BR112019025658B1 - Tubo de liga austenítica e método para a sua produção - Google Patents

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Abstract

É fornecido um tubo de liga austenítica que possui elevado limite elástico, excelente resistência SCC, anisotropia de resistência suprimida e alta detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. O tubo de liga austenítica de acordo com a presente divulgação tem uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,004 a 0,030%, Si: 1,00% ou menos, Mn: 0,30 a 2,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0020% ou menos, Al: 0,001 a 0,100%, Cu: 0,050 a 1,50%, Ni: 25,00 a 55,00%, Cr: 20,00 a 30,00%, Mo: 2,00 a 10,00%, e N: 0,005 a 0,100%, com o balanço sendo Fe e impurezas. Um número de granulometria de grão de cristal de austenita é de 2,0 a 7,0 e uma razão de grão mistos não é superior a 5%. YS de tração não é inferior a 758 MPa, YS compressivo/YS de tração é de 0,85 a 1,10 e o diâmetro externo não é inferior a 170 mm.

Description

CAMPO TÉCNICO
[0001] A presente invenção refere-se a um tubo de liga austenítica e um método para a sua produção.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
[0002] Em poços de petróleo e poços de gás (na presente descrição, poços de petróleo e poços de gás são chamados coletivamente de “poços de petróleo”), são utilizados produtos tubulares petrolíferos. Os tipos de produtos tubulares petrolíferos incluem tubos de revestimento, tubos de tubulação e similares. Um tubo de revestimento é inserido em um poço de petróleo. O cimento é preenchido entre um tubo de revestimento e uma parede do eixo e o tubo de revestimento é preso no eixo. O tubo de tubulação é inserido no tubo de revestimento e permite que o fluido do produto, como petróleo e gás bruto, etc., flua para dentro.
[0003] O fluido do produto pode conter gás de sulfeto de hidrogênio (H2S). Portanto, muitos dos poços de petróleo formam um ambiente ácido contendo sulfeto de hidrogênio corrosivo. Na presente descrição, um ambiente ácido significa um ambiente acidificado contendo sulfeto de hidrogênio. O ambiente ácido pode conter não apenas sulfeto de hidrogênio, mas também dióxido de carbono. Para produtos tubulares petrolíferos usados nesse ambiente ácido, é necessária uma excelente resistência à trincamento por corrosão sob tensão (resistência SCC).
[0004] Um tubo de liga austenítica, tipificado por um tubo de aço inoxidável austenítico, possui excelente resistência SCC. Por esse motivo, tubos de liga austenítica têm sido utilizados como produtos tubulares petrolíferos. No entanto, em tempos recentes, é necessária uma excelente resistência SCC.
[0005] Um tubo de liga destinado a melhorar a resistência SSC foi proposto na Publicação de Pedido de Patente Japonesa N° 58-6928 (Literatura Patentária 1) e Publicação de Pedido de Patente Japonesa N° 63-203722 (Literatura Patentária 2).
[0006] O produto tubular petrolífero divulgado na Literatura Patentária 1 é produzido da seguinte maneira. É preparada uma liga, cuja composição consiste em, em % em peso, C: 0,05% ou menos, Si: 1,0% ou menos, Mn: 2,0% ou menos, P: 0,030% ou menos, S: 0,005% ou menos, sol. Al: 0,5% ou menos, Ni: 25 a 60%, Cr: 22,5 a 30%, contendo ainda um ou dois tipos de elementos Mo: inferiores a 8% e W: inferiores a 16%, com o balanço sendo Fe e impurezas inevitáveis, e que satisfazem as condições de Cr(%)+10Mo(%)+5W(%)> 70% e 4% < Mo(%)+W(%)/2 < 8%. Assim, a liga preparada é submetida a trabalho a quente sob uma condição de que uma taxa de redução da espessura da parede a uma temperatura não superior a uma temperatura de recristalização não seja inferior a 10%. A liga após trabalho a quente é submetida a tratamento térmico sob uma condição de mantê- la em um intervalo de temperatura entre uma temperatura limite inferior (°C) calculada por 260logC(%)+1300 e uma temperatura limite superior (°C) calculada por 16Mo(%)+10W(%)+10Cr(%)+777 por não mais de duas horas. A liga após o tratamento térmico é submetida a trabalho a frio a uma taxa de redução de espessura de parede de 10 a 60%. Pelo processo de produção descrito acima, é produzido o produto tubular petrolífero de acordo com a Literatura Patentária 1.
[0007] O membro tubular divulgado na Literatura Patentária 2 é produzido da seguinte maneira. É preparada uma lupa ou tubo semi-acabado de liga, cuja composição consiste em, em % em peso, C: 0,05% ou menos, Si: 1,0% ou menos, Mn: 2,0% ou menos, Ni: 30 a 60%, Cr: 15 a 30%, Mo: 1,5 a 12%, e Cu: 0,01 a 3,0%, com o balanço sendo Fe e impurezas. A lupa ou tubo semi-acabado de liga preparada é submetida a trabalho plástico a uma taxa de redução de área não inferior a 35% em um intervalo de temperatura de 200°C à temperatura normal. A lupa ou tubo semi-acabado de liga que foi submetida a trabalho plástico é submetida ao seguinte processo de trabalho de aquecimento-resfriamento-frio uma ou mais vezes. No processo de trabalho de aquecimento-resfriamento-frio, a lupa ou tubo semi-acabado de liga é aquecida e mantido a uma temperatura diretamente acima da temperatura de recristalização. Depois disso, a lupa ou tubo semiacabado de liga é resfriada a uma taxa de resfriamento não inferior a uma taxa de resfriamento por ar. A lupa ou tubo semi-acabado de liga resfriada é submetida a trabalho a frio.
LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA PATENTÁRIA
[0008] Literatura Patentária 1: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 58-6928 Literatura Patentária 2: Publicação do Pedido de Patente Japonesa N° 63-203722
SUMÁRIO DO MODELO DE UTILIDADE PROBLEMA TÉCNICO
[0009] Entre os produtos tubulares petrolíferos, especialmente em produtos tubulares petrolíferos com um diâmetro não inferior a 170 mm, geralmente é necessária uma alta resistência não inferior a grau 110 ksi (a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração é de 758 a 861 MPa). Neste documento, na presente descrição, um produto tubular petrolífero com um diâmetro não inferior a 170 mm também é mencionado como um “produto tubular petrolífero de grande diâmetro”. Para um produto tubular petrolífero de grande diâmetro, é necessária excelente resistência SCC e alta tensão de escoamento não inferior a 758 MPa.
[0010] Além disso, em poços de petróleo recentes, além dos orifícios verticais tradicionais do eixo, que são escavados em uma linha reta verticalmente para baixo, os orifícios inclinados do eixo têm aumentado. Um orifício de eixo inclinado é formado por perfuração de modo que a direção de extensão do orifício de eixo seja dobrada verticalmente para baixo na direção horizontal. Devido à inclusão de uma porção que se estende horizontalmente (orifício do eixo horizontal), um orifício do eixo inclinado pode cobrir uma ampla gama de estratos nos quais os fluidos do produto, como petróleo e gás bruto, etc., são enterrados, melhorando assim a eficiência da produção dos fluidos do produto.
[0011] Quando um produto tubular petrolífero de grande diâmetro é usado em um orifício de eixo inclinado, a tensão aplicada em outras direções diferente da direção do eixo do tubo pode aumentar, ao contrário de quando é usada em um orifício de eixo vertical. Por exemplo, um produto tubular petrolífero de grande diâmetro, que é usado em uma porção curvada de uma direção vertical para uma direção horizontal, recebe tensão de uma direção diferente daquela de um produto tubular petrolífero de grande diâmetro usado em uma porção vertical. Portanto, um produto tubular petrolífero de grande diâmetro usado em um orifício de eixo inclinado é preferencialmente durável, mesmo quando a tensão é aplicada a partir de uma direção diferente da direção vertical. Se a anisotropia de resistência do produto tubular petrolífero de grande diâmetro puder ser suprimida, ela poderá ser durável em uma parte curvada de um orifício de eixo inclinado e, portanto, pode ser facilmente usada em um orifício de eixo inclinado.
[0012] Além disso, em um produto tubular petrolífero de grande diâmetro, é preferencial que defeitos externos tipificados por falhas na superfície e defeitos internos tipificados por poros possam ser detectados antes do uso. Portanto, é preferencial uma maior detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas em um produto tubular petrolífero de grande diâmetro.
[0013] Além disso, um tubo de liga austenítica contém grandes quantidades de elementos de liga tipificados por Ni e Cr, etc. Por esse motivo, é provável que o estriamento, etc., ocorra durante o processo de produção. Se ocorrer estiramento, as falhas permanecerão na superfície do tubo de liga austenítica. É preferencial suprimir a ocorrência de tais falhas.
[0014] Um objetivo da presente divulgação é fornecer um tubo de liga austenítica que tenha elevada tensão de escoamento, excelente resistência SCC, anisotropia de resistência suprimida e alta detectabilidade na detecção de falhas por ultrassom e um método para produzir o mesmo.
SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA
[0015] Um tubo de liga austenítica de acordo com a presente divulgação tem uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,004 a 0,030%, Si: 1,00% ou menos, Mn: 0,30 a 2,00%, P: 0,030 ou menos, S: 0,0020% ou menos, Al: 0,001 a 0,100%, Cu: 0,50 a 1,50%, Ni: 25,00 a 55,00%, Cr: 20,00 a 30,00%, Mo: 2,00 a 10,00%, N: 0,005 a 0,100%, Ti: 0 a 0,800%, W: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,050%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0.0100%, e Nd: 0 a 0,050%, com o balanço sendo Fe e impurezas, em que um número de tamanho de grão da austenita é de 2,0 a 7,0 e uma razão de grão mista não é superior a 5%, em que quando uma tensão de escoamento obtida por um teste de compressão é definida como um YS compressivo (MPa) e uma tensão de escoamento obtida por um teste de tração como um YS de tração (MPa), o YS de tração não é inferior a 758 MPa e o YS compressivo/YS de tração é 0,85 a 1,10, e em que o tubo de liga austenítica tem um diâmetro externo não inferior a 170 mm.
[0016] Um método para produzir um tubo de liga austenítica de acordo com a presente divulgação inclui uma etapa de produção de matéria-prima, uma etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, uma etapa intermediária de trabalho a frio, uma etapa de refino de grãos e uma etapa final de trabalho a frio. Na etapa de produção de matéria-prima, uma peça fundida que foi produzida por um processo de lingotamento contínuo e tem a composição química descrita acima é aquecida de 1100 a 1350°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd0 que está no intervalo de 50,0 a 90,0% e satisfaz a Fórmula (1) para produzir uma matéria-prima. Na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado, a matéria-prima é aquecida de 1100 a 1300°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd1 que está no intervalo de 80,0 a 95,0% e satisfaz a Fórmula (1), para produzir uma lupa ou tubo semi-acabado. Na etapa intermediária de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd2 que está no intervalo de 10,0 a 30,0% e satisfaz a Fórmula (1). Na etapa de refino de grãos, a lupa ou tubo semi-acabado após a etapa intermediária de trabalho a frio é mantida entre 1000 e 1250°C durante 1 a 30 minutos e depois rapidamente resfriada. Na etapa final de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado após a etapa de refino de grãos é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd3 de 20,0 a 35,0% para produzir o tubo de liga austenítica com um diâmetro externo não inferior a 170 mm. 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2 > 1300 (1)
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO
[0017] Um tubo de liga austenítica de acordo com a presente divulgação possui elevada tensão de escoamento, excelente resistência SCC, anisotropia de resistência suprimida e alta detectabilidade na detecção de falhas por ultrassom. Além disso, um método para produzir um tubo de liga austenítica de acordo com a presente divulgação permite a produção de um tubo de liga austenítica, que possui elevada tensão de escoamento, excelente resistência SCC, anisotropia de resistência suprimida e alta detectabilidade na detecção por falhas por ultrassom, e na qual a ocorrência de falhas de superfície são suprimidas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0018] [FIG.1] A FIG. 1 é um diagrama que mostra a relação entre o número de tamanho de grão da austenita e a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas do tubo de liga austenítica. [FIG. 2] A FIG. 2 é uma vista em perspectiva de um tubo de liga austenítica. [FIG. 3] A FIG. 3 é uma vista transversal de uma amostra de teste de detecção ultrassônica de falha [FIG. 4] A FIG. 4 é um diagrama que mostra a relação entre o número de tamanho de grão da austenita, a tensão de escoamento e a anisotropia de resistência do tubo de liga austenítica.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES
[0019] Os presentes inventores conduziram investigação e pesquisa sobre resistência, resistência SCC, anisotropia de resistência e detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas de um tubo de liga austenítica com um diâmetro não inferior a 170 mm. Como resultado disso, eles obtiveram as seguintes descobertas. Doravante, na presente descrição, um tubo de liga austenítica com um diâmetro não inferior a 170 mm também é mencionado como um “tubo de liga austenítica de diâmetro grande”.
[0020] (1) Que a composição química do tubo de liga austenítica de diâmetro grande seja uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,004 a 0,030%, Si: 1,00% ou menos, Mn: 0,30 a 2,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0020% ou menos, Al: 0,001 a 0,100%, Cu: 0,050 a 1,50%, Ni: 25,00 a 55,00%, Cr: 20,00 a 30,00%, Mo: 2,00 a 10,00%, N: 0,005 a 0,100%, Ti: 0 a 0,800%, W: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,050%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0,0100%, e Nd: 0 a 0,050% com o balanço sendo Fe e impurezas. Nesse caso, com base na premissa de que outras condições descritas abaixo (os seguintes itens (2) a (4)) são satisfeitos, é possível obter uma tensão de escoamento (doravante mencionado como YS de tração, e sua unidade é MPa ) de grau não inferior a 110 ksi (o YS de tração é de 758 a 861 MPa), obtida por um teste de tração à temperatura ambiente (25°C) na atmosfera usando uma amostra de teste de tração (com um diâmetro da parte paralela de 6 mm e um comprimento da parte paralela de 30 mm) especificada na norma ASTM E8M-16a, e também é possível obter excelente resistência SCC.
[0021] (2) Em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química do descrito acima (1), se o número de tamanho dos grãos de austenita em conformidade com a norma ASTM E112 for feito não inferior a 2,0, a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas será melhorado. A seguir, na presente descrição, o número de tamanho de grão da austenita significa o número de tamanho de grão conforme a norma ASTM E112.
[0022] A FIG. 1 é um diagrama que mostra a relação entre o número de tamanho de grão da austenita e a detectabilidade (razão de intensidade de sinal) na detecção ultrassônica de falhas do tubo de liga austenítica de diâmetro grande. A FIG. 1 é obtida da seguinte maneira.
[0023] Uma pluralidade de tubos de liga austenítica de grande diâmetro com um diâmetro externo não inferior a 170 mm, uma composição química do descrito acima (1) e vários números de tamanho de grão foram preparados. A FIG. 2 é uma vista em perspectiva de um tubo de liga austenítica de diâmetro grande. Como mostrado na FIG. 2, o tubo de liga austenítica inclui uma primeira região de extremidade de tubo 110, uma segunda região de extremidade de tubo 120 e uma região de corpo principal 100. A primeira região da extremidade do tubo 110 está no intervalo de 500 mm a partir da primeira extremidade do tubo 11 em direção ao meio, na direção axial do tubo de liga austenítica. Em outras palavras, a primeira região da extremidade do tubo 110 tem um comprimento axial de 500 mm. A segunda região da extremidade do tubo 120 está no intervalo de 500 mm a partir da segunda extremidade do tubo 12, que está localizada no lado oposto da primeira extremidade do tubo 11, em direção ao meio na direção axial do tubo de liga austenítica. Em outras palavras, a segunda região da extremidade do tubo 120 tem um comprimento axial de 500 mm. A região do corpo principal 100 é uma porção do tubo de liga austenítica de diâmetro grande, excluindo a primeira região de extremidade de tubo 110 e a segunda região de extremidade de tubo 120.
[0024] A região principal do corpo 100 de cada tubo de liga austenítica de diâmetro grande foi dividida em cinco partes iguais na direção axial (direção longitudinal). De cada seção, foi coletada uma amostra anular que tinha um comprimento axial de tubo de liga austenítica de diâmetro grande de 100 mm. Como mostrado na FIG. 3, uma falha artificial 200, que era um orifício em forma de coluna que se estende em uma direção radial (direção da espessura da parede), foi feita em uma parte axialmente média na superfície periférica interna de cada amostra. A falha artificial 200 tinha um diâmetro de 3 mm.
[0025] A onda ultrassônica foi emitida (inserida) em direção à falha artificial 200 a partir de uma superfície externa da amostra usando um aparelho de detecção ultrassônica de falha, e a onda ultrassônica refletida na falha artificial 200 foi recebida e observada como um eco. A intensidade da onda ultrassônica inserida foi a mesma para todas as amostras. Uma média de (um total de cinco) intensidades de sinal dos ecos da falha artificial 200, que foram obtidas a partir de amostras de cada seção, foi definida como a intensidade do sinal no tubo de liga austenítica de diâmetro grande.
[0026] A intensidade do sinal no tubo de liga austenítica de diâmetro grande do Teste N° 1 (número de tamanho de grão era 5,7) na Tabela 1 a ser descrita posteriormente foi definida como 100. Em outras palavras, a intensidade do sinal de um eco refletido em uma falha artificial formada na superfície interna de um tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade, que tinha a composição química descrita acima, e na qual o número de tamanho de grão era 5,7, foi definido como uma referência. Em seguida, uma razão da intensidade do sinal obtida em cada um dos tubos de liga austenítica de grande diâmetro de vários números de tamanho de grão com a intensidade do sinal obtida no tubo de liga austenítica de diâmetro grande do Teste N° 1 foi definida como uma razão de intensidade do sinal (%). Quando a taxa de intensidade do sinal era superior a 50,0%, julgava-se que a detectabilidade na detecção de falhas por ultrassom era excelente. A FIG. 1 foi criado com base nas razões de intensidade de sinal obtidas (%) e números de tamanho de grão.
[0027] Referindo-se à FIG. 1, quando o número de tamanho de grão era menor que 2,0, a razão de intensidade do sinal se tornava menor que 50,0% e a razão de intensidade do sinal diminuía significativamente à medida que o número de tamanho de grão diminuía. No entanto, quando o número do tamanho de grão não era menor que 2,0, a taxa de intensidade do sinal aumentava significativamente à medida que o número da tamanho de grão aumentava. Então, quando o número de tamanho de grão não era menor que 7,0, a taxa de intensidade do sinal chegava a 100%, ficando saturada. Em outras palavras, na relação entre o número de tamanho de grão e a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas, houve um ponto de inflexão na vizinhança do número de tamanho de grão = 2,0.
[0028] Com base nas descobertas descritas até agora, se o número de tamanho dos grãos de austenita for de 2,0 a 7,0 em um tubo de liga de austenita de grande diâmetro com um diâmetro externo não inferior a 170 mm e a composição química dos descritos acima (1), a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas será notavelmente aprimorada com a condição de que outras condições (o item descrito acima (1) e o item descrito abaixo (4)) sejam satisfeitas.
[0029] Observe que, se o número de tamanho de grão for maior que 7,0 em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande, é provável que ocorra uma falha na superfície no tubo de liga austenítica de diâmetro grande no processo de produção. Consequentemente, um limite superior do número de tamanho de grão é definido como 7.0.
[0030] (3) Se o número de tamanho dos grãos de austenita do tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química do descrito acima (1) for definido para 2,0 a 7,0, não apenas a detectabilidade da detecção ultrassônica de falhas será melhorada, mas também a anisotropia de resistência pode ser suprimida.
[0031] A FIG. 4 é um diagrama que mostra a relação entre o número de tamanho de grão da austenita, a tensão de escoamento (YS de tração) e a anisotropia da resistência (YS compressivo/Y de tração) do tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química do descrito acima (1). Um valor numérico próximo a uma marca (□) na FIG. 4 mostra o número de tamanho de grão na posição da marca. A FIG. 4 é obtida da seguinte maneira.
[0032] O YS de tração (MPa), que é a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração, foi determinado da seguinte maneira. Uma pluralidade de tubos de liga austenítica de grande diâmetro que possuem um diâmetro externo de 170 mm a 296 mm, uma composição química do descrito acima (1) e vários números de tamanho de grão foram preparados. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. Em seguida, uma amostra teste de tração (um diâmetro da parte paralela de 6 mm e um comprimento da parte paralela de 30 mm) especificado na norma ASTM E8M- 16a foi coletado de uma parte do meio da espessura da parede de cada seção. A parte paralela da amostra de teste de tração era paralela à direção axial do tubo de liga austenítica de diâmetro grande. Utilizando as amostras de teste de tração coletadas, foi realizado um teste de tração à temperatura ambiente (25°C) na atmosfera para determinar a tensão de escoamento. A tensão de escoamento foi obtida como uma aproximação de tensão de escoamento de 0,2%. Uma média da tensão de escoamento obtida em cada seção foi considerada como tensão de escoamento obtida pelo teste de tração (YS de tração na unidade de MPa).
[0033] O YS compressivo (MPa), que é a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração, foi determinado da seguinte maneira. Uma amostra de teste de compressão em forma de coluna foi retirada de uma parte do meio da espessura da parede de cada seção, que é uma das cinco partes iguais divididas na direção axial da região do corpo principal 100 do tubo de liga austenítica de diâmetro grande descrito acima. A amostra de teste de compressão tinha um diâmetro de 6,35 mm e um comprimento de 12,7 mm. A direção longitudinal da amostra de teste de compressão era paralela à direção axial do tubo de liga austenítica. Utilizando a amostra de teste de compressão coletada, o teste de compressão foi realizado em conformidade com a norma ASTM E9-09 na atmosfera, à temperatura ambiente (25°C) para obter tensão de escoamento. Uma média da tensão de escoamento obtida em cada seção foi definida como tensão de escoamento obtida pelo teste de compressão (YS compressivo na unidade de MPa). A tensão de escoamento foi obtida como uma aproximação de tensão de escoamento de 0,2%.
[0034] Utilizando YS de tração e YS compressivo obtidos, um índice de anisotropia AN foi determinado com base na Fórmula a seguir. Índice de anisotropia AN = YS compressivo/Y de tração
[0035] A FIG. 4 foi criada com base no índice de anisotropia obtido AN (= YS compressivo/Y de tração), número de tamanho de grão e YS de tração. A ordenada da FIG. 4 é o índice de anisotropia AN (= YS compressivo/Y de tração) e a abcissa é o YS de tração (MPa). Observa-se que à medida que o YS compressivo/Y de tração se aproxima de 1,00, a anisotropia de resistência é ainda mais suprimida. Observe que o número de tamanho de grão de uma liga austenítica de grande diâmetro de cada marca foi determinado da maneira descrita nos exemplos descritos abaixo.
[0036] Referindo-se à FIG. 4, quando YS de tração não é menor que 758 MPa, se o número de tamanho de grão não for menor que 2,0, o índice de anisotropia AN (= YS compressivo/Y de tração) permanece no intervalo de 0,85 a 1,10 e, assim, a anisotropia de resistência é suprimida.
[0037] Com base nos resultados descritos acima, em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com um diâmetro externo não inferior a 170 mm e a composição química do descrito acima (1), se o número de tamanho de grão da austenita for de 2,0 a 7,0 , não apenas a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas é notavelmente aprimorada, mas também a anisotropia de resistência pode ser suprimida com a condição de que outras condições (o item (1) descrito e o item (4) descrito abaixo) sejam satisfeitas. Especificamente, uma razão entre a tensão de escoamento compressivo (YS compressivo) obtida pelo teste de compressão conforme a norma ASTM E9-09 e a tensão de escoamento de tração (YS) obtida pelo teste de tração conforme a norma ASTM E8M-16a será de 0,85 a 1,10.
[0038] (4) Em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande, com uma composição química descrita acima (1), cujo grau de resistência não seja inferior a 110 ksi (o YS de tração é 758 MPa) e cujo número de tamanho de grão é 2,0 a 7.0, se, além disso, sua microestrutura estiver substancialmente em um estado de grão regulado, o tubo de liga austenítica também terá excelente resistência SCC.
[0039] Em outras palavras, mesmo quando o número de tamanho de grão é de 2,0 a 7,0 em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química do descrito acima (1), se a microestrutura estiver em um estado de grão misto, é provável que ocorra SCC nas bordas de grãos com diferentes tamanhos de grão.
[0040] Se, entre vinte amostras colhidas em tubos de liga austenítica de grande diâmetro com a composição química, resistência e tamanho de grão descritas acima, pelo método descrito abaixo, uma proporção do número de amostras em que um estado de “grão misto” ocorreu (razão de grão misto) não é superior a 5%, a microestrutura do tubo de liga austenítica de diâmetro grande está substancialmente em um estado de grão regulado, exibindo excelente resistência SCC.
[0041] (5) Um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a configuração descrita acima pode ser produzido executando, por exemplo, o seguinte método de produção. Esse método de produção inclui uma etapa de produção de matéria-prima, uma etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, uma etapa intermediária de trabalho a frio, uma etapa de refino de grãos e uma etapa final de trabalho a frio. Na etapa de produção da matéria-prima, uma peça fundida produzida por um processo de lingotamento contínuo é submetida a trabalho a quente para produzir uma matéria-prima. Na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, a matéria-prima é submetida à trabalho a quente para produzir uma lupa ou tubo semi-acabado. Na etapa intermediária de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado é submetida a estiramento a frio.
[0042] A redução da área na etapa de produção da matéria-prima é definida como uma redução da área Rd0. A redução da área na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado é definida como uma redução da área Rd1. A redução da área na etapa intermediária de trabalho a frio é definida como uma redução da área Rd2. A redução de área na etapa de trabalho a frio é definida como uma redução da área Rd3. Ajustando as reduções da área Rd0 a Rd3 em um intervalo adequado, é possível ajustar o número de tamanho de grão de um tubo de liga austenítica de diâmetro grande e obter uma microestrutura em um estado de grão regulado. Por exemplo, quando a redução da área Rd0 da etapa de produção da matéria-prima e a redução da área Rd1 da etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado são muito baixas, embora o número de tamanho de grão possa ser ajustado para não menos que 2,0, um estado de grão regulado pode não ser alcançado, mesmo que a redução da área Rd2 seja aumentada na etapa intermediária de trabalho a frio. Além disso, a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio se torna muito alta, ocorrerá estiramento nos moldes e as falhas permanecerão na superfície do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio.
[0043] Por conseguinte, na presente modalidade, são feitos ajustes de modo que a redução da área Rd0 na etapa de produção de matéria-prima seja de 50,0 a 90,0%; a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado é de 80,0 a 95,0%; e a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio é de 10,0 a 30,0%, e ainda mais que a redução da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio após a etapa de refino de grãos é de 20,0 a 35,0%.
[0044] Além disso, na presente modalidade, a redução da área Rd0 na etapa de produção de matéria-prima, a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado e a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio são ajustadas para satisfazer a Fórmula (1). 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2 > 1300 (1) Onde “Rd0” na Fórmula (1) é substituída pela redução da área Rd0 (%) na etapa de produção de matéria-prima. “Rd1” é substituído pela redução da área Rd1 (%) na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado. “Rd2” é substituído pela redução da área Rd2 (%) na etapa intermediária de trabalho a frio. Quando a definição é feita como F1 = 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2, o número na primeira casa decimal de um valor obtido de F1 é arredondado.
[0045] Nesse caso, no tubo de liga austenítica da composição química descrita acima, o estiramento é suprimido e, assim, a ocorrência de falhas na superfície do tubo de liga austenítica é suprimida, em consequência do número de tamanho de grão ficar no intervalo de 2,0 a 7.0, e uma razão de grãos mistos não passa de 5% e, além disso, a redução da área Rd2 é impedida de se tornar excessiva. Além disso, ajustando a resistência dentro do intervalo da redução da área Rd3 de 20,0 a 35,0% na etapa final de trabalho a frio, o YS de tração do tubo de liga austenítica não será inferior a 758 MPa e o índice de anisotropia AN (= compressivo YS/YS de tração) cairá no intervalo de 0,85 a 1,10.
[0046] O tubo de liga austenítica da presente modalidade, que foi concluído com base nos resultados descritos acima, tem uma composição química que consiste em, em % em massa, C: 0,004 a 0,030%, Si: 1,00% ou menos, Mn: 0,30 a 2,00%, P: 0,030 ou menos, S: 0,0020% ou menos, Al: 0,001 a 0,100%, Cu: 0,50 a 1,50%, Ni: 25,00 a 55,00%, Cr: 20,00 a 30,00%, Mo: 2,00 a 10,00%, N: 0,005 a 0,100%, Ti: 0 a 0,800%, W: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,050%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0.0100%, e Nd: 0 a 0,050%, com o balanço sendo Fe e impurezas, em que um número de tamanho de grão da austenita é de 2,0 a 7,0 e uma razão de grão mista não é superior a 5%, em que quando uma tensão de escoamento obtida por um teste de compressão é definida como um YS compressivo (MPa) e uma tensão de escoamento obtida por um teste de tração como um YS de tração (MPa), o YS de tração não é inferior a 758 MPa e o YS compressivo/YS de tração é 0,85 a 1,10, e em que o tubo de liga austenítica tem um diâmetro externo não inferior a 170 mm.
[0047] A composição química do tubo de liga austenítica descrito acima pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ti: 0,005 a 0,800%, W: 0,02 a 0,30%, e Nb: 0,001 a 0,050%.
[0048] A composição química do tubo de liga austenítica descrito acima pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: Ca: 0,0003 a 0,0100%, Mg: 0,0005 a 0,0100%, e Nd: 0,010 a 0,050%.
[0049] Um método para produzir um tubo de liga austenítica de acordo com a presente modalidade inclui uma etapa de produção de matéria-prima, uma etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, uma etapa intermediária de trabalho a frio, uma etapa de refino de grãos e uma etapa final de trabalho a frio. Na etapa de produção de matéria-prima, uma peça fundida que foi produzida por um processo de lingotamento contínuo e tem a composição química descrita acima é aquecida de 1100 a 1350°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd0 que está no intervalo de 50,0 a 90,0% e satisfaz a Fórmula (1) para produzir uma matéria-prima. Na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado, a matéria-prima é aquecida de 1100 a 1300°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd1 que está no intervalo de 80,0 a 95,0% e satisfaz a Fórmula (1), para produzir uma lupa ou tubo semi-acabado. Na etapa intermediária de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd2 que está no intervalo de 10,0 a 30,0% e satisfaz a Fórmula (1). Na etapa de refino de grãos, a lupa ou tubo semi-acabado após a etapa intermediária de trabalho a frio é mantida entre 1000 e 1250°C durante 1 a 30 minutos e depois rapidamente resfriada. Na etapa final de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado após a etapa de refino de grãos é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd3 de 20,0 a 35,0% para produzir um tubo de liga austenítica com um diâmetro externo não inferior a 170 mm. 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2 > 1300 (1)
[0050] A seguir, o tubo de liga austenítica da presente modalidade será descrito em detalhes. Observe que “%”, conforme usado aqui, referente a um elemento químico significa, a menos que seja indicado o contrário, % em massa.
[0051] [Diâmetro externo do tubo de liga austenítica] O tubo de liga austenítica da presente modalidade é destinado ao chamado tubo de liga de grande diâmetro. Especificamente, o tubo de liga austenítica da presente modalidade tem um diâmetro não inferior a 170 mm. Um limite inferior do diâmetro do tubo de liga austenítica é de preferência, por exemplo, 180 mm, mais preferencialmente 190 mm, ainda mais preferencialmente 200 mm e ainda preferencialmente 210 mm, e ainda mais preferencialmente 220 mm. Um limite superior do diâmetro do tubo de liga austenítica da presente modalidade é, embora não particularmente limitado, por exemplo, 350 mm. Um limite superior do diâmetro do tubo de liga austenítica é preferencialmente, por exemplo, 340 mm e mais preferencialmente 320 mm. A espessura da parede do tubo de liga austenítica da presente modalidade é, embora não particularmente limitada, por exemplo, 7 a 40 mm.
[0052] [Composição química do tubo de liga austenítica] A composição química do tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade contém os seguintes elementos.
[0053] [Elementos essenciais] C: 0,004 a 0,030% O carbono (C) aumenta a resistência de um tubo de liga austenítica de diâmetro grande. Quando o teor de C for menor que 0,004%, esse efeito descrito acima não poderá ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de C é superior a 0,030%, o carbeto de Cr é formado nas bordas do grão. O carbeto de Cr aumenta a suscetibilidade ao trincamento nas bordas dos grãos. Em consequência disto, a resistência SCC do tubo de liga austenítica de diâmetro grande se deteriora. Por conseguinte, o teor de C é de 0,004 a 0,030%. Um limite inferior do teor de C é, de preferência, 0,006%, mais preferencialmente, 0,007% e, ainda mais preferencialmente, 0,008%. Um limite superior preferencial do teor de C é de preferência 0,024%, mais preferencialmente é de 0,023% e ainda mais preferencialmente é de 0,020%.
[0054] Si: 1,00% ou menos O silício (Si) é inevitavelmente contido. Portanto, o teor de Si é mais de 0%. O Si é usado para desoxidar uma liga e, como resultado, está contido em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande. Quando o teor de Si é superior a 1,00%, a usinabilidade a quente do tubo de liga austenítica de diâmetro grande se deteriora. Por conseguinte, o teor de Si é não mais de 1,00%. Um limite superior preferencial do teor de Si é de preferência 0,80%, mais preferencialmente é de 0,60% e ainda mais preferencialmente é de 0,50%. Um limite inferior do teor de Si não é particularmente limitado. No entanto, uma diminuição excessiva do teor de Si aumentará o custo de produção. Portanto, considerando a operação industrial, um limite inferior do teor de Si é preferencialmente 0,0005%, mais preferencialmente 0,005%, ainda preferencialmente 0,10% e ainda preferencialmente 0,20%.
[0055] Mn: 0,30 a 2,00% O manganês (Mn) é um elemento formador de austenita e estabiliza a austenita em uma liga. O Mn aumenta ainda mais a solubilidade do N em uma liga. Portanto, o Mn suprime particularmente a geração de orifícios próximos à superfície de um tubo de liga austenítica de diâmetro grande quando o teor de N é aumentado para aumentar a resistência da liga. Quando o teor de Mn for menor que 0,30%, esse efeito não poderá ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Mn é maior do que 2,00%, a usinabilidade a quente da liga austenítica de diâmetro grande se deteriora. Por conseguinte, o teor de Mn é de 0,30 a 2,00%. Um limite inferior do teor de Mn é, de preferência, 0,40%, mais preferencialmente, 0,45% e, ainda mais preferencialmente, 0,50%. Um limite superior do teor de Mn é preferencialmente 1,50%, mais preferencialmente 1,20%, ainda preferencialmente 0,90% e ainda preferencialmente 0,80%.
[0056] P: 0,030% ou menos O fósforo (P) é uma impureza inevitavelmente contida. Em outras palavras, o teor de P é maior que 0%. P aumenta a suscetibilidade trincamento por corrosão sob tensão de uma liga em um ambiente ácido. Consequentemente, o teor de P é 0,030% ou menos. Um limite superior do teor de P é, de preferência, de 0,028% e, mais preferencialmente, de 0,025%. O teor de P é de preferência tão baixo quanto possível. No entanto, a redução excessiva do teor de P aumentará o custo de produção. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de P é preferencialmente 0,0001%, mais preferencialmente 0,005%, ainda preferencialmente 0,0005% e ainda preferencialmente 0,001%.
[0057] S: 0,0020% ou menos O enxofre (S) é uma impureza inevitavelmente contida. Em outras palavras, o teor de S é maior que 0%. S deteriora a usinabilidade a quente de uma liga. Consequentemente, o teor de S é 0,0020% ou menos. Um limite superior do teor de S é preferencialmente 0,0015%, mais preferencialmente 0,0012%, ainda preferencialmente 0,0009% e ainda preferencialmente 0,0008%. O teor de S é de preferência tão baixo quanto possível. No entanto, uma diminuição excessiva do teor de P aumentará o custo de produção. Portanto, considerando a fabricação industrial, um limite inferior do teor de P é preferencialmente 0,0001%, mais preferencialmente 0,005%, ainda preferencialmente 0,0003% e ainda preferencialmente 0,0005%.
[0058] Al: 0,001 a 0,100% Alumínio (Al) desoxida uma liga. Al forma óxido para imobilizar o oxigênio, suprimindo a formação de óxido de Si e óxido de Mn. Isso melhora a usinabilidade a quente da liga. Quando o teor de Al for menor que 0,001%, esse efeito não poderá ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Al é superior a 0,100%, o óxido de Al é formado excessivamente, deteriorando assim a usinabilidade a quente da liga. Por conseguinte, o teor de Al é de 0,001 a 0,100%. Um limite inferior do teor de Al é, de preferência, 0,005%, mais preferencialmente, 0,010% e, ainda mais preferencialmente, 0,012%. Um limite superior preferencial do teor de Al é de preferência 0,080%, mais preferencialmente é de 0,060% e ainda mais preferencialmente é de 0,050%.
[0059] Cu: 0,50 a 1,50% O cobre (Cu) melhora a resistência SSC de uma liga em um ambiente ácido. Quando o teor de Cu for menor que 0,50%, esse efeito não poderá ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Cu é maior do que 1,50%, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de Cu é, em % em massa, 0,50 a 1,50%. Um limite inferior do teor de Cu é, de preferência, 0,60%, mais preferencialmente, 0,65% e, ainda mais preferencialmente, 0,70%. Um limite superior preferencial do teor de Cu é de preferência 1,40%, mais preferencialmente é de 1,20% e ainda mais preferencialmente é de 1,00%.
[0060] Ni: 25,00 a 55,00% O níquel (Ni) é um elemento formador de austenita e estabiliza a austenita em uma liga. O Ni forma ainda um filme de sulfeto de Ni na superfície da liga, melhorando assim a resistência SCC da liga. Quando o teor de Ni for menor que 25,00%, esses efeitos não poderão ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Ni é superior a 55,00%, o limite de solubilidade do N diminui, diminuindo a resistência do tubo de liga austenítica. Consequentemente, o teor de Ni é de 25,00 a 55,00%. Um limite inferior do teor de Ni é, de preferência, 27,00%, mais preferencialmente, 28,00% e, ainda mais preferencialmente, 29,00%. Um limite superior preferencial do teor de Ni é de preferência 53,00%, mais preferencialmente é de 52,0% e ainda mais preferencialmente é de 51,00%.
[0061] Cr: 20,00 a 30,00% O crome (Cr) melhora a resistência SSC de uma liga na coexistência com Ni. O Cr aumenta ainda mais a resistência da liga pelo fortalecimento da solução sólida. Quando o teor de Cr for menor que 20,00%, esses efeitos não poderá ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Cr é maior do que 30,00%, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Assim, o teor de Cr é de 20,00 a 30,00%. Um limite inferior do teor de Cr é, de preferência, 21,00%, mais preferencialmente, 22,00% e, ainda mais preferencialmente, 23,00%. Um limite superior preferencial do teor de Cr é de preferência 29,00%, mais preferencialmente é de 27,00% e ainda mais preferencialmente é de 26,00%.
[0062] Mo: 2,00 a 10,00% O molibdênio (Mo) melhora a resistência SSC de uma liga na coexistência com Cr e Ni. Além disso, o Mo aumenta a resistência da liga pelo fortalecimento da solução sólida. Quando o teor de Mo for menor que 2,00%, esses efeitos não poderão ser suficientemente alcançado. Por outro lado, quando o teor de Mo é maior do que 10,00%, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de Mo é de 2,00 a 10,00%. Um limite inferior do teor de Mo é, de preferência, 2,20%, mais preferencialmente, 2,40% e, ainda mais preferencialmente, 2,50%. Um limite superior preferencial do teor de Mo é de preferência 9,50%, mais preferencialmente é de 9,00% e ainda mais preferencialmente é de 7,00%.
[0063] N: 0,005 a 0,100% O Nitrogênio (N) aumenta a resistência de uma liga pelo fortalecimento da solução sólida. No tubo de liga austenítica de acordo com a presente modalidade, o teor de C é suprimido para ser baixo para melhorar a resistência SCC. Por esse motivo, N está contido em grande quantidade no lugar de C para aumentar a resistência da liga. Quando o teor de N for menor que 0,005%, esses efeitos não poderão ser suficientemente alcançados. Por outro lado, quando o teor de N é superior a 0,100%, é provável que sejam gerados orifícios perto da superfície da liga quando a liga solidificar. Quando o teor de N é superior a 0,100%, além disso, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de N é de 0,005 a 0,100%. Um limite inferior do teor de N é de preferência 0,008%, e mais preferencialmente 0,010%. Um limite superior do teor de N é, de preferência, 0,095% e, mais preferencialmente, 0,090%.
[0064] O balanço da composição química do tubo de liga austenítica de acordo com a presente modalidade consiste em Fe e impurezas. Onde, o termo “impurezas” significa os elementos que são mistos a partir de minérios e refugos como matéria-prima ou de um ambiente de produção, etc., quando o tubo de liga austenítica de diâmetro grande é produzido industrialmente, e que são permitidos dentro de um intervalo que não afeta notavelmente e adversamente as vantagens operacionais do tubo de liga austenítica da presente modalidade.
[0065] As impurezas descritas acima podem incluir O (oxigênio). Quando O está contido como uma impureza, o limite superior do teor de O é, por exemplo, o seguinte. O: 0,0010% ou menos
[0066] [Elementos Opcionais] A composição química do tubo de liga austenítica de acordo com a presente modalidade pode conter ainda um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ti, W e Nb. Todos esses elementos aumentam a resistência da liga.
[0067] Ti: 0 a 0,800% Titânio (Ti) que é um elemento opcional e pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Ti pode ser 0%. Quando contido, o Ti facilita o refinamento de grãos na coexistência com C e N. Além disso, o Ti aumenta a resistência de uma liga pelo fortalecimento da precipitação. No entanto, quando o teor de Ti é superior a 0,800%, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de Ti é, em % em massa, 0 a 0,800%. Um limite inferior do teor de Ti é de preferência mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,005%, ainda mais preferencialmente é de 0,030%, e ainda mais preferencialmente é de 0,050%. Um limite superior do teor de Ti é, de preferência, 0,750% e, mais preferencialmente, 0,700%.
[0068] W: 0 a 0,30% O Tungstênio (W), que é um elemento opcional, pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Wo pode ser 0%. Quando contido, W melhora a resistência SSC de uma liga na coexistência com Cr e Ni. Além disso, o W aumenta a resistência da liga pelo fortalecimento da solução sólida. No entanto, o teor de W é superior a 0,30%, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de W é, em % em massa, 0 a 0,30%. Um limite inferior do teor de W é, de preferência, mais de 0%, mais preferencialmente, 0,02% e, ainda mais preferencialmente, 0,04%. Um limite superior do teor de W é de preferência 0,25%, e mais preferencialmente 0,20%.
[0069] Nb: 0 a 0,050% Nióbio (Nb), que é um elemento opcional, pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Nb pode ser 0%. Quando contido, o Nb facilita o refinamento de grãos na coexistência com C e N. Além disso, o Nb aumenta a resistência da liga pelo fortalecimento da precipitação. No entanto, quando o teor de Nb é muito elevado, a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Por conseguinte, o teor de Nb é 0 a 0,050%. Um limite inferior do teor de Nb é de preferência mais de 0%, mais preferencialmente é de 0,001%, ainda mais preferencialmente é de 0,008%, e ainda mais preferencialmente é de 0,010%. Um limite superior do teor de Nb é, de preferência, 0,045% e, mais preferencialmente, 0,040%.
[0070] A composição química do tubo de liga austenítica de acordo com a presente modalidade pode conter um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ca, Mg e Nd. Todos esses elementos aumentam a usinabilidade a quente da liga.
[0071] Ca: 0 a 0,0100% Cálcio (Ca), que é um elemento opcional, pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Ca pode ser 0%. Quando contido, o Ca combina com S para formar sulfeto, diminuindo assim o S dissolvido. Em consequência disto, o Ca melhora a usinabilidade a quente da liga. No entanto, quando o teor de Ca é superior a 0,0100%, forma-se óxido grosseiro e a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Por conseguinte, o teor de Ca é de 0 a 0,0100%. Um limite inferior do teor de Ca é, de preferência, mais de 0%, mais preferencialmente, 0,0003% e, ainda mais preferencialmente, 0,0005%. Um limite superior do teor de Ca é de preferência 0,0080%, e mais preferencialmente, 0,0060%.
[0072] Mg: 0 a 0,0100% Magnésio (Mg), que é um elemento opcional, pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Mg pode ser 0%. Quando contido, Mg, com Ca, combina com S para formar sulfeto, diminuindo assim o S dissolvido. Em consequência disto, o Mg melhora a usinabilidade a quente da liga. No entanto, quando o teor de Mg é superior a 0,0100%, forma-se óxido grosseiro e a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Consequentemente, o teor de Mg é de 0 a 0,0100%. Um limite inferior do teor de Mg é, de preferência, mais de 0%, mais preferencialmente, 0,0005% e, ainda mais preferencialmente, 0,0007%. Um limite superior preferencial do teor de Ca é de preferência 0,0080%, mais preferencialmente é de 0,0060% e ainda mais preferencialmente é de 0,0050%.
[0073] Nd: 0 a 0,050% Neodímio (Nd), que é um elemento opcional, pode não estar contido. Em outras palavras, o teor de Nd pode ser 0%. Quando contido, Nd, com Ca e Mg, combina com S para formar sulfeto, diminuindo assim o S dissolvido. Em consequência disto, o Nd melhora a usinabilidade a quente da liga. No entanto, quando o teor de Nd é superior a 0,050%, forma-se óxido grosseiro e a usinabilidade a quente da liga se deteriora. Por conseguinte, o teor de Nd é 0 a 0,050%. Um limite inferior do teor de Nd é, de preferência, mais de 0%, mais preferencialmente, 0,010% e, ainda mais preferencialmente, 0,020%. Um limite superior do teor de Nd é, de preferência, 0,040% e, mais preferencialmente, 0,035%.
[0074] [Tamanho de grão] Na microestrutura do tubo de liga austenítica da presente modalidade, o número de tamanho do grão da austenita em conformidade com a norma ASTM E112 é de 2,0 a 7,0. Além disso, na microestrutura do tubo de liga austenítica da presente modalidade, a razão de grãos mistos não é superior a 5%.
[0075] Se o número de tamanho do grão da austenita for menor que 2,0 no tubo de liga austenítica da composição química descrita acima, a anisotropia de resistência aumenta como mostrado na FIG. 4. Especificamente, uma razão da tensão de escoamento (YS compressivo) obtida pelo teste de compressão para a tensão de escoamento (YS de tração) obtida pelo teste de tração (=YS compressivo/YS de tração) será menor que 0,85. Nesse caso, o tubo de liga austenítica pode não ser adequado para uso como um produto tubular petrolífero para orifícios de eixo inclinado. Além disso, como mostrado na FIG. 1, a detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas se deteriora notavelmente. Por outro lado, quando o número de grãos é maior que 7,0, é necessária uma alta redução de área no trabalho a frio, e é provável que ocorram falhas como o estiramento na superfície do tubo de liga austenítica durante o processo de produção. O tubo de liga austenítica da presente modalidade tem um número de tamanho do grão da austenita em conformidade com a norma ASTM E112 de 2,0 a 7,0. Por esse motivo, a anisotropia da resistência é pequena e, especificamente, a razão entre a tensão de escoamento obtida pelo teste de compressão (YS compressivo) e a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração (YS de tração) (= YS compressivo/YS de tração) será de 0,85 para 1,10. Por esse motivo, o tubo de liga austenítica exibe excelente durabilidade, mesmo quando usado em vários ambientes nos quais a tensão é aplicada de diferentes maneiras. Além disso, exibe excelente detectabilidade na detecção de falhas por ultrassom. Além disso, a ocorrência de falhas como o estiramento na superfície do tubo de liga austenítica é suprimida no processo de produção. Um limite inferior do número de tamanho de grão é de preferência 2,1, mais preferencialmente 2,5, ainda mais preferencialmente 2,7, e ainda mais preferencialmente 3,0. Um limite superior do número de tamanho de grão é de preferência 6,9, mais preferencialmente 6,8, e ainda mais preferencialmente 6,7.
[0076] [Método de medição do número de tamanho de grão] Um método de medição do número de tamanho do grão da austenita em um tubo de liga austenítica é o seguinte. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 é dividida em cinco partes iguais na direção axial. Em cada seção, as posições de coleta da amostra são selecionadas em uma inclinação de 90 graus na direção circunferencial do tubo. As amostras são coletadas na parte central da espessura da parede de cada uma das posições de coleta selecionadas. A superfície de observação da amostra é uma seção perpendicular à direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica, e a área da superfície de observação é, por exemplo, 40 mm2.
[0077] Da maneira descrita acima, quatro amostras em cada seção e vinte (5 seções x quatro) amostras são coletadas em todas as seções. A superfície de observação de cada amostra coletada é gravada com a solução de gravação de Kalling para revelar as bordas de grãos de austenita na superfície. A superfície de observação gravada é observada para determinar um número de tamanho de grão da austenita em conformidade com a ASTM E112.
[0078] Um valor médio dos números de tamanho do grão da austenita determinado a partir de vinte amostras é definido como um número de tamanho de grão conforme a norma ASTM E112 no tubo de liga austenítica.
[0079] [Razão de grãos mistos] Além disso, no tubo de liga austenítica da presente modalidade, a microestrutura está substancialmente em um estado de grão regulado. Mais especificamente, entre vinte amostras colhidas nas partes centrais do tubo de liga austenítica com espessura de parede, uma proporção (razão de grãos mistos) do número de amostras nas quais um estado de “grão misto” ocorreu não é superior a 5% .
[0080] Quando a razão de grãos mistos é superior a 5%, a variação na tamanho de grão em um tubo de liga austenítica é grande. Nesse caso, a resistência SCC deteriora-se na liga austenítica da composição química descrita acima.
[0081] A microestrutura do tubo de liga austenítica da presente modalidade tem uma razão de grão misto não superior a 5% e está substancialmente em um estado de grão regulado. Por esse motivo, mesmo um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química descrita acima e um diâmetro externo não inferior a 170 mm possui excelente resistência SCC. Uma proporção preferencial de grãos mistos é de 0%.
[0082] [Método de medição da razão de grãos mistos] A razão de grãos mistos pode ser determinada da seguinte maneira. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 é dividida em cinco partes iguais na direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga. Em cada seção, as posições de coleta da amostra são selecionadas em uma inclinação de 90 graus na direção circunferencial do tubo. A amostra é coletada na parte central da espessura da parede de cada uma das posições de coleta selecionadas. A superfície de observação da amostra é uma seção perpendicular à direção axial do tubo de liga austenítica, e a área da superfície de observação é, por exemplo, 40 mm2.
[0083] Da maneira descrita acima, foram coletadas quatro amostras em cada seção e vinte amostras em todas as seções. A superfície de observação de cada amostra coletada foi gravada com a solução de gravação de Kalling para revelar as bordas de grãos na superfície. A superfície de observação gravada foi observada para determinar um número de tamanho de grão em conformidade com a ASTM E112.
[0084] Nesta ocasião, na superfície de observação de cada amostra, um grão com um número de tamanho de grão diferente de 3 pontos ou mais no número de tamanho de grão daquele de um grão com um número de tamanho de grão com frequência máxima é identificado como “grão heterogêneo”. Quando a fração de área do grão heterogêneo não for inferior a 20% na superfície de observação, é reconhecido que ocorreu um estado de “grão misto” nessa amostra.
[0085] Entre as vinte amostras descritas acima, uma amostra na qual ocorreu um estado de grão misto é definida como uma “amostra de grão misto”. Como mostrado na fórmula a seguir, uma razão de um número total de amostras de grãos mistos para um número total de amostras (20) é definida como uma razão de grãos mistos (%). Razão de grãos mistos (%) = Número total de amostras de grãos mistos/número total de amostras x 100
[0086] Conforme descrito até agora, quando em cada uma das vinte amostras coletadas nas posições centrais de espessura de parede de um tubo de liga austenítica, são determinados números de tamanho de grão conforme a norma ASTM E112 e uma amostra em que área de grãos com número de tamanho de grão é diferente em 3 pontos ou mais no número de tamanho de grão daquele de um grão com um número de tamanho de grão com frequência máxima não inferior a 20%, é definido como uma amostra mista de grão, uma proporção (%) do número total de amostras de grãos mistos para o número total de amostras é definido como uma razão de grãos mistos.
[0087] No tubo de liga austenítica da presente modalidade, na microestrutura do tubo de liga austenítica da presente modalidade, a razão de grãos mistos não é superior a 5%. Em outras palavras, está aproximadamente em um estado de grão regulado. Quando a razão de grãos mistos é superior a 5%, a resistência SCC pode se tornar baixa. Uma vez que a razão de grãos mistos do tubo de liga austenítica da presente modalidade não é superior a 5%, é possível obter uma excelente resistência SCC com base na premissa de que outros requisitos são satisfeitos.
[0088] [Tensão de escoamento e YS compressivo/Y de tração] No tubo de liga austenítica da presente modalidade, quando a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração é definida como “YS de tração”, o YS de tração não é inferior a 758 MPa. Além disso, quando a tensão de escoamento obtida pelo teste de compressão é definida como “YS compressivo”, o YS compressivo/YS de tração é de 0,85 a 1,10.
[0089] O tubo de liga austenítica da presente modalidade tem uma tensão de escoamento não inferior a 110 ksi (YS de tração é de 758 a 861 MPa). Além disso, possui um índice de anisotropia AN (YS compressivo/Y de tração) de 0,85 a 1,10, enquanto possui uma tensão de escoamento não inferior a 110 ksi. Por esse motivo, o tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade, com um diâmetro não inferior a 170 mm, é durável para uso em vários ambientes nos quais a distribuição da tensão aplicada é diferente.
[0090] Um limite inferior de YS de tração é de preferência 760 MPa, mais preferencialmente 770 MPa, ainda mais preferencialmente 780 MPa. Um limite superior de YS de tração é, embora não particularmente limitado, por exemplo, 1000 MPa. O limite superior de YS de tração pode ser, por exemplo, 965 MPa.
[0091] Um limite inferior de YS compressivo/YS de tração é de preferência 0,86, mais preferencialmente 0,87, ainda mais preferencialmente 0,88. Um limite superior de YS compressivo/YS de tração é de preferência 1,08, mais preferencialmente 1,07, e ainda mais preferencialmente 1,06.
[0092] YS de tração é medido da seguinte forma. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 é dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. As amostras de teste de tração são coletadas nas partes centrais da espessura da parede de cada seção. A amostra de teste de tração está em conformidade com a especificação ASTM E8M-16a e possui um diâmetro de parte paralela de 6 mm e um comprimento de parte paralela de 30 mm. A parte paralela da amostra de teste de tração é paralela à direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica. O teste de tração é realizado em conformidade com a norma ASTM E8M-16a à temperatura ambiente (25°) na atmosfera. Uma média das tensões de escoamento obtida é definida como a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração (YS de tração na unidade de MPa). Onde, a tensão de escoamento significa 0,2% da aproximação de tensão de escoamento.
[0093] YS compressivo é medido da seguinte forma. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 é dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. As amostras de teste de compressão são coletadas nas partes centrais da espessura da parede de cada seção. A amostra de teste de compressão está em forma de coluna e tinha um diâmetro de 6,35 mm e um comprimento de 12,7 mm. A direção longitudinal da amostra de teste de compressão era paralela à direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica. Utilizando uma máquina de teste de compressão tipo Instron, o teste de compressão é realizado em conformidade com a norma ASTM E9-09 à temperatura ambiente (25°C) na atmosfera. Uma média das tensões de escoamento obtida é definida como a tensão de escoamento obtida pelo teste de compressão (YS compressivo na unidade de MPa). Onde, a tensão de escoamento significa 0,2% da aproximação de tensão de escoamento.
[0094] Utilizando YS de tração e YS compressivos obtidos, é determinado um índice de anisotropia AN (= YS de compressão/YS de tração).
[0095] [Método de Produção] Um exemplo do método para produzir um tubo de liga austenítica da presente modalidade será descrito. Note-se que o método para produzir um tubo de liga austenítica da presente modalidade não está limitado a este método de produção.
[0096] O método para produzir um tubo de liga austenítica da presente modalidade inclui uma etapa de produção de matéria-prima, uma etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, uma etapa intermediária de trabalho a frio, uma etapa de refino de grãos e uma etapa final de trabalho a frio. No método de produção da presente modalidade, uma redução da área Rd0 na etapa de produção da matéria-prima, uma redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado, uma redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio e uma redução da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio é ajustado respectivamente, e também ajustada de modo que as reduções da área Rd0 a Rd2 satisfaçam um relacionamento específico. A seguir, cada etapa de produção do método de produção da presente modalidade será descrita em detalhes.
[0097] [Etapa de produção de matéria-prima] Na etapa de produção da matéria-prima, uma peça fundida produzida por um processo de lingotamento contínuo é submetida a trabalho a quente para produzir uma matéria-prima. A matéria-prima a ser produzida na etapa de produção de matéria-prima é, por exemplo, um tarugo redondo. A seguir, a etapa de produção de matéria-prima será descrita.
[0098] Na etapa de produção de matéria-prima, primeiro, uma peça fundida preparada é aquecida. O aquecimento da peça fundida é conduzido em um forno de reaquecimento ou forno de retenção. A temperatura de aquecimento é, por exemplo, 1100 a 1350°C. O tempo de espera nessa temperatura de aquecimento é, por exemplo, de 2,0 a 5,0 horas. A peça de lingotamento aquecida é submetida a trabalho a quente para produzir uma matéria-prima. O trabalho a quente pode estar florescendo pelo uso de um moinho de desbaste ou forjamento a quente pelo uso de um moinho de forjamento.
[0099] A área de uma seção (seção transversal) perpendicular à direção axial (direção longitudinal) da peça fundida antes do trabalho a quente da etapa de produção da matéria-prima é definida como Acc, e a área de uma seção (seção transversal) perpendicular à direção axial (direção longitudinal) da matéria-prima após o trabalho a quente da etapa de produção da matéria-prima é definida como Arm. Nesse caso, a redução da área Rd0 (%) no trabalho a quente na etapa de produção de matéria-prima é definida pela seguinte fórmula. Redução da área Rd0 = {1 - (Arm/Acc)} x 100
[0100] A redução da área Rd0 no trabalho a quente na etapa de produção de matéria-prima é de 50,0 a 90,0%. Quando a redução da área Rd0 é menor que 50,0%, o número de tamanho de grão do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio pode se tornar menor que 2,0, mesmo se outras condições de produção forem satisfeitas, ou a razão de grãos mistos pode se tornar maior que 5%, mesmo que o número de tamanho de grão esteja entre 2,0 e 7,0. Por conseguinte, a redução da área Rd0 não é inferior a 50,0%. Um limite inferior da redução de área Rd0 é de preferência 55,0%, e mais preferencialmente 60,0%.
[0101] Observe que, se a redução da área Rd0 for muito alta, a redução da área no trabalho a quente na etapa de produção de matéria-prima se tornará muito alta. Isso tornará mais provável que ocorram falhas na superfície da lupa ou tubo semi-acabado após o trabalho a quente. Nesse caso, as falhas podem permanecer na superfície do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio. Consequentemente, o limite superior da redução da área Rd0 é 90,0%. Um limite superior da redução de área Rd0 é de preferência 88,0%, e mais preferencialmente 85,0%.
[0102] [Etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado] Na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, a matéria-prima é submetida à trabalho a quente para produzir uma lupa ou tubo semi-acabado. Especificamente, a matéria-prima preparada é aquecida. O aquecimento da matéria-prima é conduzido, por exemplo, por um forno de reaquecimento ou forno de retenção. A temperatura de aquecimento da matéria-prima é, por exemplo, 1100 a 1300°C.
[0103] Para o trabalho a quente, o processo de Mannesmann ou a extrusão a quente tipificada pelo processo de Ugine-Sejournet podem ser adotados. Quando o processo de Mannesmann é adotado, a lupa ou tubo semi-acabado é produzido submetendo a matéria-prima a perfuração e laminação usando uma máquina de perfuração com uma pluralidade de rolos inclinados e um conector. A lupa ou tubo semi-acabado produzida pela máquina de perfuração pode ainda ser sujeita a trefilação e laminação pelo uso de um laminador contínuo, etc. Além disso, a lupa ou tubo semi-acabado, após a trefilação e laminação, pode ser sujeita à laminação por ajuste de diâmetro pelo uso de um dimensionador, um redutor e semelhante.
[0104] A área de seção transversal da matéria-prima antes do trabalho a quente da etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado é definida como Arm, e a área de uma seção perpendicular (seção transversal) para a direção axial da lupa ou tubo semi-acabado após o trabalho a quente da etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado é definida como Ahs1. Nesse caso, a redução da área Rd1 (%) no trabalho a quente na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado é definida pela seguinte fórmula. Redução de área Rd1 = {1 - (Ahs1/Arm)} x 100
[0105] A redução da área Rd1 no trabalho a quente na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado é de 80,0 a 95,0%. Quando a redução da área Rd1 é menor que 80,0%, o número de tamanho de grão do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio pode se tornar menor que 2,0, mesmo se outras condições de produção forem satisfeitas, ou a razão de grãos mistos pode se tornar maior que 5%, mesmo que o número de tamanho de grão esteja entre 2,0 e 7,0. Além disso, o YS de tração pode se tornar menor que 758 MPa, mesmo que outras condições de produção sejam atendidas. Por conseguinte, a redução da área Rd1 não é inferior a 80,0%. Um limite inferior da redução de área Rd1 é de preferência 82,0%, e mais preferencialmente 85,0%.
[0106] Por outro lado, quando a redução da área Rd1 for muito alta, a redução da área no trabalho a quente na etapa de produção de lupa ou tubo semiacabado se tornará muito alta. Nesse caso, é provável que ocorram falhas na superfície da lupa ou tubo semi-acabado. Em consequência disto, as falhas podem permanecer na superfície do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio. Consequentemente, o limite superior da redução da área Rd1 é 95,0%. Um limite superior da redução de área Rd1 é de preferência 93,0%, e mais preferencialmente 90,0%.
[0107] [Etapa intermediária de trabalho a frio] Na etapa de trabalho a frio intermediária, a lupa ou tubo semi-acabado produzida é ainda submetida a trabalho a frio. Isso introduz uma tensão na lupa ou tubo semi-acabado e causa recristalização na etapa seguinte de refino de grãos, refinando assim os grãos. O trabalho a frio é o estiramento a frio.
[0108] A área de uma seção transversal da lupa ou tubo semi-acabado antes do trabalho a frio da etapa intermediária de trabalho a frio é definida como Ahs1, e a área de uma seção transversal da lupa ou tubo semi-acabado após o trabalho a frio da etapa de trabalho a frio intermediária é definida como Ahs2. Nesse caso, a redução da área Rd2 (%) no trabalho a frio na etapa intermediária de trabalho a frio é definida pela seguinte fórmula. Redução de área Rd2 = {1 - (Ahs2/Ahs1)} x 100
[0109] A redução da área Rd2 no trabalho a frio na etapa intermediária de trabalho a frio é de 10,0 a 30,0%. Quando a redução da área Rd2 é menor que 10,0%, o número de tamanho de grão do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio pode se tornar menor que 2,0 e o YS de tração pode se tornar menor que 758 MPa, mesmo que outras condições de produção sejam satisfeitas. Por conseguinte, a redução da área Rd2 não é inferior a 10,0%. Um limite inferior da redução de área Rd2 é de preferência 11,0%, e mais preferencialmente 13,0%.
[0110] Por outro lado, quando a redução da área Rd2 for muito alta, uma carga excessiva será aplicada às matrizes para estiramento a frio. Nesse caso, o estiramento ocorrerá nas matrizes e formarão falhas na superfície da lupa ou tubo semi-acabado após a etapa intermediária de trabalho a frio. Em consequência disto, as falhas permanecerão na superfície do tubo de liga austenítica após a etapa final de trabalho a frio. Consequentemente, o limite superior da redução da área Rd2 é 30,0%. Um limite superior da redução da área Rd2 é de preferência 29,0%, mais preferencialmente é de 28,0% e ainda mais preferencialmente é de 26,0%.
[0111] [Etapa de refino de grãos] A lupa ou tubo semi-acabado após o trabalho intermediário a frio é submetida a um tratamento de refino de grãos. Especificamente, a lupa ou tubo semi-acabado após o trabalho intermediário a frio é aquecida. A temperatura de aquecimento é de 1000 a 1250°C. Quando a temperatura de aquecimento é inferior a 1000°C, a resistência SCC da lupa ou tubo semi-acabado pode se deteriorar. Por outro lado, quando a temperatura de aquecimento é superior a 1250°C, grãos recristalizados são grosseiros e o número de tamanho de grão do tubo de liga austenítica após o trabalho a frio final será menor que 2,0. Por conseguinte, a temperatura de aquecimento no tratamento de refinação de grãos é de 1000 a 1250°C. Um limite inferior da temperatura de aquecimento no tratamento de refino de grão é de preferência 1050°C. Um limite superior da temperatura de aquecimento no tratamento de refino de grão é, de preferência, 1200°C, ainda mais preferencialmente 1150°C. O tempo de espera na temperatura de aquecimento descrita acima é de 1 a 30 minutos. Quando o tempo de espera for muito curto, a recristalização não será suficientemente promovida. Por outro lado, quando o tempo de espera é muito longo, os grãos recristalizados serão grosseiros e o número de tamanho de grão do tubo de liga austenítica após a etapa de trabalho a frio final será menor que 2,0. Além disso, o YS de tração pode se tornar menor que 758 MPa. Consequentemente, o tempo de espera na temperatura de aquecimento descrita acima é de 1 a 30 minutos.
[0112] Após decorrido o tempo de espera descrito acima, a lupa ou tubo semi-acabado é rapidamente resfriada à temperatura normal (25°C). A taxa de resfriamento é, por exemplo, não inferior a 1°C/seg. O método de resfriamento é, embora não particularmente limitado, por exemplo, resfriamento a água. O método de resfriamento a água inclui um método no qual a lupa ou tubo semi-acabado é imersa em um tanque de água a ser resfriada, um método no qual a lupa ou tubo semi-acabado é resfriada por resfriamento por chuveiro, e similares. O resfriamento rápido da lupa ou tubo semi-acabado pode ser realizado por qualquer outro método.
[0113] [Etapa final de trabalho a frio] A lupa ou tubo semi-acabado após o tratamento de reino de grãos é ainda submetida a trabalho a frio para produzir um tubo de liga austenítica com um diâmetro não inferior a 170 mm. Esta etapa final de trabalho a frio destina-se a ajustar o diâmetro externo e a tensão de escoamento do tubo de liga austenítica.
[0114] Quando a área de uma seção transversal da lupa ou tubo semiacabado antes do trabalho a frio da etapa final de trabalho a frio é definida como Ahs2, e a área de uma seção (seção transversal) perpendicular à direção axial do tubo de liga austenítica após o trabalho a frio da etapa final de trabalho a frio é definida como Ahs3, a redução da área Rd3 (%) no trabalho a frio na etapa final de trabalho a frio é definida pela fórmula a seguir. Redução de área Rd3 = {1 - (Ahs3/Ahs2)} x 100
[0115] A redução da área Rd3 no trabalho a frio na etapa final de trabalho a frio é de 20,0 a 35,0%. Quando a redução da área Rd3 é menor que 20,0%, a tensão de escoamento (MPa) obtido pelo teste de tração do tubo de liga austenítica após o trabalho final a frio pode se tornar menor que 758 MPa, mesmo que outras condições de produção sejam satisfeitas. Por outro lado, se a redução da área Rd3 for maior que 35,0%, uma carga excessiva será aplicada às matrizes para estiramento a frio. Nesse caso, o estiramento ocorre nas matrizes e formarão falhas na superfície da lupa ou tubo semi-acabado após a etapa final de trabalho a frio. Além disso, o grão se estende na direção axial, aumentando a anisotropia. Nesse caso, o índice de anisotropia AN (= YS compressivo/YS de tração) pode se tornar menor que 0,85. Consequentemente, a redução da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio é de 20,0 a 35,0%. Um limite inferior da redução de área Rd3 é de preferência 22,0%, e mais preferencialmente 24,0%. Um limite superior da redução da área Rd3 é de preferência 33,0%, mais preferencialmente é de 31,0% e ainda mais preferencialmente é de 29,0%.
[0116] [Fórmula (1)] Além disso, na etapa de produção descrita acima, a redução da área Rd0 na etapa de produção de matéria-prima, a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado e a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio são ajustadas para satisfazer a Fórmula (1). 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2 > 1300 (1) Onde “Rd0” na Fórmula (1) é substituída pela redução da área Rd0 (%) na etapa de produção de matéria-prima. “Rd1” é substituído pela redução da área Rd1 (%) na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado. “Rd2” é substituído pela redução da área Rd2 (%) na etapa intermediária de trabalho a frio.
[0117] No tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade, para refinar o tamanho de grão de austenita e suprimir a ocorrência de grãos mistos, são satisfeitas não apenas as condições em cada uma das etapas de produção descritas acima, mas também as reduções da área Rd0, Rd1 e Rd2 são ajustadas de modo a satisfazer a Fórmula (1) nas três etapas de produção (a etapa de produção de matéria-prima, a etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado e a etapa intermediária de trabalho a frio) antes da etapa de refino de grãos. Em consequência disto, em um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com a composição química descrita acima, o número de tamanho de grão se tornará no intervalo de 2,0 a 7,0 e a razão de grãos mistos não será superior a 5%.
[0118] A definição é feita de modo que F1 = 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2. Mesmo que a redução da área Rd0 seja de 50,0 a 90,0% e a redução da área Rd1 seja de 80,0 a 95,0%, e a redução da área Rd2 seja de 10,0 a 30,0%, se F1 for menor que 1300, os grãos não serão suficientemente refinados na etapa de refino de grãos. Em consequência disto, o número de grãos de cristal de austenita se tornará menor que 2,0 e a razão de grãos mistos será maior que 5%. Ajustando de modo que a redução da área Rd0 seja de 50,0 a 90,0%, e a redução da área Rd 1 seja de 80,0 a 95,0%, e a redução da área Rd2 é de 10,0 a 30,0%, e ainda mais que F1 não seja inferior a 1300, é possível tornar o número de tamanho de grão da austenita não inferior a 2,0 e a razão de grãos mistos não superior a 5% na microestrutura do tubo de liga austenítica de diâmetro grande descrito acima. Um limite inferior preferencial de F1 é de 1350 e, mais preferencialmente, de 1370. Observe que o valor numérico de F1 é obtido arredondando a primeira casa decimal de um valor obtido por cálculo.
[0119] Através das etapas de produção descritas até agora, é possível produzir um tubo de liga austenítica de diâmetro grande com um diâmetro externo não inferior a 170 mm. Apesar disso, o tubo de liga austenítica de diâmetro grande produzido é um tubo de grande diâmetro com um diâmetro não inferior a 170 mm, o número de tamanho de grão da austenita é de 2,0 a 7,0 e uma razão de grão misto não é superior a 5%. Além disso, o YS de tração não é inferior a 758 MPa e o YS compressivo/YS de tração é de 0,85 a 1,10. Por esse motivo, mesmo que o tubo de liga austenítica possua alta detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas e uma alta resistência não inferior a 110 ksi (758 MPa a 861 MPa), ele pode suprimir a anisotropia. Além disso, uma vez que sua microestrutura está substancialmente em um estado de grão regulado, exibe excelente resistência SCC. Além disso, apesar do tamanho de grão ser de 2,0 a 7,0, é provável que não ocorram falhas na superfície.
[0120] Observe que, o método de produção descrito acima é apenas um exemplo, o tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade pode ser produzido por qualquer outro método de produção. Em outras palavras, o método de produção não será particularmente limitado, desde que um tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade, que tenha a composição química descrita acima, e no qual o número de tamanho de grão da austenita seja de 2,0 a 7,0, a razão de grãos mistos não é superior a 5%, o YS de tração não é inferior a 758 MPa, o YS compressivo/YS de tração é de 0,85 a 1,10 e o diâmetro externo não é inferior a 170 mm. O método de produção descrito acima é um exemplo preferencial para produzir o tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade.
EXEMPLOS
[0121] A seguir, os efeitos do tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade serão descritos mais especificamente por meio de exemplos. Uma condição em um exemplo é uma condição exemplar que é adotada para confirmar a viabilidade e os efeitos do tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade. Portanto, o tubo de liga austenítica de diâmetro grande da presente modalidade não será limitado a esta condição exemplar.
[0122] [Método de Produção] Foram produzidos lupas ou lingotes com composições químicas da Tabela 1.
[0123] [Tabela 1]
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[0124] Usando as lupas ou lingotes, os tubos de liga austenítica com diâmetro externo (mm) mostrados na Tabela 2 foram produzidos executando cada uma das etapas de produção da matéria-prima, uma etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado, uma etapa intermediária de trabalho a frio, uma etapa de refino 5 de grãos e uma etapa final de trabalho a frio, nesta ordem.
[0125] [Tabela 2]
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MM: Processo Mannesmann US: Extrusão a Quente Petição 870230002775, de 10/01/2023, pág. 57/138
[0126] O símbolo “CC” na coluna “Matéria-prima” da coluna “Etapa de produção de matéria-prima” na Tabela 2 significa que a matéria-prima foi uma lupa produzida por um processo de lingotamento contínuo. O símbolo “It” significa que a matéria-prima era um lingote. Na etapa de produção de matéria-prima, a temperatura de aquecimento foi de 1270°C para lupas de todos os números de teste e a temperatura de aquecimento também foi de 1270°C para lingotes de todos os números de teste e o tempo de espera foi de 2,0 a 5,0 horas. As lupas e os lingotes dos Testes N° 1 a 12 e 15 a 27 após o aquecimento foram submetidos a desbaste para produzir tarugos redondos. As reduções da área Rd0 (%) por desbaste em cada número de teste foram mostradas na Tabela 2. Observe que os tarugos redondos dos Testes 11 e 12 foram submetidos a trabalhos de corte para formar um furo de passagem no eixo central de cada tarugo redondo.
[0127] Na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado, a matéria-prima (tarugo redondo) produzido na etapa de produção de matéria-prima foi submetida a trabalho a quente por meio do método de produção mostrado na Tabela 2. Observe que a temperatura de aquecimento da matéria-prima era de 1100 a 1300°C em qualquer número de teste. O símbolo “MM” na coluna “Tipo” da coluna “Etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado” na Tabela 2 significa que o trabalho a quente pelo processo Mannesmann foi realizado na matéria-prima do número de teste correspondente. No processo Mannesmann do presente exemplo, uma lupa ou tubo semi-acabado foi produzida através da realização de perfuração e laminação por uma máquina de perfuração. Por outro lado, o símbolo “US” significa que a extrusão a quente pelo processo Ugine-Sejournet foi realizada na matéria-prima do número de teste correspondente. As reduções da área Rd1 no trabalho a quente na etapa de produção de lupa ou tubo semi-acabado foram mostradas na Tabela 2.
[0128] Na etapa intermediária de trabalho a frio, a lupa ou tubo semi-acabado produzida pela etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado foi submetida a trabalho a frio (estiramento a frio). As reduções da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio em cada número de teste foram mostradas na Tabela 2.
[0129] Na etapa de refino de grãos, as lupas ou tubo semi-acabados de cada número de teste foram aquecidas a uma temperatura de aquecimento (°C) mostrada na Tabela 2 durante 20 minutos e depois a água foi resfriada.
[0130] Na etapa final de trabalho a frio, cada lupa ou tubo semi-acabado após a etapa de refino de grãos foi submetida a trabalho a frio (estiramento a frio) para produzir um tubo de liga austenítica. As reduções da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio em cada número de teste foram mostradas na Tabela 2.
[0131] Através das etapas de produção descritas até agora, foram produzidos tubos de liga austenítica dos Testes 1 a 27. Uma amostra foi coletada em qualquer posição de cada um dos tubos de liga austenítica e foi submetida a uma análise de componentes bem conhecida. Especificamente, C e S na composição química foram determinados com base no método de absorção de infravermelho de combustão (JIS G1121, JIS G1215), N foi determinado com base no método de condutividade térmica por fusão de gás inerte (TCD) e outros elementos foram determinados com base na espectroscopia de massa ICP (JIS G1256). Em consequência disto, a composição química do tubo de liga austenítica de cada número de teste foi mostrada na Tabela 1.
[0132] [Teste de Avaliação] [Teste de medição do número de tamanho de grão] No tubo de liga austenítica de cada número de teste, a região principal do corpo 100 mostrada na FIG. 2 foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. Então, em cada seção, as posições de coleta da amostra são selecionadas em uma inclinação de 90 graus na direção circunferencial do tubo. A amostra foi coletada na parte central da espessura da parede de cada uma das posições de coleta selecionadas (quatro locais). A superfície de observação da amostra foi uma seção perpendicular à direção axial do tubo de liga austenítica, e a área da superfície de observação foi 40 mm2.
[0133] Da maneira descrita acima, foram coletadas quatro amostras em cada seção e vinte amostras em todas as seções. A superfície de observação de cada amostra coletada foi gravada com a solução de gravação de Kalling para revelar as bordas de grãos na superfície. A superfície de observação gravada foi observada para determinar um número de tamanho de grão em conformidade com a ASTM E112. Um valor médio dos números de tamanho de grão determinado a partir de vinte amostras foi definido como o número de tamanho de grão conforme a norma ASTM E112 no tubo de liga austenítica de cada número de teste.
[0134] [Teste de medição da razão de grãos mistos] Uma razão de grãos mistos de tubo de liga austenítica de cada número de teste foi determinada da seguinte maneira. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. Então, em cada seção, as posições de coleta da amostra foram selecionadas em uma inclinação de 90 graus na direção circunferencial do tubo. A amostra foi coletada na parte central da espessura da parede de cada uma das posições de coleta selecionadas (quatro locais). A superfície de observação da amostra foi uma seção perpendicular à direção axial do tubo de liga austenítica, e a área da superfície de observação foi 40 mm2.
[0135] Da maneira descrita acima, foram coletadas quatro amostras em cada seção e vinte amostras em todas as seções. A superfície de observação de cada amostra coletada foi gravada com a solução de gravação de Kalling para revelar as bordas de grãos na superfície. A superfície de observação gravada foi observada para determinar o número de tamanho de grão. Nesta ocasião, na superfície de observação de cada amostra, um grão com um número de tamanho de grão que era diferente de 3 pontos ou mais no número de tamanho de grão daquele de um grão com um número de tamanho de grão com frequência máxima foi identificado como “grão heterogêneo”. Quando a fração de área do grão heterogêneo não foi inferior a 20% na superfície de observação, foi reconhecido que ocorreu um estado de “grão misto” tinha ocorrido nessa amostra.
[0136] Entre as vinte amostras descritas acima, uma amostra na qual tinha ocorrido um estado de grão misto foi definida como uma “amostra de grão misto”. Então, como mostrado na fórmula a seguir, uma razão do número total de amostras de grãos mistos para o número total de amostras (20) foi definida como uma razão de grãos mistos (%). Razão de grãos mistos (%) = Número total de amostras de grãos mistos/Número total de amostras x 100
[0137] [Teste de tração] YS de tração do tubo de liga austenítica de cada número de teste foi determinado da seguinte maneira. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. A amostra de teste de tração foi coletada na parte central da espessura da parede de cada seção. Em outras palavras, cinco amostras de teste de tração foram coletadas de um tubo de liga austenítica de cada número de teste. A amostra de teste de tração tinha tamanhos especificados na ASTM E8M-16a e, especificamente, tinha um diâmetro de parte paralela de 6 mm e um comprimento de parte paralela de 30 mm. A parte paralela da amostra de teste de tração era paralela à direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica. Ao usar as cinco amostras de teste de tração coletadas, o teste de tração foi realizado de acordo com a ASTM E8M-16a à temperatura ambiente (25°C) na atmosfera. Uma média das cinco tensões de escoamento obtidas (aproximação de tensão de escoamento de 0,2%) foi definida como a tensão de escoamento obtida pelo teste de tração (YS de tração na unidade de MPa).
[0138] [Teste de compressão] YS compressivo do tubo de liga austenítica de cada número de teste foi medido da seguinte maneira. A região do corpo principal 100 mostrada na FIG. 2 foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. A amostra de teste de compressão foi coletada na parte central da espessura da parede de cada seção. Em outras palavras, cinco amostras de teste de compressão foram coletadas de um tubo de liga austenítica de cada número de teste. A amostra de teste de compressão estava em forma de coluna e tinha um diâmetro de 6,35 mm e um comprimento de 12,7 mm. A direção longitudinal da amostra de teste de compressão estava em paralelo com a direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica. As cinco amostras coletadas foram submetidas a um teste de compressão conforme a norma ASTM E9-09 à temperatura ambiente (25°C) na atmosfera usando uma máquina de teste de compressão tipo Instron. Uma média das cinco tensões de escoamento obtidas (aproximação de tensão de escoamento de 0,2%) foi definida como a tensão de escoamento obtida pelo teste de compressão (YS compressivo na unidade de MPa).
[0139] Utilizando YS de tração e YS compressivo, que foram obtidos pelo teste de tração e compressão descrito até agora, foi determinado um índice de anisotropia AN = YS compressivo Y de tração.
[0140] [Teste de medição de detectabilidade por detecção de falhas por ultrassom] Uma região principal do corpo 100 do tubo de liga austenítica de cada número de teste foi dividida em cinco partes iguais na direção axial do tubo de liga. A partir de cada seção, foi coletada uma amostra anular que tinha um comprimento axial de 100 mm de tubo de liga. Como mostrado na FIG. 3, uma falha artificial (orifício) 200 que se prolonga na direção da espessura de parede foi feita em uma parte axialmente central da superfície interna de cada amostra. A falha artificial 200 tinha um diâmetro de 3 mm.
[0141] Um detector ultrassônico de falhas foi usado para emitir ondas ultrassônicas na direção (a serem colididas) da falha artificial de uma superfície externa da amostra, e a onda ultrassônica refletida na falha artificial foi recebida e observada como um eco. A intensidade da onda ultrassônica foi a mesma para todos os números de teste.
[0142] Uma média de (um total de cinco) intensidades de sinal do eco da falha artificial, que foram obtidas a partir de amostras coletadas de cada seção, foi definida como a intensidade do sinal no tubo de liga austenítica.
[0143] A intensidade do sinal no tubo de liga austenítica do Teste N° 1 (número de tamanho de grão era 5,7) na Tabela 1 foi definida como 100. Então, a razão da intensidade do sinal obtida no tubo de liga austenítica de cada número de teste para a intensidade do sinal do Teste N° 1 foi definida como uma razão de intensidade do sinal (%). Quando a taxa de intensidade do sinal era superior a 50,0%, a amostra de teste era considerado excelente na detectabilidade na detecção de falhas por ultrassom.
[0144] [Teste de avaliação da resistência SCC (teste SSRT)] Duas amostras de teste de tração foram coletadas de uma parte do meio da espessura da parede da região do corpo principal 100 de um tubo de liga austenítica de cada número de teste. A amostra de teste de tração em conformidade com a amostra de teste especificada na norma NACE TM0198 (2016), na qual o diâmetro de uma parte paralela era 3,81 mm, e o comprimento da parte paralela era 25,4 mm. A parte paralela da amostra de teste de tração era paralela à direção axial (direção longitudinal) do tubo de liga austenítica.
[0145] Usando um testador de taxa de deformação lenta (SSRT), as amostras de teste de tração fabricadas foram submetidas a um teste de deformação a uma taxa de deformação de 4x10-6/s em atmosfera de gás H2S a 200°C (400° F) e 100 psi enquanto a amostra de teste foi imersa em solução de NaCl a 25% para determinar uma redução na área de ruptura (%). Uma média de reduções na área de ruptura de (duas) amostras de teste de tração coletadas em cada número de teste foi definida como uma redução na área de ruptura (%) do número de teste. Além disso, foi visualmente confirmado se uma trinca (trinca secundária) ocorreu ou não em porções reduzidas das duas amostras de teste. Quando nenhuma trinca ocorreu em ambas as partes reduzidas das duas amostras de teste, foi reconhecido que não havia trincas secundárias. Quando ocorreu uma trinca em pelo menos uma das duas amostras de teste, foi reconhecido que havia uma trinca secundária. Quando a redução da área de ruptura não foi inferior a 60,0% e nenhuma trinca secundária foi observada no teste SSRT, considerou-se que a amostra apresentava excelente resistência SCC.
[0146] [Resultados do Teste] Os resultados dos testes são mostrados na Tabela 3.
[0147] [Tabela 3]
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[0148] Com referência à Tabela 3, nos tubos de liga austenítica do Testes N° 1 a 10, e 23 a 27, a composições química foi apropriada, e as condições de produção também foram apropriadas. Por esse motivo, mesmo que o diâmetro externo não fosse menor que 170 mm, o número de grãos era de 2,0 a 7,0 e a razão de grãos mistos não era superior a 5%. Por esse motivo, a razão de intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo excelente detectabilidade no teste de detecção de falhas por ultrassom. Além disso, no teste SSRT, o valor da redução da área de ruptura não foi inferior a 60,0% e nenhuma rachadura secundária ocorreu, exibindo excelente resistência SCC. Além disso, o YS de tração não foi menor que 758 MPa. Além disso, o índice de anisotropia AN (= YS compressivo/Y de tração) foi de 0,85 a 1,10 e, assim, a anisotropia de resistência foi suprimida. Além disso, não houve falha na superfície observada.
[0149] Por outro lado, no Teste N° 11, a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado foi muito baixa e a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio foi muito alta. Por esse motivo, o número de tamanho de grão foi superior a 7,0 e foi observada uma falha na superfície. Como a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio foi muito alta, é concebível que o estiramento tenha ocorrido nas matrizes e, como resultado disso, ocorreu uma falha na superfície.
[0150] No Teste N° 12, a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado foi muito baixa. Por esse motivo, embora o número de tamanho de grão estivesse em um intervalo de 2,0 a 7,0, a razão de grãos mistos era superior a 5%. Em consequência disto, no teste SSRT, a redução da área de ruptura foi inferior a 60,0% e uma trinca secundária foi confirmada, exibindo baixa resistência SCC.
[0151] Nos Testes 13 e 14, a etapa de produção da matéria-prima não foi realizada e a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio foi baixa. Em consequência disto, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e a razão de grãos mistos foi maior que 5%. Por esse motivo, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo forte anisotropia. Além disso, a razão de intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. Além disso, a redução da área de ruptura foi inferior a 60,0% no teste SSRT ou ocorreu uma trinca secundária, exibindo baixa resistência SCC.
[0152] No Teste N° 15, a redução da área Rd0 na etapa de produção de matéria-prima foi baixa. Por este motivo, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e a razão de grãos mistos foi maior que 5%. Por esse motivo, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo forte anisotropia. Além disso, a intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo assim excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. Além disso, a redução da área de ruptura no teste SSRT foi inferior a 60,0% e ocorreu uma trinca secundária, exibindo, portanto, baixa resistência SCC.
[0153] No Teste N° 16, a redução da área Rd1 na etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado foi baixa. Em consequência disto, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e a razão de grãos mistos foi maior que 5%. Por esse motivo, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo forte anisotropia. Além disso, a intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo assim excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. Além disso, a redução da área de ruptura no teste SSRT foi inferior a 60,0%, exibindo, portanto, baixa resistência SCC. Além disso, o YS de tração foi menor que 758 MPa.
[0154] No Teste N° 17, a redução da área Rd2 na etapa intermediária de trabalho a frio foi alta. Por esse motivo, o número de tamanho de grão foi superior a 7,0, ocorrendo uma falha na superfície.
[0155] No Teste N° 18, a redução da área Rd2 na etapa de trabalho a frio foi baixa. Por este motivo, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e a razão de grãos mistos foi maior que 5%. Por esse motivo, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo assim forte anisotropia de resistência. Além disso, a intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo assim excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. Além disso, a redução da área de ruptura no teste SSRT foi inferior a 60,0%, exibindo, portanto, baixa resistência SCC. Além disso, o YS de tração foi menor que 758 MPa.
[0156] No Teste N° 19, a temperatura de aquecimento na etapa de refino de grãos era muito alta. Por este motivo, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e o YS de tração foi menor que 758 MPa. Por esse motivo, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo forte anisotropia. Além disso, a intensidade do sinal não foi inferior a 50,0%, exibindo assim excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas.
[0157] No Teste N° 20, a redução da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio foi muito alta. Por esse motivo, o número de tamanho de grão foi superior a 7,0. Em consequência disto, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo assim forte anisotropia. Isso foi concebível porque o grão foi estendido demais na direção axial. Além disso, ocorreu uma falha de superfície no Teste N° 20.
[0158] No Teste N° 21, a redução da área Rd3 na etapa final de trabalho a frio foi muito baixa. Por este motivo, o YS de tração foi menor que 758 MPa.
[0159] No Teste N° 22, F1 não satisfez a Fórmula (1). Por este motivo, o número de tamanho de grão foi menor que 2,0 e a razão de grãos mistos foi maior que 5%. Em consequência disto, o YS compressivo/Y de tração foi menor que 0,85, exibindo assim forte anisotropia de resistência. Além disso, a razão de intensidade do sinal foi inferior a 50,0%, exibindo assim excelente detectabilidade na detecção ultrassônica de falhas. Além disso, a redução da área de ruptura no teste SSRT foi inferior a 60,0%, exibindo, portanto, baixa resistência SCC. Além disso, o YS de tração foi menor que 758 MPa.
[0160] As modalidades da presente invenção foram descritas até agora. No entanto, as modalidades descritas acima são meros exemplos para a prática da presente invenção. Portanto, a presente invenção pode ser realizada, sem ser limitada às modalidades descritas acima, modificando adequadamente as modalidades descritas acima dentro de um intervalo que não se afaste do seu espírito. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA
[0161] 11 Primeira extremidade do tubo 12 Segunda extremidade do tubo 100 Região do corpo principal 110 Primeira região da extremidade do tubo 120 Segunda região da extremidade do tubo

Claims (4)

1. Tubo de liga austenítica, compreendendo uma composição química que consiste em: em % em massa, C: 0,004 a 0,030%, Si: 1,00% ou menos, Mn: 0,30 a 2,00%, P: 0,030% ou menos, S: 0,0020% ou menos, Al: 0,001 a 0,100%, Cu: 0,50 a 1,50%, Ni: 25,00 a 55,00%, Cr: 20,00 a 30,00%, Mo: 2,00 a 10,00%, N: 0,005 a 0,100%, Ti: 0 a 0,800%, W: 0 a 0,30%, Nb: 0 a 0,050%, Ca: 0 a 0,0100%, Mg: 0 a 0.0100%, e Nd: 0 a 0,050%, com o balanço sendo Fe e impurezas, caracterizado pelo fato de que um número de tamanho de grão da austenita é de 2,0 a 7,0 e uma razão de grão mista não é superior a 5%, em que quando uma tensão de escoamento obtida por um teste de compressão é definida como um YS compressivo, e uma tensão de escoamento obtida por um teste de tração como um YS de tração, e unidades de YS compressivo e YS de tração estão em MPa, o YS de tração não é inferior a 758 MPa e o YS compressivo/YS de tração é 0,85 a 1,10, e em que o tubo de liga austenítica tem um diâmetro externo não inferior a 170 mm.
2. Tubo de liga austenítica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em Ti: 0,005 a 0,800%, W: 0,02 a 0,30%, e Nb: 0,001 a 0,050%.
3. Tubo de liga austenítica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a composição química contém um ou mais tipos de elementos selecionados do grupo que consiste em: Ca: 0,0003 a 0,0100%, Mg: 0,0005 a 0,0100%, e Nd: 0,010 a 0,050%.
4. Método para produzir um tubo de liga austenítica, compreendendo: uma etapa de produção de matéria-prima, caracterizado pelo fato de que uma peça fundida que foi produzida por um processo de lingotamento contínuo e tendo a composição química de acordo com a reivindicação 1 é aquecida de 1100 a 1350°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd0 que está no intervalo de 50,0 a 90,0% e satisfaz a Fórmula (1) para produzir uma matéria-prima; uma etapa de produção da lupa ou tubo semi-acabado, em que a matéria-prima é aquecida de 1100 a 1300°C, e depois submetida a trabalho a quente com uma redução da área Rd1 que está no intervalo de 80,0 a 95,0% e satisfaz a Fórmula (1), para produzir uma lupa ou tubo semi-acabado; uma etapa intermediária de trabalho a frio, em que a lupa ou tubo semi-acabado é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd2 que está no intervalo de 10,0 a 30,0% e satisfaz a Fórmula (1); uma etapa de refino de grãos, em que a lupa ou tubo semi-acabado após a etapa intermediária de trabalho a frio é mantida entre 1000 e 1250°C durante 1 a 30 minutos e depois rapidamente resfriada; e uma etapa final de trabalho a frio, em que a lupa ou tubo semiacabado após a etapa de refino de grãos é submetida a estiramento a frio com uma redução da área Rd3 de 20,0 a 35,0% para produzir o tubo de liga austenítica com um diâmetro externo não inferior a 170 mm. 5xRd0 + 10xRd1 + 20xRd2 > 1300 (1)
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