MÉTODO PARA FABRICAR UN ACERO INOXIDABLE MARTENSITICO
CAMPO DE LA TÉCNICA La presente invención trata de un método para fabricar un acero inoxidable martensítíco y más específicamente trata de un método para fabricar un acero inoxidable martensitico capaz de suprimir la variación en el limite aparente de fluencia lo más posible. ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA Un acero inoxidable martensitico que es excelente en las resistencias mecánicas tales como un limite aparente de fluencia, una resistencia a la tracción y una tenacidad también es aceptable en la resistencia a la corrosión y la termofugacia . Entre los aceros inoxidables martensitico, un acero inoxidable martensitico que contiene, aproximadamente 13% de cromo, tal y como el acero 420 en AISI ("American Iron and Steel Institute", Instituto Americano del Hierro y el Acero) , es excelente en la resistencia a la corrosión especialmente bajo un ambiente expuesto a gas de bióxido de carbono. El. acero inoxidable martensitico que contiene aproximadamente 13% de cromo es generalmente denominado como "acero 13% Cr". Sin embargo, este acero 13% Cr tiene una temperatura inferior máxima que es aplicable para uso práctico. Por lo tanto, el exceso de la temperatura inferior máxima proporciona una menor resistencia a la corrosión, que puede resultar en la restricción en el campo aplicable de uso de este acero 13% Cr. En este contexto, otro acero inoxidable martensítico ha sido mejorado a través de la visión de un elemento de níquel al acero 13% Cr. Este acero inoxidable martensítico generalmente se denomina como "superacero 13Cr" . El acero inoxidable martensítico mejorado no solamente tiene mayor resistencia mecánica tal y como un límite aparente de fluencia, sino también mejor resistencia a la corrosión para el sulfuro de hidrógeno, en comparación con el acero 13% Cr. Entonces, este superacero 13Cr es particularmente adecuado para un tubo para pozo petrolero en un ambiente que contiene sulfuro de hidrógeno. Al fabricar el acero inoxidable martensítico mejorado, se ha adoptado un método a fin de inducir una transformación de martensitas durante temple general instantáneo del acero de una temperatura de no menos del punto Ac3, seguido por revenido. La resistencia mecánica excesivamente alta no es preferible ya que el acero con resistencia mecánica superior es más susceptible a fisuras de tensión de sulfuros. El temple general instantáneo conduce a un acero estructurado con martensita que tiene una resistencia excesivamente alta, pero el revenido posterior lo ajusta a un acero estructurado que tiene la resistencia mecánica deseada. Varios métodos para fabricar acero inoxidable martensítico en el que se mejoró el proceso de revenido para ajustar la resistencia mecánica se divulga como se describe a continuación. Publicación no examinada de patente japonesa números 2000-160300 y 2000-178692 revelan un método para fabricar una aleación alta en cromo con poco carbono para tubo de pozo petrolero, que tiene una resistencia a la corrosión mejorada o resistencia de fisuras de tensión por corrosión con límite aparente de fluencia de calidad 655 N/mm2 (655 MPa) . Termotratamiento austenitizante, de enfriamiento, reviniendo primero a una temperatura no menor punto Acl y no más de punto Ac3, de enfriamiento y después segundo revenido a una temperatura de no menos de 550 °C y no más de punto Acl. También, la publicación no examinada de patente japonesa No. H08-260050 divulga un método para fabricar un tubo de acero enterizo de acero inoxidable martensítico en el cual un acero es revenido a una temperatura de no menos de punto Acl y no más de punto Ac3, y después es enfriado a fin de realizar un trabajo en frío de manera que el acero se ajuste para que tenga un límite aparente de fluencia deseado. DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN Un acero que se usa para un tubo de pozo petrolero que requiere revenido a fin de tener un límite aparente de fluencia dentro de un margen que no es menor que cierto límite inferior que es respectivamente seleccionado dentro de los valores de 552 a 759 MPa (80 a 110 ksi) de acuerdo con cada calidad de la norma de API y también que no es mayor que un límite superior que se calcula sumando 103 MPa al límite inferior. En lo sucesivo, este requisito se denomina como especificación de resistencia de API. Sin embargo, dicho acero inoxidable martensítico como superacero 13Cr que contiene Ni, tiene un punto Acl inferior al acero inoxidable martensítico tal y como el acero 13% Cr que no contiene Ni, que puede conducir a un revenido insuficiente. Por lo tanto, el superacero 13Cr debe ser revenido a una temperatura de aproximadamente el punto Acl ó superior al punto Acl. Como resultado, el acero revenido comprende una estructura de martensita revenida y una de austenita retenida, de manera que la fluctuación de una cantidad de la austenita retenida ocasiona una variación en el límite aparente de fluencia después del revenido. Además, una variación grande del contenido C de un material de acero ocasiona una variación en la cantidad de carburo tal y como VC generado en revenido, que ocasiona una variación en un límite aparente de fluencia de un material de acero. Aunque la variación en el contenido de C entre los respectivos materiales de acero preferentemente se encuentra dentro de 0.005%, es industrialmente difícil suprimir dicha variación . En el presente, la variación significa una variación de propiedad en la resistencia mecánica tal y como un límite aparente de fluencia, y la variación en las composiciones químicas como el contenido de los ingredientes, cuando se compara con una pluralidad de materiales de acero o productos de acero de aceros inoxidables martensíticos . Incluso si los aceros inoxidables martensíticos son elaborados a partir de aceros de la misma composición y en el mismo proceso, la variación en un límite aparente de fluencia se genera inevitablemente a través de un cambio en la microestructura durante el revenido. Para proporcionar a los usuarios productos de acero de alta conflabilidad, es preferible que la variación en un límite aparente de fluencia de los productos sea más pequeña. Las publicaciones antes mencionadas describen los métodos para fabricar tubos de acero con una resistencia mecánica deseada. Sin embargo, ninguna publicación menciona una variación en un límite aparente de fluencia. En cualquier método divulgado anteriormente para fabricar tubos de acero a través de pasos complicados de producción, se asume que controlar las condiciones de producción de manera que se conserve un límite aparente de fluencia dentro de cierto margen es difícil, lo que podría dar como resultado una variación grande en el límite aparente de fluencia. El objetivo de la presente invención es solucionar los problemas antes mencionados y específicamente proporcionar un método para fabricar un acero inoxidable martensítico que tiene una pequeña variación en un límite aparente de fluencia controlando las composiciones químicas, las condiciones de temple general instantáneo y las condiciones de revenido del material de acero. El inventor de la presente estudió primero una relación entre una temperatura de revenido de un acero inoxidable martensítico y un límite aparente de fluencia. Existe una relación constante entre el límite aparente de fluencia y la temperatura de revenido del acero inoxidable martensítico. Esta relación se demuestra a través de la curva de reblandecimiento revenido. La curva de reblandecimiento por revenido es una curva que muestra un límite aparente de fluencia del acero cuando es revenido a temperaturas opcionales . La temperatura de revenido puede ser determinada sobre la base de la curva de reblandecimiento por revenido. En un caso de un acero inoxidable martensítico que contiene Ni de acuerdo con la presente invención, la curva de reblandecimiento por revenido es pronunciada. La Figura 1 es una gráfica que muestra esquemáticamente un ejemplo de una curva de reblandecimiento por revenido. Como se muestra en la gráfica, una curva de reblandecimiento por revenido de un acero inoxidable martensítico que contiene níquel es más pronunciada en la cercanía del punto Acl, en comparación con la curva de reblandecimiento por revenido de un acero inoxidable martensítico libre de Ni. Por lo tanto, al fabricar un acero inoxidable martensítico dentro del margen del límite aparente de fluencia que es permitido en la especificación de resistencia de API, con respecto a cierto límite aparente de fluencia seleccionado, el margen que se puede seleccionara de la temperatura de revenido en el acero inoxidable martensítico con contenido de níquel se hace más estrecho que el del acero inoxidable martensítico libre de níquel. El margen estrecho de la temperatura de revenido no puede corresponder con la fluctuación de una temperatura de horno al realizar el revenido, ya que dificulta la producción de un acero inoxidable martensítico que satisface la especificación de resistencia de API debido al aumento en la variación del límite aparente de fluencia del acero inoxidable martensítico. De ese modo, si se suprime un cambio pronunciado en la curva de reblandecimiento por revenido, la variación en un límite aparente de fluencia puede ser suprimida . Además, un acero inoxidable martensítico que contiene níquel, según se describe anterior, debe ser llevado a revenido a una temperatura cerca del punto Acl ó arriba del punto Acl, lo que ocasiona que ocurra no solamente el reblandecimiento de la martensita por revenido, sino también el reblandecimiento por transformación de la austenita. La transformación de la austenita se ve sustancialmente influenciada por el tiempo de espera durante el revenido. En consecuencia, el tiempo de espera también debe ser controlado. En operación real, también puede ocurrir variación en las condiciones de revenido tales como una fluctuación en la temperatura durante el revenido y un período más prolongado de tiempo en el horno, que es ocasionado por una diferencia en el transcurso del tiempo entre el paso de revenido y el paso subsiguiente. Si dicha variación puede ser suprimida, es posible suprimir la variación en el límite aparente de fluencia. La presente invención es una invención que es un método para suprimir la variación en un límite aparente de fluencia de acero inoxidable martensítico mediante el control estricto del aumento en la inclinación de la curva de reblandecimiento por revenido y las condiciones de revenido. Los siguientes rubros (1) a (3) son métodos para fabricar aceros inoxidables martensíticos de acuerdo con la presente invención . (1) Un método para fabricar un acero inoxidable martensítico que se caracteriza porque comprende los siguientes pasos (a) a (c) : (a) preparar un acero que tiene una composición química que consta de, por % de masa, C:0.003 a 0.050%, Si:0.05 a 1.00%, Mn:0.10 a 1.50%, Cr:10.5 ~ 14.0%, Ni : 1.5 a 7.0%, V:0.02 a 0.20%, N:0.003 a 0.070%, Ti: no más de 0.300% y el equilibrio de Fe y las impurezas y de P y S entre las impurezas no son más de 0.035% y no más de 0.010% respectivamente, y que también satisface la siguiente ecuación: ( [Ti] - 3.4 x [N] ) / [C] > 4.5 en donde [C] , [N] y [Ti] significan el contenido (% de masa) C, N y Ti, respectivamente. (b) calentar el acero a una temperatura entre 850 y 950°C, (c) temple general instantáneo del acero, y (d) revenir el acero a una temperatura entre Acl-35°C y Acl+35°C y en una condición de no más de 0.5 del valor de la variación ÁLMP1 en las características de reblandecimiento LMP1, que se definen por la siguiente ecuación: LMP1=T x (20 + 1.7 x log (t) ) x 10"3 En donde T es una temperatura de revenido (K) , y t es un tiempo de revenido (hora) . (2) Un método para fabricar un acero inoxidable martensítico que se caracteriza porque comprende los siguientes pasos (a) a (c) : (a) preparar un acero que tiene una composición química que consta de, por % de masa, C:0.003 a 0.050%, Si:0.05 a 1.00%, Mn:0.10 a 1.50%, Cr:10.5 ~ 14.0%, Ni : 1.5 a 7.0%, V:0.02 a 0.20%, N:0.003 a 0.070%, Zr: no más de 0.580% y el balance de Fe y las impurezas y P y S entre las impurezas que no son más de 0.035% y no más de 0.010% respectivamente, y que también satisface la siguiente ecuación : ( [Zr] - 6.5 x [N] ) / [C] > 9.0 en donde [C] , [N] y [Zr] significan el contenido (% de masa) de C, N y Zr, respectivamente, (b) calentar el acero a una temperatura entre 850 y 950°C, (c) templar de manera general instantánea el acero, y (d) revenir el acero a una temperatura entre Acl-35 °C y Acl+35°C y en una condición de no más de 0.5 del valor de la variación ALMPl en las características de reblandecimiento LMP1, que se define por la siguiente ecuación : LMP1 = T x (20+1.7 x log(t)) x 10"3 en donde T es una temperatura de revenido (K) , y t es un tiempo de revenido (hora) . (3) Un método para fabricar un acero inoxidable martensítico que se caracteriza porque comprende los siguientes pasos (a) a (c) : (a) preparar un acero que tiene una composición química que consta de por % de masa, C: 0.003 a 0.050%, Si:0.05 a 1.00%, Mn:0.10 a 1.50%, Cr:10.5 ~ 14.0%, Ni : 1.5 a 7.0%, V:0.02 a 0.20%, N:0.003 a 0.070%, Ti: no más de 0.300%, Zr: no más de 0.580% y el balance de Fe y las impurezas y de P y S entre las impurezas no son más de 0.035% y no más de 0.010% respectivamente, y que también satisface la siguiente ecuación: ([Ti] + 0.52 x [Zr] - 3.4 x [N] ) / [C] > 4.5 en donde [C] , [N] , [Ti] y [Zr] significan el contenido (% de masa) C, N, Ti y Zr, respectivamente. (b) calentar el acero a una temperatura entre 850 y 950°C, (c) temple general instantáneo del acero, y (d) revenir el acero a una temperatura entre Acl-35 °C y Acl+35°C y en una condición de no más de 0.5 del valor de la variación AL Pl en las características de reblandecimiento LMP1, que se definen por la siguiente ecuación: LMP1=T x (20 + 1.7 x log (t) ) x 10"3 En donde T es una temperatura de revenido (K) , y t es un tiempo de revenido (hora) . También, es preferible que el acero inoxidable raartensítico de acuerdo con cualquiera de los anteriores, contenga además 0.2 a 3.0% de masa de Mo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica que muestra esquemáticamente un ejemplo de la curva de reblandecimiento por revenido . La Figura 2 es una gráfica que muestra esquemáticamente la curva de reblandecimiento por revenido para explicar una gama de temperatura de revenido ??. La Figura 3 es una gráfica que muestra la relación entre ( [Ti] -3.4 [N] ) / [C] y ??. La Figura 4 es una gráfica que muestra la relación entre ( [Zr] -6.5x [N] ) / [C] y ??. La Figura 5 es una gráfica que muestra la relación entre ( [Ti] -0.52x [Zr] -3.4x [N] ) / [C] y AT. La Figura 6 es una gráfica que muestra la relación entre las características de reblandecimiento LMP1 y el límite aparente de fluencia YS, y La Figura 7 es una gráfica que muestra las relaciones entre AL Pl y la desviación normal del límite aparente de fluencia YS . MEJOR MODO DE LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN Un acero inoxidable martensítico fabricado mediante el método de acuerdo con la presente invención tiene cualquier forma tal y como chapa, tubo y barra. En un método para fabricar un acero inoxidable martensítico de acuerdo con la presente invención, (1) una composición química de un material de acero, (2) temple general instantáneo y (3) revenido se describirán en detalle a continuación. Se hace notar que el "%" en el contenido de un ingrediente significa "% de masa" . (1) Composición química del material de acero Una composición química de un material de acero influye en la inclinación de la curva de reblandecimiento por revenido y otras propiedades. En particular C, V, Ti y Zr tienen una gran influencia en la inclinación de la curva de reblandecimiento por revenido. De ese modo la composición química de un material de acero se define como sigue. C:0.003 a 0.050% C (Carbono) produce carbono junto con otros elementos por revenido. En particular, cuando VC se forma, el límite aparente de fluencia del acero mismo aumenta más que lo requerido y una susceptibilidad a grietas por tensión de sulfuro aumenta. De ese modo, es mejor un contenido menor de C. Sin embargo, debido a que es necesario tiempo en exceso para afinado en un proceso de producción de acero, una reducción excesiva del contenido de C conduce a un aumento en el costo de producción del acero. En consecuencia, el contenido de C es preferiblemente 0.003% ó más. Por otro lado, incluso en un caso en que C está contenido en el material de acero, si Ti y/o Zr están también contenido en el material de acero, estos preferentemente se unen a C para formar TiC y ZrC, lo que no conduce a un aumento en el límite aparente de fluencia. Así, puede suprimirse la formación de VC . Para suprimir la formación de VC a través de Ti ó Zr, es necesario que el contenido de C sea 0.050% ó menos. Si:0.05 a 1.00% Si (Silicio) es un elemento necesario como desoxidante en la producción de acero. Debido a que una gran cantidad de contenido de Si deteriora la tenacidad y la ductibilidad, es mejor un menor contenido de C. No obstante, una reducción extrema del contenido de Si conduce a un aumento en el costo de fabricación de acero. Por lo tanto, el contenido de Si de preferencia es de 0.05% ó más. Por otro lado, para evitar el deterioro de la tenacidad y ductilidad, el contenido de Si debe ser menor a 1.00%. Mn: 0.10 a 1.50% Mn (Manganeso) es también un elemento necesario como desoxidante similar al silicio. Además, Mn es un elemento estabilizador de la austenita y también aumenta la capacidad de trabajo en caliente suprimiendo la precipitación de la ferrita del trabajo en caliente. Para aumentar la capacidad de trabajo en caliente, el contenido de Mn debe ser 0.10% ó más. Sin embargo, debido a que un contenido excesivo de Mn deteriora la tenacidad, el contenido de Mn necesitar ser 1.5% ó menos. Además, para aumentar la resistencia a las picaduras y la tenacidad, el contenido de Mn de preferencia es menor a 1.00%. Cr:10.5 a 14.0% Cr (Cromo) es un elemento efectivo para aumentar la resistencia a la corrosión del acero, en particular es un elemento que aumenta la resistencia a la corrosión por C02. Para evitar las picaduras y la corrosión a intervalos, el contenido de Cr debe ser 10.5% ó más. Por otro lado, Cr es un elemento formador de ferrita. Cuando el contenido de Cr excede 14.0%, se produce ferrita d durante el calentamiento a alta temperatura, lo que reduce la capacidad de laboreo térmico. Como la cantidad de ferrita es aumentada, incluso si el revenido se realiza a fin de aumentar la resistencia a las grietas por corrosión debido a tensiones, el límite aparente de fluencia requerido no puede ser obtenido. Por lo tanto, es necesario que el contenido de Cr sea 14.0% ó menos. Ni: 1.5 a 7.0% Ni (Níquel) es un elemento para estabilizar la austenita. Si el contenido de C del acero inoxidable martensítico de acuerdo con el acero de la presente invención es bajo, la capacidad de laboreo térmico es notablemente mejorada al incluir Ni en el acero. Además, el Ni es un elemento necesario para producir una estructura de martensita y asegurar el límite aparente de fluencia necesario y la resistencia a la corrosión. De ese modo, es necesario que el contenido de Ni sea 1.5% ó más. Por otro lado, cuando Ni se agrega en exceso, incluso si una estructura de austenita es cambiada a una estructura de martensita mediante enfriamiento a partir de alta temperatura, una parte de la estructura de la austenita permanece, lo que no proporciona un límite aparente de fluencia estable y una reducción en la resistencia a la corrosión. En conformidad, es necesario que el contenido de Ni sea 7.0% ó menos. V: 0.02 a 0.20% V (Vanadio) se une al C en el revenido para formar VC. Debido a que VC hace que la curva de reblandecimiento por revenido sea pronunciada, es preferible que el contenido de V sea lo menos posible. Sin embargo, debido a que una reducción extrema en el contenido de VC conduce a un aumento en el costo de producción del acero, el contenido de V de preferencia es 0.02% ó más. Por otro lado, cuando el contenido de V excede 0.20%, incluso si Ti y/o Zr se agregan al acero conteniendo una gran cantidad de C, C no se consume y VC se forma. Entonces, como la tenacidad después del revenido se eleva notablemente, es necesario que el contenido de V sea 0.20% ó menos. N: 0.003 a 0.070% N (Nitrógeno) tiene un efecto de aumentar el límite aparente de fluencia del acero. Cuando el contenido de N es grande, la susceptibilidad de grietas por tensión del sulfuro aumenta y existe la posibilidad de que ocurra la formación de grietas. Además, N preferentemente se une más a Ti y Zr que a C, y puede evitar que se estabilice el límite aparente de fluencia. De ese modo el contenido de N necesita ser 0.070% ó menos. Cuando la resistencia a la corrosión y el limite aparente de fluencia estable son necesarios, el contenido de N de preferencia debe ser 0.010% ó menos. Por otro lado, debido a que el tiempo necesario para afino en un proceso de fabricación de acero se hace más prolongado a fin de reducir el contenido de N, la extrema reducción en el contenido de N conduce a un aumento en el costo de producción del acero. En consecuencia es preferible que el contenido de N sea de 0.003% ó más. Ti: 0300% ó menos y ( [Ti] -3.4 [N] ) / [C] ) > 4.5. Ti (Titanio) de preferencia se une a C que se disuelve durante el revenido para formar Tic de manera que Ti tiene un efecto para suprimir un aumento en el límite aparente de fluencia conforme se forma VC. Además, como la variación en el contenido de C conduce a una variación en la cantidad del VC formado por revenido, la variación en el contenido de C de preferencia se conserva en 0.005% ó menos. Sin embargo, es industrialmente difícil mantener la variación en el contenido de C a un margen bajo de manera que el contenido de C debe ser 0.005% ó menos. Ti tiene un efecto de reducir la variación en el límite aparente de fluencia debido a la variación del contenido de C. La Figura 2 es una gráfica que esquemáticamente muestra la curva de reblandecimiento por revenido que explica la gama de temperatura de revenido ??. ?? es una gama de la temperatura de revenido para satisfacer la especificación de resistencia de API antes mencionada, que es, una gama dentro del límite inferior y el límite superior del límite aparente de fluencia de acuerdo con la norma de API. Como se muestra en la Figura 2 , una gama de temperatura de revenido ?? es una gama de temperatura del límite inferior del límite aparente de fluencia en una resistencia de especificación de API al límite superior del límite aparente de fluencia obtenido sumando 103 MPa al límite inferior, en posiciones de inclinación pronunciada. Tomando en consideración los cambios de las temperaturas de horno para revenido de un acero inoxidable martensítico, una inclinación más pequeña de la curva de reblandecimiento por revenido y una gama más amplia de temperaturas de revenido seleccionables se prefieren para suprimir la variación en el límite aparente de fluencia. Esa es la razón por la que se prefiere una ?? grande. Los cambios de temperatura en un horno de revenido propiamente dicho tal y como un horno de largueros móviles es aproximadamente + 10 °C. De ese modo, si ?? es aproximadamente 30°C, que se calcula sumando 10 °C a 20 °C de un ancho de cambio de la temperatura del horno, la variedad de los límites aparentes de fluencia entre los aceros inoxidables martensíticos puede mantenerse dentro de la "especificación de resistencia de API" . La Figura 3 es una gráfica que muestra la relación entre ( [Ti] -3.4 [N] ) / [C] y ??. ( [Ti] -3. [N] / [C] significa una cantidad de Ti consumido como carburo después de sustraer el Ti consumido con nitruro ya que Ti se une a N para formar nitruro. A partir de la Figura 3, la condición es ( [Ti] -3.4x [N] / [C] >4.5 a fin de que ?? sea 30 °C ó más. Si esta condición es satisfecha, el problema de variación debido a las composiciones de los materiales del acero puede ser resuelto. Por otro lado, debido a que una adición excesiva de Ti aumenta el costo, el contenido de Ti de preferencia es 0.300% ó menos. Zr: 0.580% ó menos y ( [Zr] -6.5x [N] / [C] >9.0 Zr (Zirconio) tiene el mismo efecto que Ti . La Figura 4 es una gráfica que muestra la relación entre ( [Zr] -6.5x[N]/[C] y AT. En la Figura 4, la condición es ( [Zr] -6.5x [N] / [C] >9.0 a fin de que ?? sea de 30 °C ó más. Por otro lado, debido a que la adición excesiva de Zr aumenta el costo similar a una adición excesiva de Ti, el contenido de Zr de preferencia es 0.580% ó menos.
La Figura 5 es una gráfica que muestra entre ( [Ti] +0.52x[Zr] -3.4x[N] ) / [C] y ??. Como aparece en la Figura 5, ( [Ti] +0.52x[Zr] -3.4x[N] )/ [C] > 4.5 es preferible a fin de permitir que Ti y Zr estén contenidos en el material de acero. Se observa que, de preferencia, el contenido de Ti es 0.300% ó menos y el contenido de Zr es 0.580% ó menos. Mo: 0.2 a 3.0% ó menos. Mo (Molibdeno) podría estar contenido en el acero. Si Mo es parte del acero, éste tiene un efecto que aumenta la resistencia a la corrosión similar a cromo. Además, Mo tiene un efecto notable en la reducción de la susceptibilidad a la formación de grietas por tensión del sulfuro. Para obtener estos efectos agregando Mo al acero, el contenido de Mo de preferencia es de 0.2% ó más. Por otro lado, si el contenido de Mo es grande se reduce la capacidad de laboreo térmico. En consecuencia, es necesario que el contenido de Mo sea 3.0% ó menos . El acero incluye impurezas de P y F. Su contenido es controlado hasta un nivel específico como sigue: P: 0.035% ó menos. P (Fósforo) es un elemento de impureza contenido en el acero. Una cantidad grande de P en el acero ocasiona notables defectos del acero y reduce notablemente la tenacidad. En consecuencia, el contenido de P de preferencia es 0.035% ó menos.
S : 0.010% ó menos S (Azufre) , similar al P, es un elemento de impureza contenido en el acero. Una cantidad grande de S en el acero deteriora notablemente la capacidad de laboreo térmico y la tenacidad. En consecuencia, el contenido de S de preferencia debe ser 0.010% ó menos. Es de notar que el contenido de Ca de no más de 0.0100% (100 ppm) está permitido como una impureza. (2) Temple general instantáneo En la presente invención, los materiales de acero que tienen composiciones químicas de (1) anterior, se calientan a 850 a 950 °C y son enfriados. Si la temperatura anterior al temple general instantáneo excede 950 °C, la tenacidad se deteriora y la cantidad de carburo disuelto en el acero aumenta y se aumenta el carbono libre. De ese modo Ti y/o Zr no funcionan efectivamente y VC se forma durante el revenido para aumentar el límite aparente de fluencia. Como resultado la inclinación de la curva de reblandecimiento por revenido se hace más pronunciada y la variación en el límite aparente de fluencia es aumentada. Por otro lado, si la temperatura anterior al temple general instantáneo es inferior a 850 °C, la disolución del carburo es insuficiente y la variación en el límite aparente de fluencia se genera. Además, debido a que la uniformidad de la estructura se hace insuficiente, la resistencia a la corrosión se deteriora. Por lo tanto, la temperatura previa al temple general instantáneo se fija en 850 a 950°C y un tiempo determinado se mantiene dentro de la gama de temperaturas. El remojo del material de acero se efectúa y se realiza el enfriamiento instantáneo. El proceso de templen general instantáneo no es particularmente limitado. (3) Revenido la antes mencionada composición química de material de acero (1) y temple general instantáneo (2) se establecen de que se dé como resultado una inclinación suave de la curva de reblandecimiento por revenido, que reduce las variaciones en las concentraciones mecánicas. Sin embargo, una inclinación suave de la curva de reblandecimiento de revenido no siempre puede conducir a la reducción de las variaciones de las resistencias. Debido a que el contenido de Ni en los materiales de acero tiene las composiciones químicas antes mencionadas, el punto de Acl es inferior a acero 13% Cr. De ese modo, el acero debe ser revenido a una temperatura de revenido de aproximadamente del punto Acl ó arriba del punto Acl a fin de obtener el límite aparente de fluencia deseado. Cuando los materiales de acero que tienen composiciones químicas descritas en el rubro 1 anterior son revenidas a dicha temperatura de revenido, no solamente el reblandecimiento de la estructura de martensita misma sino también el reblandecimiento de la estructura de martensita transformada en austenita (transformación Acl) se forma. En este caso, incluso si el contenido de Ti y/o el contenido de Zr en el material de acero se ajusta a fin de reducir las variaciones en el límite aparente de fluencia debido a la composición química del material de acero, las variaciones en el límite aparente de fluencia de los aceros inoxidables martensíticos revenidos se aumenta mediante la generación de reblandecimiento rápido con el paso del tiempo. Por lo tanto, las relaciones entre el límite aparente de fluencia, la temperatura de revenido y el tiempo de revenido fueron examinadas . La Figura 6 es una gráfica que muestra la relación entre las características de reblandecimiento LMP1 y el límite aparente de fluencia de YS. En el presente LMP1 se expresa a través de: LMPl=Tx(20 + 1.7xlog(t)) x 10"3 donde T es una temperatura de revenido (K) y t es el tiempo de revenido (hora) . Puede verse en la Figura 6 que existe una relación específica entre LMP1 y YS. Sin embargo, en la operación real, como se describe anteriormente, pueden ocurrir variaciones en las condiciones de revenido tal y como una fluctuación en la temperatura de horno durante el revenido y un período de tiempo más prolongado en el horno, que es ocasionado por una diferencia en el tiempo que transcurre entre el paso de revenido y el paso posterior. Estos hechos conducen a una generación de una desviación entre el valor diseñado de LMP1 y el valor real de mismo. Incluso si una pluralidad de materiales de acero son revenidos con el mismo valor diseñado, las variaciones se generan en los valores reales de LMP1 por lo materiales de acero dando como resultado la generación de variaciones en los límites aparentes de fluencia de los aceros inoxidables martensíticos . La Figura 7 es una gráfica que muestra las relaciones entre ALMPl y la desviación normal del límite aparente de fluencia YS . ALMPl significa una variación en LMP1 obtenido cuando los valores reales de LMP1 de los materiales de acero revenido fueron medidos, lo que es un valor calculado a partir de una diferencia entre el valor máximo y el valor mínimo del LMP1. La Figura 7 muestra que la desviación normal de LMP1 es más pequeña conforme LMP1 se vuelve más pequeño. También las variaciones en el límite aparente de fluencia se hacen más pequeñas. En la presente invención, ? LMP1 se define como 0.5 ó menos. Entonces la desviación normal s de las variaciones en los límites aparentes de fluencia es aproximadamente 12. En este caso, como 3s es aproximadamente 36, entonces las variaciones en el límite aparente de fluencia de los aceros inoxidables martensíticos producidos pueden ser mantenidas dentro de un margen de aproximadamente 1/3 de 103 MPa en la "especificación de resistencia API" antes mencionada. Se observa que los límites de las temperaturas de revenido se definen como punto Acl + 35°C. Si la temperatura de revenido excede "punto Acl+35°C" una tendencia a reblandecimiento ocasionada por la transformación de austenita es fuerte y el avance del reblandecimiento aumenta rápidamente, así que después es difícil dar un límite aparente de fluencia deseado al acero inoxidable martensítico. Por otro lado, si la temperatura de revenido es inferior que "punto Acl-35°C" el acero inoxidable martensítico no puede ser reblandecido. Si la temperatura de revenido y el tiempo de revenido se controlan según lo que se describe anteriormente, el revenido es suficiente. Específicamente si el ajuste de temperatura en una zona de internación y el paso para alimentar los materiales de acero en un horno de largueros móviles son controlados con precisión, los aceros inoxidables martensíticos con una variación pequeña en límite aparente de fluencia pueden ser obtenidos . EJEMPLO Para confirmar los efectos de la presente invención, se fabricaron 10 piezas de prueba por cada condición y se midieron los límites aparentes de fluencia (YS) . Después las variaciones de los límites aparentes de fluencia fueron examinados calculando su desviación normal . Para las piezas de prueba se usó cada uno de los tubos de acero con un diámetro exterior de 88.9 mm, un grosor de pared 6.45 mm y una longitud de 9600 mm. Las Tablas 1, 2, 3 y 4 respectivamente muestran las composiciones químicas y los puntos Acl en sus composiciones de tubos de acero producidos como piezas de prueba. El grupo A de materiales que aparece en la Tabla 1, está fuera del alcance de una composición química definida por la presente invención, además, el grupo B de materiales, que se muestra en la Tabla 2, se encuentra dentro del alcance de la composición química definida por la presente invención y no contiene cantidades sustánciales de Zr. También, el grupo C de materiales que se muestra en la Tabla 3 se encuentra dentro del alcance de la composición química definida por la presente invención y no contiene cantidad sustancial de Ti. Adicionalmente, el grupo D de materiales, que aparece en la Tabla 4 se encuentra dentro del alcance de una composición química definida por la presente invención y contiene cantidades sustanciales tanto de Ti como de Zr.
Tabla 1
Tabla 2 Composición Química (% en masa) el balance Fe e impure zas Punto
¡Materiales C Si Mn Cr Ni V N Mo Ti Zr P S [TÍ-3.4 Acl
Grupo B % % % % % % % % % % % % Nl/C (°c)
B01 0.007 0.25 0,82 12.4 5.8 0.06 0.006 2.0 0.058 0 0.014 0.001 5.37 620
B02 0.006 0.27 0.80 12.7 6.1 0.05 0.006 1.9 0.062 0 0.012 0.002 6.93 609
B03 0.008 0.24 0.77 12.6 5.9 0.06 0.005 2.0 0.083 0 0.015 0.001 8.25 618
B04 0.007 0.24 0.81 12.6 5.9 0.07 0.014 1.9 0.080 0 0.012 0.001 4.63 615
B05 0.009 0.25 0.79 12.9 5.8 0.06 0.034 2.0 0.158 0 0.012 0.001 4.71 621
B06 0.008 0.27 0.80 12.8 5.7 0.05 0.053 2.0 0.219 0 0.016 0.002 4.85 623
B07 0.009 0.25 0.77 12.3 5.8 0.06 0.088 1.9 0.276 0 0.017 0.001 4.98 619
B08 0.012 0.23 0.78 12.6 6.0 0.05 0.007 2.0 0.085 0 0.016 0.002 5.10 614
B09 0.016 0.24 0.79 12.9 5.7 0.07 0.008 1.9 0.1 10 0 0015 0.001 5.18 621
B10 0.019 0,27 0.83 12.8 6.1 0.06 0.007 2.0 0.1 13 0 0.0 3 0.002 4.69 610
B1 1 0.022 0.24 0.75 12.4 5.7 0.07 0.005 1.8 0.121 0 0.012 0.002 4.73 620
B12 0.027 0.28 0.80 12.5 5.9 0.04 0.006 1.9 0.152 0 0.017 0.001 4.87 615
B13 0.033 0.25 0.82 12.3 6.2 0.04 0.005 2.0 0.169 0 0.018 0.001 4.61 607
B14 0.039 0.26 0.79 12.2 5.9 0.06 0.007 2.0 0.203 0 0.012 0.002 4.59 618
B15 0.043 0.24 0.78 12.7 5.8 0.07 0.008 1.9 0.231 0 0.013 0.001 4.74 619
B16 0.048 0.28 0.82 12.5 6.1 0.05 0.007 2.0 0.254 0 0.016 0.002 4.80 61 1 Tabla 3 : Composición Qu única í% de masa) el balance: Fe e impi irezas Punto
Materiales Ti Zr P S [Zr-6.5 x N]/C Acl ·
C Si n Cr Ni V N Mo Grupo C % % % % % % % % % % % % CQ
COI 0.006 0.24 0.41 12.3 6.1 0.05 0.007 0.0 0.001 0.121 0.012 0.002 12.58 570
C02 0.006 0.26 0.48 17,2 6.0 0.06 0.007 1.9 0.001 0.128 0.012 0.002 13.75 620
C03 0.007 0.25 0.47 12.7 5.8 0.06 0.006 1.9 0.001 0.15 0.014 0.002 16.43 626
C04 0.008 0.24 0.45 12.5 5.7 0.05 0.012 2.0 0.001 0.170 0.012 0.001 11.50 631
C05 0.006 0.27 0.47 12.7 5.9 0.07 0.029 1.9 0.001 0.309 0.01 1 0.003 20.08 624
C06 0.007 0.22 0.48 12.9 6.0 0.05 0.048 1.9 0.001 0.421 0.018 0.001 15.57 619
C07 0.007 0.23 0.46 12.3 6.2 0.04 0.067 2.0 0.001 0.564 0.012 0.002 18.36 615
C08 0.011 0.27 0.42 12.7 5.5 0.06 0.008 1.9 0.001 0.186 0.018 0.001 12.18 637
C09 0.014 0.20 0.43 12.8 5.9 0.08 0.007 1.9 0.001 0.202 0.012 O.002 11.18 624
C10 0.018 0.21 0.41 12.4 6.2 0.07 0.007 2.1 0.001 0.213 0.016 0.001 9.31 620
C11 0.021 0.23 0.39 12.7 6.1 0.06 0.007 1.9 0.001 0.256 0.017 0.003 10.02 619
C12 0.027 0.26 0.43 12.8 5.8 0.04 0.005 1.9 0.001 0.312 0.016 0.001 10.35 626
Ct3 0.032 0.21 040 12.6 5.7 0.05 0.006 1.8 0.001 0.344 0.016 0.002 9.53 627
C14 0.038 0.20 0.47 12.7 5.8 0.07 0.006 2.0 0.001 0.412 0.015 0.002 9.82 628
C15 0.043 0.23 0.49 12.5 5.8 0.05 0.007 2.1 0.001 0.480 0.017 0.001 10.10 630
C16 0.047 0.26 0.43 12.4 5.7 0.04 0.008 0.0 0.001 0.520 0.012 0.001 9.96 582
Tabla 4 :
Las piezas de prueba con composiciones químicas que aparecen en las Tablas 1 a 4, que se calentaron a 900 °C durante 20 minutos y se enfriaron rápidamente en agua, fueron después sometidas al tratamiento de revenido. En el tratamiento de revenido, las piezas de prueba fueron calentadas a una temperatura cercana al punto Acl en un horno de largueros móviles, se mantuvieron ahí por un tiempo y se impregnaron, después se sacaron del horno y se enfriaron. Durante el calentamiento de las piezas de prueba en el horno de largueros móviles, el tiempo de calentamiento fue controlado correctamente para impartir variaciones en L P1 a fin de diferenciar una por una de las condiciones del tratamiento de temple general instantáneo de los 10 tubos de acero . La Tabla 5 describe las temperaturas de revenido y ALMPl de las condiciones de revenido de T01 a T20 para las piezas del grupo A, las cuales se encuentran fuera del alcance de una composición química definida en la presente invención. La Tabla 6 describe las temperaturas de revenido y ÁLMP1 de las condiciones de revenido de T21 a T36 para las piezas de prueba del grupo B que se encuentran dentro del alcance de una composición química definida en la presente invención. El ALMPl en la Tabla 6 es un valor fuera de un margen de variación definido por la presente invención. La Tabla 7 describe temperaturas de revenido y ALMPl de las condiciones de revenido de T37 a T52 para las piezas de prueba del grupo B las cuales se encuentran dentro del alcance de la composición química definida en la presente invención. Las condiciones de revenido de T37 a T52 en la Tabla 7 satisfacen las condiciones de revenido que se definen en la presente invención. La Tabla 8 describe las temperaturas de revenido y
ALMPl de las condiciones de revenido de T53 a T68 para las piezas de prueba del grupo C, las cuales se encuentran dentro del alcance de una composición química definida en la presente invención. Las condiciones de revenido de T53 a T68 en la Tabla 8 satisfacen las condiciones de revenido definidas en la presente invención. La Tabla 9 describe las temperaturas de revenido y ALMPl de las condiciones de revenido de t69 a T75 para las piezas de prueba del grupo D que se encuentra dentro del alcance de una composición química definida en la presente invención. Las condiciones de revenido de T69 a T75 en la Tabla 9 satisface las condiciones de revenido que se definen en la presente invención. Las piezas de prueba revenidas se enfriaron rápidamente y se sometieron al tratamiento de revenido en diversas temperaturas en un horno experimental para obtener curvas de reblandecimiento por revenido. Entonces ?? se confirmó y los límites aparentes de fluencia (YS) con base en la determinación de alargamiento de 0.5% de todas las piezas de prueba fueron medidos y una desviación normal de YS se calculó para cada condición de revenido. La Tabla 10 describe ?? describe y las desviaciones normales de YS en las condiciones de revenido de T01 a T20. Debido a que las piezas de prueba del grupo A se encuentran fuera del alcance de una composición química definida por la presente invención, cualquier ?? no llega a 30. Como resultado las desviaciones normales de YS mostraron valores de más de 12. La Tabla 11 describe ?? y las desviaciones normales de YS en las condiciones de revenido de T21 a T36. Debido a que las piezas de prueba del grupo B se encuentran dentro del alcance de una composición química definida por la presente invención cualquier ?? es 30 ó más. Sin embargo, debido a que AL Pl es un valor fuera de un margen de variación definido por la presente invención, las desviaciones normales de YS mostraron valores de más 12. La Tabla 12 describe ?? y las desviaciones normales de YS en las condiciones de revenido de T37 a T52. Debido a que las piezas de prueba del grupo B se encuentran dentro del alcance de una composición química definida por la presente invención y ALMPl se encuentra dentro de un margen de variación definido en la presente invención, cualquier ?? es 30 ó más y las desviaciones normales de YS mostraron valores de 12 ó menos . La Tabla 13 describe ?? y las desviaciones normales de YS en las condiciones de revenido de T53 a T68. Debido a que las piezas de prueba del grupo C se encuentran dentro del alcance de una composición química definida por la presente invención y ALMPl se encuentra dentro de un margen de variación definido en la presente invención, cualquier ?? es 30 ó más y las desviaciones normales de YS mostraron valores de 12 ó menos . La Tabla 14 describe ?? y las desviaciones normales de YS en las condiciones de revenido de T69 a T75. Debido a que las piezas de prueba del grupo D se encuentran dentro del alcance de una composición química definida por la presente invención y ALMPl se encuentra dentro de un margen de variación definido en la presente invención, cualquier ?? es 30 ó más y las desviaciones normales de YS muestran valores de 12 ó menos.
Tabla 5 :
Tabla 6:
Tabla 7
Tabla 8:
Tabla 9:
Tabla 10:
Tabla 11:
Tabla 12:
Tabla 13:
Tabla 14:
Como puede verse a partir de las descripciones antes mencionadas, el método para fabricar un acero inoxidable martensítico de acuerdo con la presente invención, puede conducir a una pequeña variación en las resistencias mecánicas de los aceros inoxidables martensiticos . APLICABILIDAD INDUSTRIAL En el método de la presente invención un acero inoxidable martensítico se produce controlando la composición química de un material de acero, enfriando rápidamente el acero a una temperatura apropiada a fin de evitar una inclinación pronunciada de una curva de reblandecimiento por revenido, y controlando con precisión las condiciones de revenido. En consecuencia, una variación en los límites aparentes de fluencia en los aceros inoxidables martensiticos puede mantenerse pequeña. Los materiales de acero producidos por la presente invención son muy útiles para productos tales como tubos de pozos petroleros .