carbonitretos e semelhantes”). Carbonitretos e semelhantes refinam a microestrutura do material de aço pelo efeito de pinagem. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é aumentada. V também se combina com C para formar carbonetos finos. Como resultado, o limite de escoamento do material de aço é aumentado. 10 Quando o teor de V for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de V for muito alto, carbonitretos e semelhantes são formados em excesso e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de V está em um intervalo de 0,05 a 0,30%. Um limite 15 inferior preferível do teor de V é de mais de 0,05%, mais preferencialmente é 0,06%, ainda mais preferencialmente é 0,07% e ainda mais preferencialmente é 0,09%. Um limite superior preferível do teor de V é 0,25%, mais preferencialmente é 0,20% e ainda mais preferencialmente é 0,15%.
[0055] 20 Nb: 0,005 a 0,100% Nióbio (Nb) se combina com C e/ou N para formar carbonitretos e semelhantes. Carbonitretos e semelhantes refinam a microestrutura do material de aço pelo efeito de pinagem. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é aumentada. Nb também se combina com C para formar carbonetos finos. 25 Como resultado, o limite de escoamento do material de aço é aumentado. Quando o teor de Nb for muito baixo, esses efeitos vantajosos não podem ser obtidos. Por outro lado, quando o teor de Nb for muito alto, carbonitretos e semelhantes são formados em excesso e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Nb está em um intervalo de 0,005 a 30 0,100%. Um limite inferior preferencial do teor de Nb é 0,007%, mais preferencialmente é 0,010%, mais preferencialmente é 0,012% e ainda mais preferencialmente é 0,015%. Um limite superior preferível do teor de Nb é 0,080%, mais preferencialmente é 0,060%, mais preferencialmente é 0,050%, e ainda mais preferencialmente é 0,030%. 5 [0056] B: 0,0005 a 0,0040% Boro (B) se dissolve no aço, aumentando a temperabilidade do material de aço e aumenta o limite de escoamento do material de aço. Quando o teor de B for muito baixo, esse efeito vantajoso não pode ser obtido. Por outro 10 lado, quando o teor de B for muito alto, nitretos grossos são formadas, e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de B está em um intervalo de 0,0005 a 0,0040%. Um limite inferior preferível do teor de B é 0,0007%, mais preferencialmente é 0,0010% e ainda mais preferencialmente é 15 0,0012%. Um limite superior preferível do teor de B é de 0,0035%, mais preferencialmente é de 0,0030% e ainda mais preferencialmente é de 0,0025%.
[0057] N: 0,0100% ou menos Nitrogênio (N) é inevitavelmente contido. Ou seja, o conteúdo de N 20 é superior a 0%. N se combina com Ti para formar nitretos finos e, assim, refina a microestrutura do material de aço por um efeito de pinagem. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é aumentada. Por outro lado, quando o teor de N for muito alto, nitretos grossos são formadas, e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de N é 0,0100% ou 25 menos. Um limite superior preferível do teor de N é 0,0080% e mais preferencialmente é 0,0070%. Um limite inferior preferível do teor de N para obter eficazmente os efeitos vantajosos mencionados acima é 0,0020%, mais preferencialmente é 0,0025%, mais preferencialmente é 0,0030%, mais preferencialmente é 0,0035% e ainda mais preferencialmente é 0,0040%. 30 [0058]
O: menos de 0,0020% Oxigênio (O) é uma impureza. Ou seja, o teor de O é superior a 0%. O forma óxidos grossos e reduz a resistência SSC do material de aço. Consequentemente, o teor de O é de menos de 0,0020%. Um limite superior 5 preferível do teor de O é 0,0018% e mais preferencialmente é 0,0015%. Preferencialmente, o teor de O é o mais baixo possível. No entanto, quando o teor de O for excessivamente reduzido, o custo de produção aumenta significativamente. Consequentemente, em consideração à produção industrial, um limite inferior preferencial do teor de O é 0,0001%, e mais preferencialmente é 10 0,0003%.
[0059] O equilíbrio da composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade é Fe e impurezas. Na presente modalidade, o termo “impurezas” significa materiais que são misturados no material de aço a partir de 15 minério ou sucata como uma matéria-prima, um ambiente de produção ou semelhante na produção industrial do material de aço, e que são permitidos em um intervalo em que as impurezas não afetam adversamente o material de aço da presente modalidade.
[0060] 20 [Elemento opcional] A composição química do material de aço mencionado acima pode conter ainda um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ca, Mg, Zr e metal de terras raras (REM) em vez de uma parte de Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional que controla a morfologia de 25 sulfetos no material de aço e aumenta a resistência SSC do material de aço.
[0061] Ca: 0 a 0,0100% Cálcio (Ca) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de Ca pode ser 0%. Quando Ca está contido, Ca torna S no material 30 de aço inofensivo, formando sulfetos, e assim aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Ca estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Ca for muito alto, óxidos no material de aço se tornam grossos e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Ca está em 5 um intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferível do teor de Ca é superior a 0%, mais preferencialmente é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0003%, mais preferencialmente é 0,0006% e ainda mais preferencialmente é 0,0010%. Um limite superior preferível do teor de Ca é 0,0040%, mais preferencialmente é 0,0030%, ainda mais preferencialmente é 0,0025% e ainda mais 10 preferencialmente é 0,0020%.
[0062] Mg: 0 a 0,0100% Magnésio (Mg) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de Mg pode ser 0%. Quando Mg está contido, Mg torna S no 15 material de aço inofensivo, formando sulfetos, e assim aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Mg estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Mg for muito alto, óxidos no material de aço se tornam grossos e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Mg está em 20 um intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferível do teor de Mg é superior a 0%, mais preferencialmente é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0003%, mais preferencialmente é 0,0006% e ainda mais preferencialmente é 0,0010%. Um limite superior preferível do teor de Mg é 0,0040%, mais preferencialmente é 0,0030%, adicionalmente e preferencialmente é 0,0025% e 25 adicionalmente e preferencialmente é 0,0020%.
[0063] Zr: 0 a 0,0100% Zircônio (Zr) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o conteúdo de Zr pode ser 0%. Quando Zr está contido, Zr torna S no 30 material de aço inofensivo, formando sulfetos, e assim aumenta a resistência SSC do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Zr estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Zr for muito alto, óxidos no material de aço se tornam grossos e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Zr está em um 5 intervalo de 0 a 0,0100%. Um limite inferior preferível do teor de Zr é superior a 0%, mais preferencialmente é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0003%, mais preferencialmente é 0,0006% e ainda mais preferencialmente é 0,0010%. Um limite superior preferível do teor de Zr é 0,0040%, mais preferencialmente é 0,0030%, mais preferencialmente é 0,0025%, e ainda mais preferencialmente 10 é0,0020%.
[0064] Metal de terras raras (REM): 0 a 0,0100% Metal de terras raras (REM) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de REM pode ser 0%. Quando REM está contido, 15 REM torna S no material de aço inofensivo, formando sulfetos, e assim aumenta a resistência SSC do material de aço. REM também se combina com P no material de aço e suprime a segregação de P nos contornos dos grãos. Portanto, é suprimida uma redução na tenacidade a baixas temperaturas e na resistência SSC do material de aço que é atribuível à segregação de P. Se mesmo uma 20 pequena quantidade de REM estiver contida, é possível obter estes efeitos vantajosos em certa medida. No entanto, quando o teor de REM for muito alto, óxidos no material de aço se tornam grossos, e a tenacidade a baixas temperaturas e a resistência SSC do material de aço são reduzidas. Consequentemente, o teor de REM está em um intervalo de 0 a 0,0100%. Um 25 limite inferior preferível do teor de REM é superior a 0%, mais preferencialmente é 0,0001%, mais preferencialmente é 0,0003%, mais preferencialmente é 0,0006% e ainda mais preferencialmente é 0,0010%. Um limite superior preferível do teor de REM é 0,0040%, mais preferencialmente é 0,0030%, ainda mais preferencialmente é 0,0025% e ainda mais preferencialmente é 0,0020%. 30 [0065]
Observe que, na presente descrição, o termo “REM” se refere a um ou mais tipos de elementos selecionados de um grupo que consiste em escândio (Sc), que é o elemento com número atômico 21, ítrio (Y), que é o elemento com número atômico 39, e os elementos de lantânio (La) com número atômico 57 a 5 lutécio (Lu) com número atômico 71 que são lantanídios. Além disso, na presente descrição, o termo “teor de REM” refere-se ao teor total desses elementos.
[0066] A composição química do material de aço mencionado acima pode conter ainda um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste 10 em Cu e Ni em vez de uma parte de Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional e aumenta a temperabilidade do material de aço.
[0067] Cu: 0 a 0,50% Cobre (Cu) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou 15 seja, o teor de Cu pode ser 0%. Quando Cu está contido, Cu aumenta a temperabilidade do material de aço, e assim aumenta o limite de escoamento do material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Cu estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Cu for muito alto, a temperabilidade do material de aço se torna muito alta e a 20 resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Cu está em um intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferível do teor de Cu é mais do que 0%, mais preferencialmente é 0,02%, mais preferencialmente é 0,03% e ainda mais preferencialmente é 0,05%. Um limite superior preferível do teor de Cu é 0,35% e mais preferencialmente 0,25%. 25 [0068] Ni: 0 a 0,50% Níquel (Ni) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de Ni pode ser 0%. Quando Ni está contido, Ni aumenta a temperabilidade do material de aço, e assim aumenta o limite de escoamento do 30 material de aço. Se mesmo uma pequena quantidade de Ni estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Ni for muito alto, a corrosão é promovida localmente, e assim a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de Ni está em um intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferível do teor de Ni é de mais de 5 0%, mais preferencialmente é 0,02%, ainda mais preferencialmente é 0,03% e ainda mais preferencialmente é 0,05%. Um limite inferior preferível do teor de Ni é 0,35% e mais preferencialmente 0,25%.
[0069] A composição química do material de aço mencionado acima pode 10 conter ainda um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Co e W em vez de uma parte de Fe. Cada um desses elementos é um elemento opcional que forma uma camada de corrosão com capacidade de proteção em um ambiente de sulfeto de hidrogênio, e assim suprimindo a penetração de hidrogênio. Com essa configuração, esses elementos aumentam a 15 resistência SSC do material de aço.
[0070] Co: 0 a 0,50% Cobalto (Co) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de Co pode ser 0%. Quando Co está contido, Co forma uma camada 20 de corrosão com capacidade de proteção em um ambiente de sulfeto de hidrogênio, e assim suprimindo a penetração de hidrogênio. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é aumentada. Se mesmo uma pequena quantidade de Co estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de Co for muito alto, a temperabilidade do 25 material de aço é reduzida de modo que o limite de escoamento do material de aço é reduzido. Consequentemente, o teor de Co está em um intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferível do teor de Co é mais de 0%, mais preferencialmente é 0,02%, ainda mais preferencialmente é 0,03% e ainda mais preferencialmente é 0,05%. Um limite superior preferível do teor de Co é 0,45% e 30 mais preferencialmente é 0,40%.
[0071] W: 0 a 0,50% Tungstênio (W) é um elemento opcional e pode não estar contido. Ou seja, o teor de W pode ser 0%. Quando W está contido, W forma uma 5 camada de corrosão com capacidade de proteção em um ambiente de sulfeto de hidrogênio, e assim suprimindo a penetração de hidrogênio. Como resultado, a resistência SSC do material de aço é aumentada. Se mesmo uma pequena quantidade de W estiver contida, é possível obter este efeito vantajoso em certa medida. No entanto, quando o teor de W for muito alto, carbonetos grossos são 10 formados no material de aço e a resistência SSC do material de aço é reduzida. Consequentemente, o teor de W está em um intervalo de 0 a 0,50%. Um limite inferior preferível do teor de W é de mais de 0%, mais preferencialmente é 0,02%, ainda mais preferencialmente é 0,03% e ainda mais preferencialmente é 0,05%. Um limite superior preferível do teor de W é 0,45% e mais preferencialmente é 15 0,40%.
[0072] [Fórmula (1)] A composição química do material de aço de acordo com a presente modalidade também satisfaz a Fórmula (1). 20 2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo3,90 (1) onde teor (% em massa) de um elemento correspondente é substituído por cada símbolo de um elemento na Fórmula (1), e se um elemento correspondente não estiver contido, "0" é substituído pelo símbolo do elemento do elemento relevante. 25 [0073] F1 (=2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo) é um índice que mostra a temperabilidade do material de aço com a composição química acima mencionada. Quando F1 é menor do que 3,90, temperabilidade suficiente não pode ser obtida, e o limite de escoamento do material de aço não 30 pode ser obtido. Portanto, o material de aço de acordo com a presente modalidade tem F1 de 3,90 ou mais.
[0074] Um limite inferior preferível de F1 é de 3,93 e, mais preferencialmente, de 4,00. Um limite superior preferível de F1 não é 5 particularmente limitado. No entanto, no material de aço de acordo com a presente modalidade tendo a composição química acima mencionada, o limite superior de F1 pode ser 8,27, por exemplo. Um limite superior preferível de F1 é 8,20, mais preferencialmente é 8,10 e ainda mais preferencialmente é 8,00.
[0075] 10 [Diâmetro de grão austenítico a priori] Na microestrutura do material de aço de acordo com a presente modalidade, o diâmetro de grão austenítico a priori (diâmetro de grão a priori-) é 11,0 m ou menos. Como descrito acima, na presente descrição, o diâmetro de grão de um grão austenítico a priori (diâmetro de grão a priori-) significa o 15 diâmetro de grão de um grão austenítico a priori obtido de acordo com um método de comparação de ASTM E112-10. Quando o grão a priori- de um material de aço é fino, o limite de escoamento e a resistência SSC são aumentados de forma estável. Tendo em vista o acima, na presente modalidade, o material de aço contém Mo de mais de 1,00% para tornar fino o grão a priori- do material de aço. 20 [0076] Quando o diâmetro de grão a priori- no material de aço de acordo com a presente modalidade é de 11,0 m ou menos, tanto o limite de escoamento de grau 110 ksi quanto a excelente resistência SSC podem ser alcançados, desde que as outras especificações do material de aço de acordo com a presente 25 modalidade sejam satisfeitas.
[0077] Um limite superior preferível do diâmetro de grão a priori- no material de aço de acordo com a presente modalidade é de 10,5 m e mais preferencialmente é de 10,0 m. Um limite inferior preferível do diâmetro de grão 30 a priori- no material de aço de acordo com a presente modalidade não é particularmente limitado. No entanto, o limite inferior do diâmetro de grão a priori-  no material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser 4,5 m, por exemplo.
[0078] 5 Como descrito acima, o diâmetro de grão a priori- pode ser obtido de acordo com um método de comparação de ASTM E112-10. Mais especificamente, o diâmetro de grãos a priori- pode ser obtido pelo seguinte método. No caso onde o material de aço é uma placa de aço, um corpo de prova com uma superfície de observação perpendicular à direção de laminação é 10 cortado da porção central da espessura. No caso onde o material de aço é um tubo de aço, um corpo de prova com uma superfície de observação perpendicular à direção axial do tubo de aço é cortado da porção central da espessura de parede. A superfície de observação é polida em uma superfície espelhada e, a partir daí, é embutida em uma resina. Em seguida, o corpo de prova é imerso em 15 um reagente de ataque químico nital a 2% por aproximadamente 10 segundos para desenvolver os contornos de grão a priori- por ataque químico.
[0079] A superfície de observação atacada é submetida a observação de 10 campos em uma imagem eletrônica secundária usando um microscópio 20 eletrônico de varredura (SEM) para formar uma imagem fotográfica. A ampliação da observação é de 200, por exemplo. Comparando a imagem fotográfica formada com uma visualização padrão do número do tamanho do grão que é definida em ASTM E112-10, o número do tamanho do grão é avaliado. O diâmetro médio do grão de grão a priori- em cada campo visual é obtido a partir 25 do número de tamanho de grão avaliado. O valor médio aritmético dos diâmetros de grão médios do grão a priori- adquiridos em 10 campos visuais é definido como o diâmetro de grão dos grãos a priori- (diâmetro de grão a priori-) (m).
[0080] [Precipitados que são precipitados em contornos de grão a priori-] 30 No material de aço de acordo com a presente modalidade, a área média de precipitados que são precipitados nos contornos de grão austenítico a priori (contornos de grão a priori- é de 10,010-3 m2 ou menos. Na presente descrição, os precipitados que são precipitados nos contornos de grão a priori- são também referidos como “precipitados específicos”. Quando a área média de 5 precipitados específicos é de 10,010-3 m2 ou menos, tanto o limite de escoamento de grau 110 ksi quanto a excelente resistência SSC podem ser alcançados, desde que as outras especificações do material de aço de acordo com a presente modalidade sejam satisfeitas.
[0081] 10 Como descrito acima, no material de aço com a composição química acima mencionada e o diâmetro de grão a priori- de 11,0 m ou menos, quando é feita uma tentativa de obter limite de escoamento de grau 110 ksi, pode haver um caso em que uma grande quantidade de carboneto grosso é precipitada no material de 15 aço. Além disso, do carboneto grosso no material de aço, carboneto que é precipitado nos contornos de grão a priori- reduz a resistência SSC do material de aço. No material de aço de acordo com a presente modalidade, a maioria dos precipitados que são precipitados nos contornos de grão a priori- são carboneto.
[0082] 20 Em vista do exposto, no material de aço de acordo com a presente modalidade, a área média de precipitados (precipitados específicos) que são precipitados nos contornos de grão a priori- é definida como 10,010-3 m2 ou menos. Quando a área média de precipitados específicos é maior que 10,010-3 m2, pode haver um caso em que a resistência SSC de um material de aço é 25 reduzida. Quando a área média de precipitados específicos é maior que 10,010- 3 m2, também pode haver um caso em que o limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) não pode ser obtido.
[0083] Consequentemente, no material de aço de acordo com a presente 30 modalidade, a área média de precipitados que são precipitados nos contornos de grão a priori- é de 10,010-3 m2 ou menos. Um limite superior preferível da área média dos precipitados específicos é 9,910-3 m2, e mais preferencialmente é 9,710-3 m2.
[0084] 5 O limite inferior da área média dos precipitados específicos não é particularmente limitado e pode ser 0,010-3 m2. No entanto, no material de aço de acordo com a presente modalidade tendo a composição química acima mencionada, o limite inferior da área média dos precipitados específicos pode ser 3,010-3 m2, por exemplo. 10 [0085] A área média dos precipitados específicos pode ser adquirida pelo seguinte método. Um corpo de prova é cortado do material de aço de maneira similar ao método determinado acima mencionado do diâmetro de grão a priori-. Especificamente, no caso onde o material de aço é uma placa de aço, um corpo 15 de prova com uma superfície de observação perpendicular à direção de laminação é cortado da porção central da espessura. No caso onde o material de aço é um tubo de aço, um corpo de prova com uma superfície de observação perpendicular à direção axial do tubo de aço é cortado da porção central da espessura de parede. A superfície de observação é polida em uma superfície 20 espelhada e, a partir daí, é embutida em uma resina. Em seguida, o corpo de prova é imerso em um reagente de ataque químico nital a 2% por aproximadamente 10 segundos para desenvolver os contornos de grão a priori- por ataque químico. A superfície de observação atacada é submetida a observação de 10 campos em uma imagem eletrônica secundária usando um 25 SEM para formar uma imagem fotográfica. A ampliação da observação é de 10000 (dez mil), por exemplo.
[0086] Os contornos de grão a priori- são especificados a partir da imagem fotográfica formada com base no contraste. Os precipitados também são 30 especificados a partir da imagem fotográfica formada com base no contraste.
Observe que, como descrito acima, ampliação da observação é de 10000, por exemplo. Além disso, os precipitados podem ser identificados com base em contraste quando os precipitados têm o diâmetro circular equivalente de 50 nm ou mais. Por outro lado, na presente modalidade, o limite superior do diâmetro 5 circular equivalente dos precipitados identificados não é particularmente limitado. No material de aço tendo a composição química acima mencionada, o limite superior do diâmetro circular equivalente dos precipitados identificados é de 1000 nm, por exemplo. Portanto, na presente modalidade, o diâmetro circular equivalente dos precipitados identificados está em um intervalo de 50 a 1000 nm, 10 por exemplo.
[0087] Os precipitados que se sobrepõem aos contornos de grão a priori- especificados e/ou que entram em contato com os contornos de grão a priori- especificados são especificados como “precipitados específicos”. Ou seja, os 15 precipitados específicos (precipitados que são precipitados nos contornos de grão a priori-) significam precipitados que se sobrepõem parcialmente e/ou entram em contato com o contorno de grão a priori-. A área média (m2) dos precipitados específicos especificados é adquirida realizando uma análise de imagem.
[0088] 20 [Microestrutura] A microestrutura do material de aço de acordo com a presente modalidade é composta principalmente de martensita revenida e bainita revenida. Mais especificamente, na microestrutura, a soma da razão de volume de martensita revenida e a razão de volume de bainita revenida é de 90% ou mais. 25 O balanço da microestrutura consiste em ferrita ou perlita, por exemplo.
[0089] Quando a microestrutura do material de aço com a composição química acima mencionada contiver martensita revenida e bainita revenida de modo que a soma da razão de volume da martensita revenida e a razão de 30 volume da bainita revenida é de 90% ou mais, o material de aço tem limite de escoamento de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) desde que as outras especificações da presente modalidade sejam satisfeitas.
[0090] A soma da razão de volume de martensita revenida e a razão de 5 volume de bainita revenida pode ser adquirida realizando a observação da microestrutura. Na realização da observação da microestrutura, utiliza-se a imagem fotográfica mencionada acima formada no momento da aquisição do diâmetro de grão prévio-. Em cada campo visual, martensita revenida e bainita revenida podem ser distinguidas de outras fases (ferrita ou perlita, por exemplo) 10 com base no contraste. Consequentemente, em cada campo visual, martensita revenida e bainita revenida são especificadas com base no contraste.
[0091] A soma da fração de área da martensita revenida especificada e a fração de área da bainita revenida especificada é adquirida. Na presente 15 modalidade, o valor médio aritmético das somas da fração de área de martensita revenida e a fração de área de bainita revenida, que são adquiridas em todos os campos visuais, é considerado como a razão de volume de martensita revenida e bainita revenida. 20 [0092] [Limite de escoamento do material de aço] O limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade é de 758 a 862 MPa (grau 110 ksi). O limite de escoamento na presente descrição significa tensão em 0,7% de alongamento (0,7% de tensão 25 de escoamento) obtida em um teste de tração. Mesmo se o limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade for de grau de 110 ksi, o material de aço de acordo com a presente modalidade tem excelente resistência SSC, desde que a composição química acima mencionada, diâmetro de grão a priori- e área média dos precipitados específicos sejam 30 satisfeitos.
[0093] Limite de escoamento do material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser adquirido pelo seguinte método. Um teste de tração é realizado por um método de acordo com ASTM E8/E8M (2013). Um corpo de 5 prova de barra redonda é retirado do material de aço de acordo com a presente modalidade. No caso em que o material de aço é uma placa de aço, o corpo de prova de barra redonda é retirado de uma porção central da espessura. No caso em que um material de aço é um tubo de aço, o corpo de prova de barra redonda é retirado de uma porção central da espessura da parede. O tamanho do corpo 10 de prova de barra redonda é tal que o diâmetro de uma porção paralela é 8.9 mm e o comprimento da porção paralela é 35,6 mm, por exemplo. A direção axial do corpo de prova de barra redonda é paralela à direção de laminação do material de aço. O teste de tração é realizado usando o corpo de prova de barra redonda na atmosfera na temperatura normal (25C), e a tensão adquirida em 0,7% de 15 alongamento é definida como o limite de escoamento (MPa).
[0094] [Resistência SSC do material de aço] A resistência SSC do material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser avaliada por um método de acordo com o “Método A” 20 especificado na NACE TM0177-2005 e uma prova de flexão de quatro pontos.
[0095] No método de acordo com “Método A” especificado em NACE TM0177-2005, um corpo de prova de barra redonda é retirado do material de aço de acordo com a presente modalidade. No caso em que o material de aço é uma 25 placa de aço, o corpo de prova de barra redonda é retirado de uma porção central da espessura. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, o corpo de prova de barra redonda é retirado da porção central da espessura da parede. O tamanho do corpo de prova de barra redonda é tal que um diâmetro é 6.35 mm e o comprimento da porção paralela é 25,4 mm, por exemplo. A direção axial do 30 corpo de prova de barra redonda é paralela à direção de laminação do material de aço.
[0096] Uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,5% em massa de ácido acético (solução NACE A) a 4C é utilizada 5 como uma solução de teste. Uma tensão equivalente a 90% da tensão de escoamento real é aplicada ao corpo de prova de barra redonda. A solução de teste a 4C é vertida em um recipiente de teste de modo que o corpo de prova de barra redonda ao qual a tensão foi aplicada seja imerso nele, e isso é adotado como um banho de teste. Após desgaseificar o banho de teste, gás H2S a 1 atm 10 de pressão é soprado no banho de teste e causa a saturação no banho de teste. O banho de teste onde a saturação do gás H2S é causada é mantido por 720 horas a 4C.
[0097] Por outro lado, na prova de flexão de quatro pontos, um corpo de 15 prova é retirado do material de aço de acordo com a presente modalidade. No caso em que o material de aço é uma placa de aço, o corpo de prova é retirado de uma porção central da espessura. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, o corpo de prova é retirado da porção central da espessura da parede. O tamanho do corpo de prova é tal que o a espessura é 2 mm, uma 20 largura é 10 mm e um comprimento é 75 mm, por exemplo. A direção do comprimento do corpo de prova é paralela à direção de laminação do material de aço.
[0098] Uma solução aquosa contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio 25 a 24C foi usada como a solução de teste. De acordo com ASTM G39-99 (2011), a tensão é aplicada aos corpos de prova por flexão de quatro pontos de modo que a tensão aplicada a cada corpo de prova se torne 90% da tensão de escoamento real. O corpo de prova ao qual foi aplicada tensão é colocado em uma autoclave, junto com o gabarito de teste. A solução de teste é vertida na autoclave de modo 30 a deixar uma porção da fase de vapor, e é adotada como um banho de teste.
Após o banho de teste ser desgaseificado, gás H2S a 20 atm é selado sob pressão na autoclave e o banho de teste é agitado para causar a saturação do gás H2S. Após selar a autoclave, o banho de teste é agitado por 720 horas a 24C. 5 [0099] No material de aço de acordo com a presente modalidade, a fissuração não é confirmada após decorridas 720 horas em ambos os métodos de acordo com o “Método A” e a prova de flexão de quatro pontos. Observe que, na presente descrição, o termo "fissuração não está confirmada" significa que a 10 fissuração não é confirmada em um corpo de prova em um caso em que o corpo de prova após o teste foi observado a olho nu.
[0100] [Forma do material de aço] A forma do material de aço de acordo com a presente modalidade 15 não é particularmente limitada. O material de aço pode ser um tubo de aço ou uma placa de aço, por exemplo. No caso em que o material de aço é um tubo de aço de poço de petróleo, uma espessura de parede preferencial é de 9 a 60 mm. Mais preferencialmente, o material de aço de acordo com a presente modalidade é adequado para uso como um tubo de aço sem emenda de parede pesada. 20 Mais especificamente, mesmo quando o material de aço de acordo com a presente modalidade é um tubo de aço sem emenda com uma espessura de parede de 15 mm ou mais ou, ainda, 20 mm ou mais, o material de aço exibe o limite de escoamento de grau 110 ksi e resistência SSC excelente.
[0101] 25 [Método de produção] Um método para produção do material de aço de acordo com a presente modalidade será descrito. O método de produção descrito daqui por diante é um método para produzir um tubo de aço sem emenda, o que é um exemplo do material de aço de acordo com a presente modalidade. Observe que 30 o método para a produção do material de aço de acordo com a presente modalidade não está limitado ao método de produção que será descrito posteriormente.
[0102] [Processo de preparação] 5 Em um processo de preparação, é preparado um material de aço intermediário com a composição química acima mencionada. Desde que o material de aço intermediário tenha a composição química acima mencionada, um método para a produção do material de aço intermediário não é particularmente limitado. Na presente modalidade, no caso em que um produto final é uma placa 10 de aço, o material de aço intermediário é um material de aço na forma de placa. Enquanto isso, no caso em que o produto final é um tubo de aço, o material de aço intermediário é uma casca oca.
[0103] O processo de preparação pode incluir preferencialmente um 15 processo de preparação de um material de partida (processo de preparação de material de partida) e um processo de produção de um material de aço intermediário ao realizar trabalho a quente no material de partida (processo de trabalho a quente). A partir de agora, o caso em que o processo de preparação inclui o processo de preparação de material de partida e o processo de trabalho a 20 quente será descrito em detalhes.
[0104] [Processo de preparação de material de partida] No processo de preparação de material de partida, um material de partida é produzido usando aço fundido com a composição química acima 25 mencionada. Especificamente, uma peça fundida (placa, lupa ou tarugo) é produzida por um processo de fundição contínua usando aço fundido. Um lingote pode ser produzido por um processo de produção de lingote usando aço fundido. Um tarugo pode ser produzido pelo afloramento de uma placa, lupa ou lingote, quando necessário. O material de partida (placa, lupa ou tarugo) é produzido pelo 30 processo mencionado acima.
[0105] [Processo de trabalho a quente] No processo de trabalho a quente, o trabalho a quente é realizado no material de partida preparado, produzindo assim um material de aço 5 intermediário. No caso em que o material de aço é um tubo de aço, o material de aço intermediário corresponde a uma casca oca. Primeiro, um tarugo é aquecido em um forno de aquecimento. A temperatura de aquecimento não seja particularmente limitada, por exemplo, a temperatura de aquecimento pode ser de 1100 a 1300C. Trabalho a quente é realizado no tarugo extraído do forno de 10 aquecimento para produzir uma casca oca (tubo de aço sem emenda).
[0106] Por exemplo, o processo Mannesmann pode ser realizado para trabalho a quente para produzir uma casca oca. Nesse caso, um tarugo redondo é submetido a laminação por perfuração por uma perfuradora. No caso de 15 realizar perfuração-laminação, uma razão de perfuração não é particularmente limitada, por exemplo, a razão de perfuração pode ser de 1,0 a 4,0. O tarugo redondo no qual perfuração-laminação é realizada é ainda submetido a laminação a quente por um laminador de mandril, um redutor, um laminador de calibração ou semelhante, para assim formar uma casca oca. A redução acumulada de área no 20 processo de trabalho a quente é, por exemplo, de 20 a 70%.
[0107] Uma casca oca pode ser produzida a partir de um tarugo por outro método de trabalho a quente. Por exemplo, no caso de um material de aço de parede pesada com um comprimento curto, como um acoplamento, uma casca 25 oca pode ser produzida ao fazer forjamento pelo método de Ehrhardt ou semelhante. A casca oca é produzida por meio dos processos mencionados acima. A espessura de parede de uma casca oca a ser produzida não é particularmente limitada, por exemplo, a espessura de parede pode ser de 9 a 60 mm. 30 [0108]
A casca oca produzida por trabalho a quente pode ser resfriada por ar (em Estado Bruto de Laminação). A casca oca produzida por trabalho a quente pode ser submetida a têmpera direta após trabalho a quente sem ser resfriada à temperatura normal, ou pode ser submetida a têmpera após passar por 5 aquecimento suplementar (reaquecimento) após trabalho a quente.
[0109] No caso em que a têmpera direta é realizada ou a têmpera é realizada após o aquecimento suplementar ser realizado, a parada do resfriamento ou resfriamento lento pode ser realizado durante a têmpera. Nesse 10 caso, é possível suprimir a ocorrência de fissuras de têmpera na casca oca. No caso em que a têmpera direta é realizada ou a têmpera é realizada após o aquecimento suplementar ser realizado, um tratamento de alívio de tensão (tratamento SR) pode ser ainda realizado após a têmpera e antes do tratamento térmico (revenimento ou semelhante), que é o próximo processo. Nesse caso, a 15 tensão residual na casca oca é removida.
[0110] Como descrito acima, o material de aço intermediário é preparado no processo de preparação. O material de aço intermediário pode ser produzido pelos processos preferenciais acima mencionados, ou pode ser um material de 20 aço intermediário produzido por um terceiro, ou um material de aço intermediário que foi produzido em outra fábrica que não a fábrica em que um processo de têmpera e um processo de revenimento descritos posteriormente são realizados, ou em trabalhos diferentes.
[0111] 25 [Processo de tratamento de calor] No processo de tratamento térmico, o tratamento térmico é realizado no material de aço intermediário preparado. Especificamente, a têmpera e o revenimento são realizados no material de aço intermediário preparado. Na presente descrição, “têmpera” significa resfriar rapidamente um material de aço 30 intermediário à temperatura do ponto A3 ou mais. Na presente descrição,
“revenimento” significa reaquecer e manter o material de aço intermediário temperado na temperatura do ponto Ac1 ou menos.
[0112] No processo de tratamento térmico de acordo com a presente 5 modalidade, é preferível realizar a têmpera e o revenimento uma pluralidade de vezes. Especificamente, é preferível realizar cada uma da têmpera e do revenimento duas ou mais vezes. Mais especificamente, é preferível que a têmpera seja realizada e, em seguida, o revenimento seja realizado no material de aço intermediário preparado. Além disso, a têmpera é realizada e, em 10 seguida, o revenimento é realizado no material de aço intermediário preparado.
[0113] Observe que, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, a têmpera e o revenimento podem ser realizados três ou mais vezes. No entanto, mesmo se a têmpera e o revenimento forem realizados 15 repetidamente quatro ou mais vezes, os efeitos vantajosos obtidos pela realização do tratamento térmico saturam. Consequentemente, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, é preferível realizar a têmpera e o revenimento duas ou três vezes. A partir de agora, a têmpera e o revenimento serão descritos em detalhes. 20 [0114] [Têmpera] A têmpera é realizada no material de aço intermediário preparado (casca oca) e/ou no material de aço intermediário no qual o revenimento é realizado. No processo de tratamento térmico de acordo com a presente 25 modalidade, uma temperatura de têmpera preferencial é de 800 a 1000C. Na presente descrição, “temperatura de têmpera” corresponde à temperatura da superfície do material de aço intermediário medida por um termômetro instalado no lado de saída de um aparelho que realiza o trabalho a quente final no caso em que a têmpera direta é realizada após o trabalho a quente ser realizado. A 30 temperatura de têmpera também corresponde a uma temperatura de um forno de aquecimento suplementar ou de um forno de tratamento térmico no caso em que a têmpera é realizada usando o forno de espera ou o forno de tratamento térmico após o trabalho a quente.
[0115] 5 Ou seja, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, a têmpera pode ser realizada por resfriamento rápido do material de aço intermediário a 800 a 1000C após o trabalho a quente ser realizado. A têmpera pode ser realizada de modo que o material de aço intermediário no qual o trabalho a quente é realizado seja aquecido a 800 a 10 1000C usando o forno de aquecimento suplementar ou o forno de tratamento térmico e, então, é rapidamente resfriado. Alternativamente, a têmpera pode ser realizada de modo que o material de aço intermediário no qual o revenimento é realizado seja aquecido a 800 a 1000C usando o forno de tratamento térmico e, então, é rapidamente resfriado. 15 [0116] Quando a temperatura de têmpera é muito alta, pode haver um caso em que o grão a priori- seja engrossado, reduzindo assim a resistência SSC de um material de aço. Consequentemente, a temperatura de têmpera é preferencialmente definida para 800 a 1000C. Um limite superior mais preferível 20 da temperatura de têmpera é de 950C.
[0117] No processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, no caso em que a têmpera é realizada usando o forno de aquecimento suplementar ou o forno de tratamento térmico após o trabalho a 25 quente ser realizado, um tempo de têmpera preferencial é de 5 a 20 minutos. Na presente descrição, “tempo de têmpera” significa um tempo desde um ponto no tempo em que um material de aço intermediário é carregado no forno de aquecimento suplementar ou no forno de tratamento térmico até um ponto no tempo em que o material de aço intermediário é retirado. 30 [0118]
No caso em que a têmpera é realizada usando o forno de aquecimento suplementar ou o forno de tratamento térmico após o trabalho a quente, se a temperatura de têmpera for muito longa, o grão a priori- pode ser tornado mais grosso após o último revenimento. Consequentemente, no caso em 5 que a têmpera é realizada usando o forno de aquecimento suplementar ou o forno de tratamento térmico após o trabalho a quente ser realizado no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, é preferível definir o tempo de têmpera para 5 a 20 minutos.
[0119] 10 Por exemplo, um método de têmpera pode ser adotado onde uma casca oca é continuamente resfriada a partir de uma temperatura na qual a têmpera é iniciada para reduzir continuamente a temperatura da casca oca. O método para um processo de resfriamento contínuo não é particularmente limitado e um método bem conhecido pode ser adotado. O método para o 15 processo de resfriamento contínuo pode ser um método onde uma casca oca é imersa em um tanque de água para resfriar, ou um método onde uma casca oca é resfriada por água de chuveiro ou é resfriada por névoa para realizar resfriamento acelerado.
[0120] 20 Quando uma velocidade de resfriamento durante a têmpera é muito baixa, uma microestrutura que é composta principalmente de martensita e bainita não pode ser obtida, de modo que a propriedade mecânica que é definida na presente modalidade não pode ser obtida. Consequentemente, no método para produção de um material de aço de acordo com a presente modalidade, um 25 material de aço intermediário (casca oca) é resfriado rapidamente durante a têmpera. Especificamente, no processo de têmpera, uma velocidade média de resfriamento quando a temperatura do material de aço intermediário (casca oca) durante a têmpera cai para um intervalo de 800 a 500C é definida como uma velocidade de resfriamento durante têmpera CR800-500 (C/seg). Mais 30 especificamente, a velocidade de resfriamento durante a têmpera CR800-500 é decidida a partir de uma temperatura medida na superfície do material de aço intermediário temperado.
[0121] Uma velocidade de resfriamento preferencial durante a têmpera 5 CR800-500 é 8C/seg ou mais. Nesse caso, a microestrutura de um material de aço intermediário (casca oca) no qual a têmpera é realizada é composta principalmente de martensita e bainita de maneira estável. Um limite inferior preferível da velocidade de resfriamento durante a têmpera CR800-500 é 10C/seg. Um limite superior preferível da velocidade de resfriamento durante a têmpera 10 CR800-500 é 500C/seg.
[0122] [Revenimento] Revenimento é realizado no material de aço intermediário no qual a têmpera acima mencionada é realizada. Ao realizar o revenimento em um 15 material de aço que deve ser usado em um ambiente ácido, uma temperatura de revenimento e um tempo de revenimento são ajustados de acordo com a composição química do material de aço e o limite de escoamento que se espera obter. Nesse caso, apenas o último revenimento é controlado e, convencionalmente, é considerado suficiente definir uma temperatura de 20 revenimento para o ponto Ac1 ou menos durante o revenimento diferente do último revenimento.
[0123] Por outro lado, no material de aço de acordo com a presente modalidade, o grão a priori- é tornado fino aumentando o teor de Mo. Com 25 relação a esse mecanismo, conforme descrito acima, considera-se que o Mo dissolvido no material de aço segregou nos contornos de grão austenítico durante o aquecimento em um processo de têmpera, tornando o grão a priori- após o revenimento fino por um efeito de pinagem. Na presente modalidade, Mo é susceptível de formar carboneto M2C no material de aço com a composição 30 química acima mencionada. Além disso, no material de aço com a composição química acima mencionada, o carboneto M2C pode ser precipitado durante o revenimento.
[0124] Tendo em vista o acima, no processo de tratamento térmico de 5 acordo com a presente modalidade, a quantidade suficiente de Mo é dissolvida em um material de aço no qual o último revenimento é realizado. Especificamente, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, um parâmetro de revenimento TMP2 (= (temperatura de revenimento (C)+273)(registro (tempo de revenimento (min)/60)+20)) é controlado durante o 10 penúltimo revenimento, e assim é possível reduzir a quantidade de Mo que é precipitado como carboneto M2C.
[0125] Mais especificamente, no material de aço com a composição química acima mencionada, quando o parâmetro de revenimento TMP2 durante o 15 penúltimo revenimento é 15000 a 19000, é possível tornar fino o diâmetro de grão a priori- no material de aço em que o último revenimento é realizado. Quando o parâmetro de revenimento TMP2 durante o penúltimo revenimento é inferior a 15000, pode haver um caso em que os efeitos vantajosos do revenimento não podem ser obtidos o suficiente para que fissuras por têmpera ou fissuras 20 temporárias ocorram no material de aço. Por outro lado, quando o parâmetro de revenimento TMP2 durante o penúltimo revenimento é superior a 19000, pode haver um caso em que a quantidade suficiente de Mo dissolvido não pode ser obtida durante o aquecimento na última têmpera de modo que um grão a priori- no qual o último revenimento é realizado é mais grosseiro. 25 [0126] Consequentemente, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, um parâmetro de revenimento preferível TMP2 durante o penúltimo revenimento é de 15000 a 19000. Um limite inferior mais preferível do parâmetro de revenimento TMP2 durante o penúltimo revenimento é 30 15500, e mais preferencialmente é 16000. Um limite superior mais preferível do parâmetro de revenimento TMP2 durante o penúltimo revenimento é 18500, e mais preferencialmente é 18000.
[0127] No penúltimo revenimento, uma temperatura de revenimento 5 preferível é de 500 a menos de 700C. No penúltimo revenimento, um tempo de revenimento mais preferível (tempo de espera) é de 10 a 60 minutos. Ou seja, na presente modalidade, no penúltimo revenimento, a temperatura de revenimento é definida para 500 a menos de 700C e o tempo de revenimento é definido para 10 a 60 minutos e, além disso, o parâmetro de revenimento TMP2 é definido para 10 15000 a 19000.
[0128] Observe que, “temperatura de revenimento” na presente descrição corresponde a uma temperatura de um forno de tratamento térmico no momento de aquecimento e espera de um material de aço intermediário no qual a têmpera 15 é realizada. Na presente descrição, um tempo de revenimento (tempo de espera) significa um tempo a partir de um ponto de tempo quando o material de aço intermediário é carregado no forno de tratamento térmico para aquecer e manter o material de aço intermediário no qual a têmpera é realizada até um ponto de tempo quando o material de aço intermediário é retirado. 20 [0129] Além disso, na presente descrição, “penúltimo revenimento” significa o revenimento executado antes da última têmpera e revenimento. Ou seja, no caso em que cada têmpera e revenimento é realizado duas vezes no processo de tratamento térmico, o penúltimo revenimento significa o primeiro revenimento. No 25 caso em que cada têmpera e revenimento é realizado três vezes no processo de tratamento térmico, o penúltimo revenimento significa o segundo revenimento.
[0130] O material de aço de acordo com a presente modalidade reduz ainda mais os precipitados específicos grossos de precipitados que são 30 precipitados nos contornos de grão a priori- (precipitados específicos). Conforme descrito acima, a maioria dos precipitados específicos são carbonetos. Portanto, a maioria dos precipitados específicos são precipitados no último revenimento. Consequentemente, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, não apenas o parâmetro de revenimento TMP2 durante o 5 penúltimo revenimento, mas também um parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento (= (temperatura de revenimento (C) +273)(registro (tempo de revenimento (min)/60) + 20)) são controlados.
[0131] Mais especificamente, no material de aço com a composição 10 química acima mencionada, desde que o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento é 19100 a 19600, precipitados específicos grossos podem ser reduzidos no material de aço em que o último revenimento é realizado. Quando o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento é inferior a 19100, pode haver um caso em que os efeitos vantajosos do revenimento não 15 podem ser obtidos o suficiente, e o limite de escoamento de um material de aço no qual o revenimento é realizado se torna muito alto. Quando o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento é inferior a 19100, também pode haver um caso em que uma grande quantidade de precipitados específicos grossos é precipitada. 20 [0132] Por outro lado, quando o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento for maior que 19600, pode haver um caso em que o limite de escoamento de um material de aço no qual o revenimento é realizado se torna muito baixo. Quando o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último 25 revenimento é superior a 19600, também pode haver um caso em que uma grande quantidade de precipitados específicos grossos é precipitada.
[0133] Consequentemente, no processo de tratamento térmico de acordo com a presente modalidade, um parâmetro de revenimento preferível TMP1 30 durante o último revenimento é de 19100 a 19600. Um limite inferior mais preferível do parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento é 19200, e mais preferencialmente é 19300. Um limite superior mais preferível do parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento é 19570, e mais preferencialmente é 19500. 5 [0134] No último revenimento, uma temperatura de revenimento preferível é de 650 a 730C. No último revenimento, um tempo de revenimento preferível (tempo de espera) é de 10 a 90 minutos. Ou seja, na presente modalidade, no último revenimento, a temperatura de revenimento é definida para 650 a 730C e 10 o tempo de revenimento é definido para 10 a 90 minutos e, além disso, o parâmetro de revenimento TMP1 é definido para 19100 a 19600.
[0135] No caso em que o material de aço é um tubo de aço, variação é passível de ocorrer na temperatura do tubo de aço durante a permanência no 15 revenimento em comparação com outra forma. Consequentemente, no caso em que o material de aço é um tubo de aço, um tempo de revenimento preferível é de 15 a 90 minutos. É suficientemente possível para aqueles versados na técnica definirem o limite de escoamento em 758 a 862 MPa (grau 110 ksi) ajustando apropriadamente a temperatura de revenimento acima mencionada e o tempo de 20 revenimento acima mencionado do material de aço com a composição química da presente modalidade.
[0136] O material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser produzido pelo método de produção descrito acima. No método de produção 25 acima mencionado, o método para a produção de um tubo de aço sem emenda foi descrito como um exemplo. No entanto, o material de aço de acordo com a presente modalidade pode ser uma placa de aço ou pode ter outra forma. Da mesma forma que o método de produção acima mencionado, o método para a produção de uma placa de aço ou de um produto com outra forma também inclui 30 um processo de preparação e um processo de tratamento térmico, por exemplo.
Além disso, o método de produção acima mencionado meramente constitui um exemplo, e o material de aço pode ser produzido por outro método de produção.
EXEMPLOS
[0137] 5 Foram produzidos aços fundidos com a composição química mostrada na Tabela 1. F1 para cada aço também foi adquirido a partir da composição química descrita na Tabela 1. Observe que “-” na Tabela 1 significa que o teor de cada elemento está no nível de uma impureza.
[0138] 10 [Tabela 1]
TABELA 1 Composição química (unidade sendo % em massa, equilíbrio sendo Fe e impurezas) Aço F1 C Si Mn P S Cr Mo Al N Ti Nb V B O Ca Mg Zr REM Cu Ni Co W
A 0,27 0,27 0,45 0,008 0,0009 0,75 1,25 0,027 0,0042 0,004 0,028 0,09 0,0012 0,0010 - - - - - - - - 4,39
B 0,25 0,27 0,45 0,008 0,0008 0,85 1,42 0,028 0,0035 0,007 0,025 0,09 0,0012 0,0011 0,0012 - - - - - - - 4,75
C 0,27 0,33 0,25 0,008 0,0010 0,76 1,50 0,029 0,0035 0,006 0,025 0,09 0,0012 0,0010 - - - - 0,05 - - - 4,74
D 0,25 0,22 0,35 0,008 0,0012 0,75 1,15 0,035 0,0035 0,006 0,027 0,09 0,0012 0,0011 - - - - - - 0,50 - 4,01
E 0,26 0,24 0,45 0,008 0,0011 0,76 1,22 0,035 0,0035 0,006 0,027 0,09 0,0012 0,0011 - 0,0011 - - - 0,05 - - 4,32
F 0,27 0,35 0,35 0,008 0,0010 0,65 1,10 0,032 0,0035 0,006 0,027 0,09 0,0012 0,0011 - - 0,0011 - - - - 0,50 3,94
G 0,28 0,21 0,45 0,008 0,0010 0,76 1,49 0,032 0,0035 0,006 0,027 0,09 0,0012 0,0011 - - - - 0,03 - 0,50 - 4,89
H 0,27 0,22 0,45 0,008 0,0012 0,45 1,15 0,035 0,0035 0,006 0,027 0,10 0,0012 0,0009 - - - - - - - - 3,93
I 0,27 0,22 0,45 0,008 0,0013 0,50 0,30 0,035 0,0035 0,006 0,027 0,10 0,0012 0,0009 - - - - - - - - 2,27
J 0,26 0,22 0,45 0,007 0,0015 0,67 1,30 0,032 0,0045 0,004 0,026 0,09 0,0011 0,0055 - - - - - - - - 4,38
K 0,27 0,30 0,45 0,008 0,0012 1,05 0,30 0,035 0,0035 0,006 0,027 0,10 0,0012 0,0009 - - - - - - - - 2,74
L 0,25 0,27 0,25 0,007 0,0011 1,65 1,18 0,027 0,0033 0,004 0,025 0,09 0,0011 0,0008 - - - - - - - - 4,71
M 0,26 0,35 0,55 0,007 0,0013 1,48 0,77 0,025 0,0033 0,006 0,025 0,09 0,0011 0,0008 - - - - - - - - 4,12
N 0,25 0,27 0,25 0,007 0,0012 1,35 2,50 0,035 0,0032 0,006 0,026 0,11 0,0013 0,0011 - - - - - - - - 7,11
O 0,27 0,28 0,45 0,008 0,0010 0,82 1,20 0,035 0,0032 0,006 0,026 - 0,0013 0,0011 - - - - - - - - 4,35
[0139] Tarugos foram produzidos usando os aços derretidos acima mencionados por um processo de fundição contínua. Os tarugos produzidos com os respectivos números de teste foram mantidos por uma hora a 1250C e, 5 posteriormente, laminação a quente (trabalho a quente) foi realizada nos tarugos pelo método de mandril Mannesmann para produzir cascas ocas (tubos de aço sem emenda) dos respectivos números de teste.
[0140] O tratamento térmico (têmpera e revenimento) foi realizado duas 10 vezes em cada uma das cascas ocas dos respectivos números de teste em que o trabalho a quente foi realizado. Especificamente, o tratamento térmico foi realizado nas cascas ocas dos respectivos números de teste pelo seguinte método.
[0141] 15 As cascas ocas com os respectivos números de teste produzidos pela realização de trabalho a quente foram mantidas por 5 minutos em um forno de aquecimento suplementar a 950C e, posteriormente, a têmpera direta (isto é, a primeira têmpera) foi realizada. Todas as velocidades de resfriamento durante a têmpera CR800-500 na primeira têmpera para os respectivos números de teste 20 estavam em um intervalo de 8 a 500C/seg. Observe que a velocidade de resfriamento durante a têmpera CR800-500 foi adquirida medindo a temperatura da superfície da casca oca de cada número de teste.
[0142] Posteriormente, foi realizado o primeiro revenimento, ou seja, o 25 penúltimo revenimento, nas cascas ocas com os respectivos números de teste. Especificamente, na casca oca de cada número de teste, o revenimento foi realizado onde cada casca oca é mantida na temperatura de revenimento (C) pelo tempo de revenimento (min) descrito na coluna de “penúltimo revenimento” na Tabela 2. Os parâmetros de revenimento TMP2 (= (temperatura de 30 revenimento (C)+273)(registro (tempo de revenimento (min)/60)+20)) durante o penúltimo revenimento também são mostrados na Tabela 2.
[0143] [Tabela 2]
TABELA 2
Penúltimo revenimento Última têmpera Último revenimento Resistência SSC Diâmetro de Área média Temperatura Tempo Temperatura Tempo Temperatura Tempo Teste YS TS grãos de Aço de de de de de de 1 atm 20 atm Nº TMP2 TMP1 (MPa) (MPa) a priori- precipitados específicos revenimento revenimento têmpera têmpera revenimento revenimento H2S H2S (m) (10-3 m2) (C) (min) (C) (min) (C) (min)
1 A 600 30 17197 920 10 700 60 19460 779 857 7,3 6,0 E E
2 A 600 30 17197 920 10 700 60 19460 786 869 10,0 7,1 E E
3 B 600 30 17197 900 10 700 60 19460 800 872 9,0 6,1 E E
4 C 620 30 17591 900 15 700 60 19460 793 863 6,6 8,1 E E
5 D 600 30 17197 900 10 700 30 19167 827 913 5,5 8,9 E E
6 E 600 30 17197 920 10 705 60 19560 772 835 9,6 6,7 E E
7 F 575 30 16705 920 15 700 60 19460 793 866 7,0 8,3 E E
8 G 575 30 16705 920 10 695 60 19360 814 883 8,1 5,1 E E
9 A 700 30 19167 900 10 700 60 19460 793 871 13,1 6,2 NA E
10 B 700 30 19167 900 10 700 45 19338 786 854 14,6 6,3 NA E
11 A 575 30 16705 920 10 710 60 19660 745 807 8,4 12,6 E E
12 H 580 30 16803 900 10 700 60 19460 800 869 13,1 6,1 E NA
13 I 600 30 17197 920 15 650 60 18460 786 869 18,6 12,5 NA NA
14 J 600 30 17197 900 10 700 60 19460 772 838 5,9 9,5 E NA
15 K 600 30 17197 920 15 695 60 19360 793 874 20,6 13,0 NA NA
16 L 600 30 17197 920 10 700 60 19460 786 869 7,5 11,5 NA NA
17 M 575 30 16705 900 10 695 45 19239 855 925 14,6 14,2 NA NA
18 N 600 30 17197 900 10 705 60 19560 820 898 5,5 10,3 NA E
19 P 575 30 16705 920 10 670 30 18576 820 903 5,5 13,2 NA NA
20 A 600 30 17197 920 10 680 60 19060 863 938 9,1 7,5 NA NA
[0144] A segunda têmpera, isto é, a última têmpera foi realizada nas cascas ocas dos respectivos números de teste nas quais foi realizado o primeiro revenimento mencionado.
Especificamente, a casca oca de cada número de 5 teste foi mantida à temperatura de têmpera (C) durante o tempo de têmpera (min) descrito na coluna de "última têmpera" na Tabela 2 e, posteriormente, a têmpera foi realizada na casca oca.
Todas as velocidades de resfriamento durante a têmpera CR800-500 na segunda têmpera para os respectivos números de teste estavam em um intervalo de 8 a 500C/seg. 10 [0145] Além do acima exposto, o segundo revenimento, isto é, o último revenimento foi executado nas cascas ocas dos respectivos números de teste em que o último revenimento foi realizado.
Especificamente, na casca oca de cada número de teste, o revenimento foi realizado onde cada casca oca foi mantida na 15 temperatura de revenimento (C) pelo tempo de revenimento (min) descrito na coluna de “último revenimento” na Tabela 2. Os parâmetros de revenimento TMP1 durante o último revenimento (= (temperatura de revenimento (C)+273)(registro (tempo de revenimento (min)/60)+20)) também são mostrados na Tabela 2. 20 [0146] Observe que, no presente exemplo, a temperatura do forno de aquecimento suplementar ou do forno de tratamento térmico usado para aquecimento em têmpera correspondeu a “temperatura de têmpera (C)”. Além disso, a temperatura do forno de tratamento térmico usado no revenimento 25 correspondia à “temperatura de revenimento (C)”. Além disso, um momento desde um ponto de tempo em que a casca oca é carregada no forno de espera ou forno de tratamento térmico no momento do aquecimento da casca oca em um processo de têmpera até um ponto de tempo em que a casca oca é retirada correspondeu a “tempo de têmpera (min)”. Um momento desde um ponto de 30 tempo em que a casca oca é carregada no forno de tratamento térmico no momento de realização do revenimento até um ponto de tempo em que a casca oca é retirada correspondeu a “tempo de revenimento (min)”.
[0147] [Teste de avaliação] 5 A observação da microestrutura, o teste de tração e o teste de avaliação da resistência SSC, que serão descritos abaixo, foram realizados nos tubos de aço sem emenda dos respectivos números de teste nos quais foi realizado o tratamento de revenimento.
[0148] 10 [Observação da microestrutura] Um diâmetro de grão a priori- no tubo de aço sem emenda de cada número de teste foi medido pelo método acima mencionado. Os diâmetros de grãos a priori- (m) dos tubos de aço sem emenda dos respectivos números de teste são mostrados na Tabela 2. Com relação ao tubo de aço sem emenda de 15 cada número de teste, a área média de precipitados que foi precipitada nos contornos de grão a priori- (precipitados específicos) também foi adquirida pelo método acima mencionado. As áreas médias dos precipitados específicos (10-3 m2) nos tubos de aço sem emenda dos respectivos números de teste são mostradas na Tabela 2. 20 [0149] [Teste de tração] O limite de escoamento do tubo de aço sem emenda de cada número de teste foi medido pelo método acima mencionado. Especificamente, um teste de tração foi realizado de acordo com ASTM E8/E8M (2013). Mais 25 especificamente, um corpo de prova de tensão de barra redonda com uma porção paralela com um diâmetro de 8,9 mm e um comprimento de 35,6 mm foi preparado a partir da porção central da espessura da parede do tubo de aço sem emenda de cada número de teste. A direção axial do corpo de prova de tensão de barra redonda era paralela à direção axial do tubo de aço sem emenda. 30 [0150]
Um teste de tração foi realizado usando o corpo de prova de barra redonda de cada número de teste na atmosfera em temperatura normal (25C) para adquirir limite de escoamento (MPa) do tubo de aço sem emenda de cada número de teste. Observe que, no presente exemplo, tensão a 0,7% de 5 alongamento adquirida no teste de tração foi definida como limite de escoamento para cada número de teste. O limite de escoamento YS (MPa) adquirido e a resistência à tração TS (MPa) são mostrados na Tabela 2.
[0151] [Teste de avaliação de resistência SSC do material de aço] 10 Usando os tubos de aço sem emenda com os respectivos números de teste, um teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177- 2005 e uma prova de flexão de quatro pontos foram realizados para avaliar a resistência SSC. Especificamente, o teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 foi realizado pelo seguinte método. 15 [0152] Três corpos de prova de barra redonda, cada um dos quais com um diâmetro de 6,35 mm e uma porção paralela com um comprimento de 25,4 mm, foram retirados da porção central da espessura da parede do tubo de aço sem emenda de cada número de teste. Cada corpo de prova de barra redonda foi 20 retirado de modo que a direção axial do corpo de prova de barra redonda seja paralela à direção axial do tubo de aço sem emenda. A tensão de tração na direção axial do corpo de prova de barra redonda foi aplicada ao corpo de prova de barra redonda de cada número de teste. Nesse ponto de operação, o ajuste foi realizado de forma que a tensão a ser aplicada seja de 90% da tensão de 25 escoamento real do tubo de aço sem emenda de cada número de teste.
[0153] Uma solução aquosa mista contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio e 0,5% em massa de ácido acético (solução NACE A) foi usada como solução de teste. A solução de teste a 4C foi vertida em três recipientes de 30 teste, e estes foram adotados como banhos de teste. Os três corpos de prova de barra redonda aos quais a tensão foi aplicada foram imersos individualmente em recipientes de teste mutuamente diferentes como os banhos de teste. Depois que cada banho de teste foi desgaseificado, gás H2S a 1 atm foi soprado nos respectivos banhos de teste e saturado. Os banhos de teste nos quais o gás H2S 5 a 1 atm estava saturado foram mantidos a 4C por 720 horas.
[0154] Enquanto isso, a prova de flexão de quatro pontos foi realizada pelo seguinte método. Três corpos de prova, cada um dos quais com uma espessura de 2 mm, uma largura de 10 mm e um comprimento de 75 mm, foram retirados da 10 parte central do tubo de aço sem emenda de cada número de teste da espessura da parede. O corpo de prova foi tirado de modo que a direção longitudinal do corpo de prova seja paralela à direção axial do tubo de aço sem emenda. A tensão foi aplicada aos corpos de prova de cada número de teste por flexão de quatro pontos de acordo com ASTM G39-99 (2011), de modo que a tensão 15 aplicada a cada corpo de prova seja 90% da tensão de escoamento real do tubo de aço sem emenda de cada número de teste. O corpo de prova ao qual foi aplicada tensão foi selado em uma autoclave junto com um gabarito de teste.
[0155] Uma solução aquosa contendo 5,0% em massa de cloreto de sódio 20 foi usada como a solução de teste. A solução de teste foi vertida na autoclave mantendo uma porção de fase gasosa, preparando assim o banho de teste. Depois que o banho de teste foi desgaseificado, gás H2S a 20 atm foi selado por pressão e o banho de teste foi agitado para causar saturação de gás H2S no banho de teste. Após a autoclave ser selada, o banho de teste foi agitado por 720 25 horas a 24C.
[0156] Em cada um dos testes acima mencionados de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005, e a prova de flexão de quatro pontos, os corpos de prova dos respectivos números de teste após serem 30 mantidos por 720 horas foram observados com relação à presença ou ausência da ocorrência de fissuras por estresse de sulfeto (SSC). Especificamente, os corpos de prova que foram mantidos por 720 horas foram observados a olho nu. Como resultado da observação, um número de teste para o qual o fissuramento não foi confirmado em todos os corpos de prova foi determinado como “E” 5 (Excelente). Por outro lado, um número de teste para o qual o fissuramento foi confirmado em pelo menos um corpo de prova foi determinado como “NA” (Não Aceitável).
[0157] [Resultado do teste] 10 A Tabela 2 mostra o resultado do teste. Com relação ao teste de resistência SSC, os resultados do teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 são mostrados na coluna de “1 atm H2S”, e os resultados da prova de flexão de quatro pontos são mostrados na coluna de “20 atm H2S”.
[0158] 15 Com referência à Tabela 1 e Tabela 2, nos tubos de aço sem emenda dos números de teste 1 a 8, a composição química era apropriada, o limite de escoamento era de 758 a 862 MPa, o diâmetro de grão prévio- era de 11,0 m ou menos e a área média dos precipitados específicos foi de 10,010-3 m2 ou menos. Como resultado, excelente resistência SSC foi mostrada tanto no 20 teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 quanto na prova de flexão de quatro pontos.
[0159] Por outro lado, nos tubos de aço sem emenda dos Números de Teste 9 e 10, o parâmetro de revenimento TMP2 durante o penúltimo revenimento 25 era muito alto. Portanto, o diâmetro de grão a priori- era superior a 11,0 m. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005.
[0160] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 11, o parâmetro 30 de revenimento TMP1 durante o último revenimento era muito alto. Portanto, a área média dos precipitados específicos era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, o limite de escoamento foi inferior a 758 MPa, de modo que o limite de escoamento de grau 110 ksi não foi obtido.
[0161] 5 No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 12, o teor de Cr era muito baixo. Portanto, o diâmetro de grão a priori- era superior a 11,0 m. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada na prova de flexão de quatro pontos.
[0162] 10 No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 13, o teor de Cr era muito baixo. Além disso, o teor de Mo era muito baixo. Além disso, F1 foi muito baixo. Além disso, o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento era muito baixo. Portanto, o diâmetro de grão a priori- era superior a 11,0 m. Consequentemente, a área média dos precipitados específicos 15 também era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e nem na prova de flexão de quatro pontos.
[0163] No tubo de aço sem costura do Número de Teste 14, o teor de O era 20 muito alto. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada na prova de flexão de quatro pontos.
[0164] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 15, o teor de Mo era muito baixo. Além disso, F1 foi muito baixo. Portanto, o diâmetro de grão a 25 priori- era superior a 11,0 m. Consequentemente, a área média dos precipitados específicos também era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e nem na prova de flexão de quatro pontos. 30 [0165]
No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 16, o teor de Cr era muito alto. Portanto, a área média dos precipitados específicos era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e 5 nem na prova de flexão de quatro pontos.
[0166] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 17, o teor de Mo era muito baixo. Portanto, o diâmetro de grão a priori- era superior a 11,0 m. Consequentemente, a área média dos precipitados específicos também era de 10 mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e nem na prova de flexão de quatro pontos.
[0167] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 18, o teor de Mo 15 era muito alto. Portanto, a área média dos precipitados específicos era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005.
[0168] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 19, o teor de V 20 era muito baixo. Além disso, o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento era muito baixo. Portanto, a área média dos precipitados específicos era de mais de 10,010-3 m2. Como resultado, excelente resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A” especificado na NACE TM0177-2005 e nem na prova de flexão de quatro pontos. 25 [0169] No tubo de aço sem emenda do Número de Teste 20, o parâmetro de revenimento TMP1 durante o último revenimento era muito baixo. Como resultado, o limite de escoamento foi superior a 865 MPa, de modo que o limite de escoamento de grau 110 ksi não foi obtido. Como resultado, excelente 30 resistência SSC não foi mostrada nem no teste de acordo com o “Método A”
especificado na NACE TM0177-2005 e nem na prova de flexão de quatro pontos.
[0170] Uma modalidade da presente invenção foi descrita acima. No entanto, a modalidade descrita acima é apenas um exemplo para a 5 implementação da presente invenção. Consequentemente, a presente invenção não está limitada à modalidade acima, e a modalidade acima pode ser apropriadamente modificada e realizada em um intervalo que não se desvia da essência da presente invenção.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL 10 [0171] O material de aço de acordo com a presente invenção é amplamente aplicável a materiais de aço a serem utilizados em um ambiente severo, como uma região polar. É preferível que o material de aço de acordo com a presente invenção possa ser usado como um material de aço utilizado em um ambiente de 15 poço de petróleo. É mais preferível que o material de aço de acordo com a presente invenção possa ser usado como um material de aço, tal como um tubo de revestimento, um tubo de tubulação ou um tubo de linha.

Claims (6)

REIVINDICAÇÕES
1. Material de aço caracterizado por compreender: uma composição química que consiste em, em % em massa: C: 0,20 a 0,45%, Si: 0,05 a 1,00%, Mn: 0,01 a 1,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0050% ou menos, Al: 0,005 a 0,100%, Cr: 0,60 a 1,50%, Mo: maior do que 1,00 a 2,00%, Ti: 0,002 a 0,020%, V: 0,05 a 0,30%, Nb: 0,005 a 0,100%, B: 0,0005 a 0,0040%, N: 0,0100% ou menos, O: menos de 0,0020%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, Zr: 0 a 0,0100%, metal de terras raras: 0 a 0,0100%, Cu: 0 a 0,50%, Ni: 0 a 0,50%, Co: 0 a 0.50%, e W: 0 a 0,50%, com o balanço sendo Fe e impurezas, e satisfazendo a Fórmula (1), em que no material de aço, um diâmetro de grãos de um grão austenítico a priori é de 11,0 m ou menos,
uma área média de precipitado que é precipitado em um contorno de grão austenítico a priori é de 10,010-3 m2 ou menos, e um limite de escoamento é de 758 a 862 MPa: 2,7C+0,4Si+Mn+0,45Ni+0,45Cu+0,8Cr+2Mo3,90 (1) onde teor (% em massa) de um elemento correspondente é substituído por cada símbolo de um elemento na Fórmula (1), e se um elemento correspondente não estiver contido, "0" é substituído pelo símbolo do elemento do elemento relevante.
2. Material de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a composição química conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: Ca: 0,0001 a 0,0100%, Mg: 0,0001 a 0,0100%, Zr: 0,0001 a 0,0100%, e metal de terras raras: 0,0001 a 0,0100%.
3. Material de aço, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado por a composição química conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: Cu: 0,02 a 0,50%, e Ni: 0,02 a 0,50%.
4. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 3, caracterizado por a composição química conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: Co: 0,02 a 0,50%, e W: 0,02 a 0,50%.
5. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 4, caracterizado por o material de aço estar em um tubo de aço de poço de petróleo.
6. Material de aço, de acordo com qualquer uma da reivindicação 1 a reivindicação 5, caracterizado por o material de aço ser um tubo de aço sem emenda.
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