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[en] EFFECT OF THE HIGH FREQUENCY HOT INDUCTION BENDING PARAMETERS AND POST TEMPERING HEAT TREATMENT ON THE STRENGTHENING MECHANISM OF AN API 5L X80 PIPE STEEL / [pt] INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE CURVAMENTO A QUENTE POR INDUÇÃO DE ALTA FREQUÊNCIA E REVENIMENTO POSTERIOR SOBRE OS MECANISMOS DE ENDURECIMENTO DE TUBO DE AÇO API 5L X80RAFAEL DE ARAUJO SILVA 13 March 2019 (has links)
[pt] As correlações dos parâmetros de processamento com a microestrutura e propriedades mecânicas resultantes apresentam grande relevância para o controle da qualidade e manutenção do grau API do tubo curvado por indução. Este trabalho enfoca principalmente nas alterações dos mecanismos de endurecimento para avaliar os efeitos do curvamento a quente e do revenimento posterior. Foi observado que além do refino de grão, a precipitação fina dos microligantes na austenita e a densidade de discordâncias são responsáveis pelas propriedades mecânicas do material como recebido. O endurecimento por solução sólida caracterizado para todas as amostras foi aproximadamente igual. O endurecimento
devido ao refino de grão dependeu do fator de endurecimento. Nas curvas as transformações de fases de baixas temperaturas foram induzidas pela elevação da temperabilidade em função de maiores temperaturas de curvamento, contudo a extensão das camadas temperadas ficou limitada pelas taxas de resfriamento. A principal alteração promovida pelo curvamento a quente e diretamente associada
ao projeto de liga do aço é devido à inibição da precipitação do vanádio e sua manutenção em solução sólida. O endurecimento das curvas a quente devido à precipitação do molibdênio, transformação de fases e densidade de discordâncias não foi suficiente para atingir o limite de escoamento mínimo especificado pela API, para o grau X80, sem a aplicação de revenimento posterior a 600 graus Celsius para obter precipitação fina de vanádio. / [en] The correlation between high frequency hot induction bending parameters with microstructure and mechanical properties is very important in order to keep the bent pipe within the API grade, in according with the API Specification 5L after the induction bending. The measured values of yield strength are a function of hardening mechanisms in both the tangent end and the bent section. The changes imposed by the thermal cycles of hot bending and tempering can modify the contribution of the strengthening mechanisms. This work aims to evaluate the changes of mechanical properties in the tangent end and the bent section from the point of view of the strengthening mechanisms such as phase transformation, dislocation density and precipitation. The results of the microstructural evaluations of the tangent section have shown that the hardening by grain refinement, precipitation in the austenite and the high dislocation density were responsible for high yield strength. The restrict range of cooling rate originated from the hot bending temperature was the most significant parameter on the microstructure, precipitation, dislocation density and hardening of the layers of the bent section. However, in the bend sections the restriction of precipitation of Vanadium significantly decreased the yield strength level. After hot bending the contributions of the strengthening mechanisms such as precipitation, phase transformation and dislocation hardening did not produce the desired minimum value of 552 MPa for the yield strength. Only after the tempering heat treatment at 600 Celsius degrees it was possible to obtain an increase in the yield strength.
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[en] CORRELATION BETWEEN THE INDUCTION HOT BENDING PARAMETERS FOR API X80 PIPE AND THE RESULTING MECHANICAL AND MICROSTRUCTURAL PROPERTIES / [pt] CORRELAÇÃO ENTRE PARÂMETROS DE CURVAMENTO POR INDUÇÃO DE TUBO API X80 E PROPRIEDADES MECÂNICAS E MICROESTRUTURAISRAFAEL DE ARAUJO SILVA 17 January 2018 (has links)
[pt] O presente trabalho compara os efeitos de dois parâmetros diferentes de
curvamento a quente na microestrutura e nas propriedades mecânicas de um tubo
de aço API 5L X80, com carbono equivalente Pcm de 0,17 porcento e sigma NbTiV de
0,11 porcento produzido pelo processo UOE e originado de chapa obtida por
processamento termomecânico sem resfriamento acelerado, cujo limite de
resistência é de 679 MPa. Os dois parâmetros de curvamento consideram potência
de 105 kW e frequência de 2500 Hz, sendo que o segundo curvamento foi
realizado com potência de 205 kW e freqüência de 500 Hz. O aumento da
potência e a redução da freqüência promoveram um aporte térmico maior e uma
camada de zona afetada mais espessa, onde o aquecimento ocorre por resistência
à passagem das correntes induzidas, resultando em distribuição mais uniforme de
tamanho de grão austenítico e aumento da temperabilidade. Durante o
curvamento, um gradiente térmico é formado ao longo da espessura, onde a
superfície externa é temperada em água e a superfície interna é resfriada ao ar
calmo, resultando em alterações microestruturais e de propriedades mecânicas.
Após curvamento com frequência de 500 Hz, os valores de limite de escoamento
são limítrofes e os de resistência superiores aqueles normalizados pela API 5L,
sendo estas variações creditadas a presença de uma maior fração volumétrica de
ferrita bainítica através da espessura do tubo na curva. O tratamento térmico
posterior a 600 graus C mostrou, em ambos os casos, que a temperatura otimizada
melhora o limite de escoamento e a tenacidade do trecho curvado. / [en] The present work aimed to compare the effect of two different bending
parameters on the microstructure and the yield stress of a API5L X80 steel pipe
(679 MPa) with Pcm of 0.17 percent and sigma NbTiV of 0.11 percent produced by the UOE
process and originated from a plate obtained by thermomechanical processing
without accelerating cooling. The two bending parameters considered power of
105 kW and 2500 Hz of frequency and 205 kW and 500Hz. The increase in power
lead to a higher heat input and a thicker layer of heat affected zone, due to the
lower frequency and the resistance to the eddy currents which resulted in a more
homogeneous distribution of the austenitic grain size increasing the hardenability.
During the bending process, a temperature gradient is formed through the
thickness, where this temperature gradient is formed, while the external surface is
water quenched the internal surface is still air cooled, leading to a microstructural
and mechanical properties changes. The strength values obtained after bent at
500Hz, closed to those determined by the API 5L, are credited to the presence of a
higher depth and volume fraction of ferrite bainite through thickness. The post
heat treatment at 600oC proved to be, in both cases, the optimized temperature in
order to improve the yield stress and leading better values of toughness.
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