MX2012014433A - Acero para tubo de acero con excelente resistencia al fractura por tension azufrosa. - Google Patents

Abstract

La presente invención trata de un acero para tubos de acero que satisface de manera simultánea una variedad de características, en especial, un acero para tubos de acero con excelente resistencia a fractura por tensión azufrosa, que consta de, en % de masa: C: 0.2 a 0.7%; Si: 0.01 a 0.8%; Mn: 0.1 a 1.5%; S: no más de 0.005%; P: no más de 0.03%; Al: 0.0005 a 0.1%; Ti: 0.005 a 0.05%; Ca: 0.0004 a 0.005%; N: no más de 0.007%; Cr: 0.1 a 1.5%; y Mo: 0.2 a 1.0%; donde el equilibrio es Fe, Mg e impurezas, y que se caracteriza porque: el contenido de Mg en el acero no es menos de 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; y las inclusiones no metálicas de no menos de 50% de la cantidad total de las encontradas en el acero tienen un tamaño individual máximo de no más de 1 µm y constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de O, S y N que tienen una morfología tal que existen óxidos con base en Mg-Al-O en la parte central de la inclusión, los óxidos con base de Ca-Al y/o los oxisulfuros con base de Ca-Al engloban los óxidos con base Mg-Al-0, y los carbonitruros o carburos que contienen Ti o existen además en una periferia completa o parcial de óxidos con base Ca-Al y/u oxisulfuros con base Ca-Al.

Description

ACERO PARA TUBO DE ACERO CON EXCELENTE RESISTENCIA AL FRACTURA POR TENSIÓN AZUFROSA La invención trata sobre un acero para tubo de acero con excelente resistencia al fractura por tensión azufrosa (al que en adelante también se hará referencia como "resistencia SSC" ) , el cual es excelente para limpiar y tiene menos inclusiones gruesas y dañinas, en particular, un acero para tubo de acero con excelente resistencia SSC, que es apropiado para tubos de acero, y revestimientos, tuberías, tubos para taladros excavadores, collares de taladro y similares para pozos petroleros o pozos de gas natural .

Antecedentes de la Técnica Las inclusiones no metálicas en el acero (a la_j que se hará referencia en adelante sólo como "inclusiones") conllevan a, junto con el resultado de defectos o fallas del producto de acero, el deterioro de soldadura o resistencia/' ductilidad y además el deterioro de la resistencia a la corrosión y, en particular, mientras mayor sea el tamaño del mismo, más serios son los efectos adversos. Por lo tanto, se desarrollaron varios métodos para reducir la cantidad de o la restauración de inclusiones, y en particular de inclusiones de gran tamaño .

En el umbral de este desarrollo, se desarrollaron de manera rigurosa técnicas de restauración de una fuente contaminante de oxígeno como lo es la escoria, la optimización de condiciones de desoxidación o similares, y también la remoción de inclusiones a través de un aparato de refinación secundaria como lo es RH, y estas técnicas se usan todavía en la actualidad. Sin embargo, como estas técnicas no cumplen el creciente desempeño requerido del producto de acero, se desarrolló una técnica de control de morfología de inclusiones como el tratamiento de Ca para responder a las exigencias en combinación con las técnicas existentes.

En años recientes, el desempeño requerido de productos de acero es mucho más exigente, y se propusieron cierto número de técnicas en respuesta a dichas exigencias.

Por ejemplo, el documento de Patente 1 divulga una técnica para mejorar la expansión de perforación al usar MgO o inclusiones que contienen MgO, y el documento de Patente 2 divulga una técnica para dispersar oxígeno dañino como MgO fino al controlar el contenido de Mg en el acero en un rango específico .

La presente solicitud también propone, en la Patente 3, una técnica para reducir los componentes dañinos de inclusión de carbonitruro grueso al generar carbonitruros usando un componente de inclusión de oxisulfuro con base en CA-A1 como núcleo.

De esta manera, las técnicas más recientes que utilizan las inclusiones en lugar de la simple remoción o reducción de las inclusiones que se han realizado en la técnica anterior relacionada.

Por otra parte, existen varios tipos de inclusiones que tienen componentes primarios como los sulfuros, oxisulfuros o carbonitruros diferentes a los óxidos, de manera única o en combinación. En el pasado, fue al menos uno o dos de estos tipos de inclusiones que impedían el éxito de los esfuerzos por obtener las características requeridas para un producto de acero. Por ejemplo,' los defectos superficiales en una lámina de acero laminado en frío se causan per lo general por el tipo de óxido grueso, y el deterioro de la soldadura en un material estructural como una barra de acero se causa por el tipo de sulfuro, de forma que un efecto deseado puede obtenerse al tomar medidas específicas en contra de los tipos de inclusiones específicos antes descritos.

Sin embargo, en años recientes, se ha exigido también el cumplimiento simultáneo de una variedad de características, además del aumento en el desempeño requerido del producto de acero. Por ejemplo, además de una combinación de alta fuerza y alta resistencia a la corrosión, se busca después la combinación de gran fuerza y alta facilidad de trabajo o algo similar.

Cuando se requiere dos tipos de características, por ejemplo la característica A y la característica B, de manera simultánea, se deben tomar en cuenta dos medidas contra las inclusiones relevantes como una medida "a" para satisfacer la característica A y una medida "b" para satisfacer la característica B al mismo tiempo de acuerdo con un punto de vista convencional.

Sin embargo, el tomar una variedad de medidas de manera simultánea puede crear problema in el desempeño, además de aumento de costo y productividad.

Por ejemplo, aunque los sulfuros pueden reducirse al reducir el contenido de S en el acero, la disminución en el contenido de S puede provocar el aumento en la cantidad de inclusiones de tipos óxido ya que la tensión entre fases del hierro fundido y las inclusiones se reduce de acuerdo con la disminución del contenido de S por lo que se deteriora la separabilidad de flotación de las inclusiones. Además, la reducción del contenido de S en el acero conlleva al cambio en el contenido de N en el acero que resulta en un aumento en la velocidad de desnitrificación o absorción de nitruro del hierro fundido, y como resultado, la cantidad de nitruros puede variar.

Concretamente, la disminución de un tipo específico de inclusiones puede crear problemas tales como el aumento de otros tipos de inclusiones y el deterioro del control sobre las inclusiones'.

Además, cuando una variedad de características requieren de manera simultánea un alto desempeño particular, lo que importa no es la cantidad de tipos específicos con inclusiones como los óxidos o sulfuros que afectan otras características, sino la cantidad total de dos o más tipos de inclusiones como los óxidos, sulfuros, oxisulfuros y carbonitruros . Por ejemplo, aún si se agrupa el MnS con Ca o similares para que se vuelva inocuo para el propósito de mejorar la resistencia a la corrosión del producto de acero, la agrupación posterior de inclusiones con base Ca puede degradar la calidad superficial del producto de acero. En ese caso, es necesario reducir la cantidad total de inclusiones después de la agrupación, además de hacer que el MnS sea inofensivo, y por lo tanto se complican más las medidas necesarias .

De esta manera, cuando se deben satisfacer varias características diferentes a un alto nivel, las medias contra las inclusiones son complicadas y terminan deteriorando la estabilidad y calidad, además de causar el deterioro de la productividad y costos de los productos. Como el deterior de estabilidad causa la reducción de rendimiento del producto, se requieren más esfuerzos para la producción industrial comercial siempre que el abastecimiento del producto sea posible .

Lista de Citas de Referencia Documentos de Patente Patente 1: Publicación de Solicitud- de Patente Japonesa No. 2001-342543 Patente 2: Publicación de Solicitud de' Patente Japonesa No. 5-302112 Patente 3: WO 03/083152 Patente 4 : Publicación de Solicitud de Patente Japonesa No. 2003-160838.

Resumen de la Invención Problema técnico Como se describió antes, es difícil que la técnica anterior relacionada satisfaga de manera estable una variedad de características o desempeño al mismo tiempo. Desde el punto de vista de este problema, la presente invención tiene el objeto de proporcionar un acero para tubos de acero con excelente resistencia SSC, que puede satisfacer de forma simultánea una variedad de características.

Solución del problema Para asegurar de forma simultánea una variedad de características, como se describieron antes, es necesario reducir la cantidad de inclusiones gruesas al controlar los tipos específicos de inclusiones que afectan la característica específica después de establecer la composición del producto de acero en un rango predeterminado. Como resultado de estudios e investigaciones en la composición del acero y la composición de inclusiones desde este punto de vista con respecto al acero para tubos de acero, los inventores de la presente descubrieron que puede obtenerse un acero para tubos de acero que tiene fuerza y tenacidad predeterminadas así como también una excelente resistencia SSC al establecer el contenido de Mn en un rango específico, como se describirá más adelante, después de establecer la composición del producto de acero en un rango predeterminado, de manera que se controle la morfología de inclusiones contenidas en el producto de acero, con lo que se reduce la cantidad de inclusiones gruesas. Se logró la presente invención con base en este conocimiento, y lo esencial de la invención trata sobre el acero para tubos de acero con excelente resistencia SSC, el cual se describirán en los siguientes números (1) y (2) . (1) Un acero para tubos de acero con excelente resistencia SSC, que consta de, en % de masa: C: 0.2 a 0.7%; Si: 0.01 a 0.8%; Mn: 0.1 a 1.5%; S: no más de 0.005%; P: no más de 0.03%; Al: 0.0005 a 0.1%; Ti: 0.005 a 0.05%; Ca : 0.0004 a 0.005%; N: no más de 0.007%; Cr : 0.1 a 1.5%; y Mo : 0.2 a 1.0%; donde el equilibrio es Fe, Mg e impurezas, y que se caracteriza porque: el contenido de Mg en el acero no es menos de 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; y las inclusiones no metálicas de no menos de 50% de la cantidad total de las encontradas en el acero tienen un tamaño individual máximo de no más de 1 µp? y constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de 0, S y N que tienen una morfología tal que existen óxidos con base en Mg-Al-0 en la parte central de la inclusión, los óxidos con base de Ca-Al y/o los oxisulfuros con base de Ca-Al engloban los óxidos con base Mg-Al-O, y los carbonitruros o carburos que contienen Tio o existen además en una periferia completa o parcial de óxidos con base Ca-Al u oxisulfuros con base Ca-Al (al que se hará referencia en adelante como "primer acero inventivo" ) . (2) Un acero para tubos de acero con excelente resistencia SSC, que incluye, en porcentaje de masa: C: 0.2 a 0.7%; Si: 0.01 a 0.8%; n : 0.1 a 1.5%; S: no más de 0.005%; P: no más de 0.03%; Al: 0.0005 a 0,.1% ; Ti: 0.005 a 0.05%; Ca: 0.0004 a 0.005%; N: no más de 0.007%; Cr : 0.1 a 1.5%; Mo : 0.2 a 1.0%; y uno o más de Nb: 0.005 a 0.1%, Zr : 0.005 a 0.1%, V: 0.005 a 0.5% y B: 0.0003 a 0.005%; donde el equilibrio es Fe, Mg e impurezas, y que se caracteriza porque: el contenido de Mg en el acero no es menos de 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; y las inclusiones no metálicas de no menos de 50% de la cantidad total de las encontradas en el acero tienen un tamaño individual máximo de no más de 1 µ?t? y constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de O, S y N que tienen una morfología tal que existen óxidos con base en Mg-Al-0 en la parte central de la inclusión, los óxidos con base de Ca-Al y/o los oxisulfuros con base de Ca-Al engloban los óxidos con base Mg-Al-O, y los carbonitruros o carburos que contienen Ti o existen además en una periferia completa o parcial de óxidos con base Ca-Al u oxisulfuros con base Ca-Al (al que se hará referencia en adelante como "segundo acero inventivo").

En adelante, a las composiciones del componente de acero y la escoria, se hará referencia a "% de masa" y "ppm por masa" solamente como "%".y "ppm".

En las descripciones y reivindicaciones de la presente, la composición del acero se usó en el sentido de "contenido en el producto de tubo de acero" a menos de que se especifique lo contrario.

Varios tipos de inclusiones declaradas en las reivindicaciones se definen de la siguiente manera. "Las inclusiones no metálicas en aceros que constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb son dos o más elementos de O, S y N" ; entre las inclusiones gruesas que tienen cada una un tamaño máximo de no menos de 1 µp? en productos de tubo de acero, se define una en la que cada contenido de al menos dos elementos seleccionados de Ca, Al, Mg, Ti y Nb, y cada contenido de al menos dos elementos seleccionados de O, S y N son 5% o más, de forma respectiva, y el contenido total de Ca, Al, Mg, Ti, Nb, O, S y N es menor a 80%. Además, la inclusión definida aquí es un agregado de varios componentes de inclusiones no metálicas (fases de inclusión) : "óxidos con base Mg-Al-O", "óxidos con base Ca-Al" y/o "oxisulfuros con base Ca-Al" y "carbonitruros o carburos que contienen Ti" que se definen a continuación.

"Los óxidos con base en Mg-Al-O" : que se definen como un compuesto del aditivo antes mencionado en el que cada contenido de Mg, Al, O es 2.5% o más, y el contenido total de Mg, Al y 0 en el componente no es más de 8%.

"Los óxidos con base Ca-Al" : se definen como un componente del aditivo antes mencionado en donde cada contenido de Ca, Al y 0 es 3.0% o más, y el contenido total de Ca, Al y O en el componente no es menor a 15%.

"Los oxisulfuros con base Ca-Al" : se definen como un componente del aditivo antes mencionado en donde cada contenido de Ca, Al, O y S es 2.0% o más, y el contenido total de Ca, Al, O y S en el componente no es mayor a 15%.

"Los carbonitruros o nitruros que contienen Ti" : se definen como un componente del aditivo antes mencionado en donde cada contenido de Ti, N y C es 1.2% o más, y el contenido total Ti, N y C en el componente no es menor a 5%. Efectos Ventajosos de la Invención El acero para tubos de acero de acuerdo con la presente invención es excelente para limpiar con menos inclusiones gruesas dañinas, se puede usar como material de acero para tubos de acero, y revestimientos, tuberías, tubos para taladros de excavación, collares de taladros, etc. para pozos petroleros o pozos de gas natural, es excelente en particular para la resistencia SSC así como también tiene una fuerza y tenacidad predeterminadas, y fáciles de producir y controlar .

Breve descripción de los Dibujos La Fig . 1 es una gráfica que muestra una relación entre un contenido de g en acero y un índice de cantidad total de inclusiones; y La Fig. 2 es una vista esquemática que ilustra una morfología de una inclusión de no menos de 1 µp\ en tamaño que existe en acero cuando un contenido de mg en acero no es menor a 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm.

Descripción de Formas de Realización Ahora se describirá en detalle el acero para tubos de acero de la presente invención con respecto a las razones para especificar la presente invención como se describió arriba y las formas de realización preferidas para producir el acero de la presente invención. 1. Rangos de Composiciones Químicas del Acero de la Invención, y Razones para Limitación 1-1. Elementos básicos C: 0.2 a 0.7% El C es un elemento importante para asegurar la fuerza de un tubo de acero, y su contenido no debe ser menor a 0.2%. Sin embargo, un contenido excesivamente alto de C no sólo resulta en la saturación del efecto, sino que también causa un cambio en la morfología generada de inclusiones no metálicas para después deteriorar la tenacidad del acero y eso conlleva una alta susceptibilidad ¡al fractura en el revenido. Por lo tanto, el límite superior del contenido de C se establece en 0.7%. Un contenido de C preferido es 0.22 a 0.65%; de mayor preferencia 0.24 a 0.40%.

Si : 0.01 a 0.8% El Si se agregó con el propósito de desoxidar el acero o mejorar la resistencia del acero. Cuando el contenido de Si está por debajo de 0.01%, no se ejerce el efecto de la desoxidación del acero o la mejora de la resistencia. Por otra parte, un contenido de" Si q e exceda 0.8% causará la reducción en la actividad de Ca o S, lo que afecta la morfología de las inclusiones. Por lo tanto, el contenido de Si se establece en el rango de 0.01 a 0.8%. El contenido de Si es de preferencia 0.10 a 0.85%.

Mn: 0.1 a 1.5% El Mn se agregó en un contenido no menor a 0.1% con el propósito de mejorar la resistencia del acero a través de la mejora en la dureza mediante revenido del acero. Sin embargo, como un contenido demasiado alto puede causar el deterioro de la tenacidad, el límite superior del contenido de Mn se establece en 1.5%. El contenido de Mn es de preferencia 0.20 a 1.40%, de mayor preferencia 0.25 a 0.80%.

S: No más de 0.005% El S es una impureza que forma inclusiones con base de sulfuro, y cuando el contenido de S aumenta, el deterior en la tenacidad o resistencia a la corrosión del acero se vuelve serio. Por lo tanto, el contenido de S se estableció para no ser más de 0.005%. Un menor contenido de S es más aceptable.

P: no más de 0.03% El P es un elemento incluido en el acero como impureza, y causa el deterioro en la tenacidad o la resistencia a la corrosión en el acero. Por lo tanto, el límite superior del contenido de P se estableció en 0.03%. El contenido de P es de preferencia cuando mucHó"0.02% , de mayor preferencia 0.012%. Se desea que el contenido de P sea el menor posible.

Al: 0.0005 a 0.1% El Al es un elemento que se agregará para desoxidar el acero fundido. Cuando el contenido de Al es menor a 0.0005%, se pueden generar óxidos compuestos gruesos de tipo Al-Si, tipo Al -Ti , tipo Al-Ti-Si y similares debido a la desoxidación insuficiente. Por otra parte, un aumento excesivo del contenido de Al sólo resultará en la saturación del efecto, lo que terminará en el aumento de Al sólido y soluble innecesario. Por lo tanto, el límite superior del contenido de Al se establece en 0.1%. 1-2. Elementos Adicionales para Mejorar la Resistencia SSC Además, la resistencia SSC del acero puede mejorarse al establecer cada contenido de Ti, Ca, N, Cr y o al rango que se describe a continuación.

Ti: 0.005 a 0.05% El Ti tiene el efecto de mejorar la resistencia del acero al refinar los granos o mediante endurecimiento en precipitación. Además, cuando se agrega B para mejorar el revenido-dureza del acero, el Ti puede inhibir la nitración del B de manera que se ejerce el efecto de mejora del revenido-dureza. Para asegurar estos efectos, el contenido de Ti no debe ser menor a 0.005%. Sin embargo, como un contenido excesivamente alto de Ti aumenta los precipitados con base en carburos para deteriora la tenacidad del acero, el límite superior del contenido de Ti se establece en 0.05%. Un contenido de Ti preferido es 0.008 a 0.035%.

Ca: 0.0004 a 0.005% El Ca es un elemento importante que agrupa los sulfuros y óxidos al mismo tiempo que mejora la resistencia SSC del acero. Para asegurar este efecto, el contenido de Ca no debe ser menor a 0.0004%. Sin embargo, como el contenido excesivamente alto de Ca causa el engrosamiento de inclusiones o el deterioro en la resistencia a la corrosión del acero, el límite superior del contenido de Ca se establece en 0.005%.

N: No más de 0.007% -El N es un elemento de impureza que tiende a mezclarse con materias primas o mezclarse durante los proceso de derretido. Un contenido aumento de N resulta en el deterioro de la tenacidad, la resistencia a la corrosión y la resistencia SSC del acero, inhibición del efecto de mejorar el revenido-dureza al agregar B, o similares. Por lo tanto, se desea un bajo contenido de N. Aunque se agrega un elemento como el Ti que forma nitruros para suprimir este efecto adverso de N, esto sigue generando inclusiones. Por consiguiente, como el contenido excesivo de N impide el control de inclusiones, el límite superior del contenido de N se establece en 0.007%.

Cr: 0.1 a 1.5% El Cr tiene el efecto de mejorar la resistencia a la corrosión del acero, y además tiene el efecto de mejorar la resistencia SSC del acero ya que mejora el revenido-dureza para mejorar la resistencia del acero y también mejorar la resistencia a suavizar el TEMPLE GENERAL INSTANTÁNEO del acero para entonces permitir el revenido a altas temperaturas Para asegurar estos efectos, el contenido de Cr no debe ser menor a 0.1%. Sin embargo, como el contenido excesivo de Cr sólo resulta en la saturáción del efecto para mejorar la resistencia al ablandamiento en el temple general instantáneo y puede causar el deterioro en la tenacidad del acero, el límite superior del contenido de Cr se establece en 1.5%. Un contenido de Cr preferido es 0.5 a 1.2%. ??: 0.2 a 1.0% El Mo mejora el revenido-dureza para mejorar la resistencia del acero, y también mejora la resistencia SSC del acero ya que mejora la resistencia al ablandarlo para el temple general instantáneo lo que permite el temple general instantáneo a altas temperaturas. Para asegurar estos efectos, el contenido de Mo no debe ser menor a 0.2%. Sin embargo, como un contenido excesivo de Mo sólo resulta en la saturación del efecto de mejorar la resistencia para ablandamiento por revenido, y puede causar el deterioro de la tenacidad del acero, el límite superior del contenido de Mo se establece en 1.0%. Un contenido de Mo preferido es 0.25 a 0.85% . 1-3. Elementos adicionales para Mejorar más la Resistencia SSC La resistencia SSC del acero se puede mejorar aún más al controlar, además de lo anterior, los contenidos de Nb, Zr, V y B con los siguientes rangos.

Nb: 0.005% a 0.1%, Zr: 0.005 a 0.1% El Nb y Zr pueden no agregarse de manera necesaria.

Sin embargo, si se agregan, estos elementos ejercen un efecto como lo es el refinamiento de grano o la dureza por precipitación para mejorar de forma efectiva la resistencia del acero. Dicho efecto no puede asegurarse con un contenido menor a 0.005% de cada elemento, y cuando el contenido de cada elemento excede 0.1%, la tenacidad del acero se deteriora. Por lo tanto, si se agrega Nb y/o Zr, el contenido de cada elemento es de preferencia de 0.005 a 0.1%. De mayor preferencia,_ el contenido de cada elemento se establece en el rango de 0.008 a 0.05%.

V: 0.005 a 0.5% El V no se tiene que agregar de forma necesaria. Sin embargo, el V tiene efectos como endurecimiento por precipitación, lo que mejora en el revenido-endurecimiento, y aumenta la resistencia al ablandamiento por temple general instantáneo, y si se agrega, se puede esperar un efecto de mejorar la resistencia y la resistencia SSC. Para asegurar este efecto, el contenido de V se establece de preferencia en no menos de 0.005%. Sin embargo, como el contenido excesivo de V causa el deterioro de la tenacidad o la resistencia a la corrosión del acero, el límite superior del contenido de V es de preferencia 0.5%. De mayor preferencia el contenido de V está en el rango de 0.01 a 0.25%.

B: 0.0003 a 0.005% El B no necesita agregarse. Sin embargo, al agregar una ligera cantidad de B se mejora el revenido-endurecimiento del acero. Cuando el contenido de B está por debajo de 0.0003%, no se puede obtener dicho efecto, y cuando el contenido excede 0.005%, se deteriora la tenacidad del acero. Por lo tanto, si se agrega B, el contenido es de preferencia de 0.0003 a 0.005%. 1-4. Adición de Mg 1-4-1. Relación entre el contenido de Mg en el Acero y la Cantidad Total de Inclusiones En la presente invención, el contenido de Mg en el acero se establece en el rango de 1.0 a 5.0 ppm. El contenido de Mg es de preferencia 1.2 a 4.8 ppm, de mayor preferencia 1.4 a 4.6 ppm. Después, se describirá el Mg en detalle. Como se describió antes, una variedad de características se pueden asegurar de manera simultánea al controlar de forma simultánea dos o más tipos de inclusiones para poder controlar una variedad de elementos y al tomar provisiones para evitar el aumento en la cantidad total de inclusiones. Además, se desea controlar o manejar los factores lo menos posible.

Desde dicho punto de vista, la relación entre la morfología de inclusión, el número de inclusiones y las composiciones de acero se investigaron en detalle. En concreto, se solidificaron 300 kg de cada acero fundido con composiciones de acero variará de manera diferente dentro de los rangos antes descritos en el molde, se cortó una pieza de prueba del lingote de acero resultante, y se observó dentro de un campo de lOmm x 10mm de vista a una amplificación de lOOOx mediante el uso de un microscopio de exploración electrónica para medir la cantidad de inclusiones las cuales no tuvieron menos de 1 µ? de tamaño. El total de todo el número de óxidos, oxisulfuros y carbonitruros se definió como "el total de cantidad de inclusiones." Se realizó la evaluación usando un índice de cantidad total de inclusiones con 1 que indicaba la cantidad total de inclusiones en una muestra que tuviera un contenido de Mg de 1.5 ppm en acero. Se obtuvo el contenido de Mg en acero al disolver viruta residual obtenida de cada lingote de acero muestra con ácido nítrico, y al diluir la solución resultante a una concentración de 1/10, seguido de la determinación cuantitativa mediante ICP-MS (Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado de forma Inductiva) .

La Fig. 1 es una gráfica que muestra la relación entre el contenido de Mg en el acero y un índice de cantidad total de inclusiones. Como resultado de la prueba antes mencionada, se obtuvo una tendencia general donde el contenido de S fue menor, hubo menos inclusiones sulfurosas y un mayor contenido de O, y más inclusiones de óxido, y también se obtuvieron los resultados de la Fig. 1.

En la superficie, la Fig. 1 parece indicar que es difícil organizar la cantidad total de inclusiones de interés en la presente invención sólo mediante el contenido de Mg en el acero, y los contenidos de elementos como el O y S también contribuyen a la cantidad total de inclusiones como se describió antes. Sin embargo, el poner atención a los resultados en el lado del bajo contenido de Mg en la Fig. 1, se descubrió que la cantidad total de inclusiones se reduce de manera estable cuando el contenido de Mg en el acero no es menor a 1.0 ppm (0.00010%) y no más de 5.0 ppm (0.00050%) . Por otra parte, cuando el contenido de Mg es acero o por debajo de 1.0 ppm o más de 5.0 ppm, también se obtienen casos con una cantidad total de inclusiones grandes mientras que hay muchos casos con una cantidad total de inclusiones chicas En concreto, se descubrió que la cantidad to'-al e inclusiones objetivo de 1 µ? o más en tamaño puede reducirse al controlar el contenido de Mg cuando el contenido de Mg en el acero no es menor a 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; sin embargo, cuando el contenido de Mg en el acero está por debajo de 1.0 ppm o más de 5.0 ppm, el control de otros elementos en adicional contenido de Mg es necesario aún bajo la misma condición. 1-4-2. Morfología de la Inclusión Además, se observó en detalle la morfología de la inclusión, con respecto a los casos en donde el contenido de Mg en el acero no es menor a 1.0 ppm y no mayor a 5.0 ppm en la Fig. 1 y la cantidad total de inclusiones es pequeña. Como resultado, se obtuvo que un promedio de 78.3% (67.3 a 95.3%) de la cantidad de inclusiones objetivo de no menos de 1 µp? en tamaño) tiene la estructura que se ilustra en la Fig. 2 como morfología de la inclusión. El 21.7% restante de las inclusiones fueron óxidos libres de carbonitruros o inclusiones compuestas sólo de oxisulfuros o carbonitruros.

La Fig. 2 es una vista esquemática que ilustra una morfología de una inclusión de no menos de 1 µt? en tamaño que existe en acero cuando un contenido de Mg en acero no es menor a 1.0 ppm y no.es mayor a 5.0 ppm.

Como se muestra en la Fig. 2, esta inclusión tiene una morfología en la que los carbonitruros o carburos que contienen Ti 3 existen en una parte periférica de óxidos con base Ca-Al 2a y oxisulfuros con base Ca-Al 2b. Como esta inclusión sola permite el control de O, S, C y N, no es necesario el tratamiento para controlar inclusiones para cada elemento de impureza. El solicitante de la presente aclaró la morfología de inclusión en la Patente 3 antes descrita.

Sin embargo, se ha aclarado que los óxidos con base Mg-Al-0 1 existen en la parte céntral de la inclusión de forma que se envuelven en óxidos con base Ca-Al 2a y oxisulfuros con base Ca-Al 2b. Se ha asegurado que cuando la morfología de inclusión que se muestra en la Fig. 2 emerge, la cantidad total de inclusiones se reduce. Esta inclusión puede tener una morfología en la que los carbonitruros o carburos que contienen Ti 3 existen en una periferia completa de los óxidos con base Ca-Al 2a y los oxisulfuros con base Ca-Al 2b. La inclusión puede sólo incluir cualquiera de los óxidos con base Ca-Al 2a o los oxisulfuros con base Ca-Al 2b. 1-4-3. Mecanismos de Formación de Inclusiones y Mecanismo para Reducir la Cantidad Total de Inclusiones Los mecanismos relacionados con la morfología de inclusión antes descrita se pueden explicar de la siguiente manera .

Cuando existe Mg en. el acero, el Mg empieza una reacción de desoxidación antes del Al y Ca ya que es un elemento desoxidante fuerte. Los óxidos con base Mg-Al-0 1 se generaron . antes de los óxidos con base Ca-Al 2a y los oxisulfuros con base Ca-Al 2b. Como el Mg empieza la reacción de desoxidación aún a una menor sobresaturación que aquellas de otros elementos debido a su poder desoxidante, las inclusiones se vuelven de un tamaño pequeño. En concreto, cuando el contenido de Mg se encuentra dentro del rango predeterminado, los óxidos con base Mg-Al-0 1 se generan de preferencia. En adelante, al usar estos óxidos con base Mg-Al-0 1 finos como núcleos generadores, se generan óxidos con base Ca-Al 2a y oxisulfuros con base Ca-Al 2b en sus superficies, y al usar una vez más éstos como núcleos generadores, se generan carbonitruros o carburos que contienen Ti 3 en las superficies durante la solidificación. Como resultado, la morfología de inclusión como se muestra en la Fig . 2 se completa. En este momento, como la formación de la inclusión se generó de óxidos con base Mg-Al-0 1 finos, el resultado de inclusiones finales también es que son finas, y en consecuencia las inclusiones gruesas se reducen.

Sin embargo, cuando el contenido de Mg en el acero es menor a 1.0 ppm, las inclusiones finales pueden agrandarse porque no se generan los óxidos con base Mg-Al-0 1 finos como orígenes. Por otra parte, cuando el contenido de Mg en el acero es mayor a 5.0 ppm, los óxidos con base Mg-Al-0 1 pueden crecer para hacerse grandes ya que la reacción de desoxidación de Mg procede de manera excesiva, lo que resulta en inclusiones finales grandes.

En concreto, se descubrió que la morfología de inclusión cambió como resultado de cambiar en el proceso de generación de las inclusiones mediante el control del contenido de Mg en el acero, donde las inclusiones gruesas pueden reducirse. 2. Métodos de Control del Contenido de Mg en Acero e Inclusiones 2-1. Método de Control de Contenido de Mg en Acero Los métodos de control del contenido de Mg en el acero e inclusiones se describirán a continuación. Primero, se describirá el método de control del contenido de Mg en el acero .

Un primer método es agregar de manera directa el Mg en acero fundido. En este método, el Mg metálico o la aleación de Mg sólo o la mezcla del Mg o aleación de Mg con un compuesto como el CaO o MgO se agrega al acero fundido.

Esta adición puede llevarse a cabo al soplar el Mg en acero fundido o al usar un cable recubierto con hierro, de manera similar al caso antes mencionado de Ca . La cantidad agregada (por tonelada de acero fundido) se establece de manera deseada a entre 0.05 y 0.2 kg/ton en términos de contenido de Mg puro. Cuando la cantidad agregada ¾stá debajo de 0.05 kg/ton, el contenido de Mg en el acero no puede aumentar, y la adición por la cantidad mayor a 0.2 kg/ton puede conllevar a un aumento en el contenido de Mg en el acero que exceda los 5.0 ppm.

Se realiza" de preferencia la adición de Mg en una etapa terminal del segundo refinado, y se desea además justo antes de la colada. Esto es para minimizar el cambio en el contenido de Mg en el acero porque el Mg se evapora del acero fundido. Se puede realizar la adición justo antes de la colada, por ejemplo, al añadir el acero fundido dentro de la artesa de una máquina de colada continua.

Un segundo método es administrar de manera indirecta el Mg al acero fundido usando la escoria y la materia refractaría. Como la materia refractaria o escoria contiene por lo general MgO, este MgO se usa como fuente de Mg en el acero fundido. Cuando la materia refractaria no contiene MgO, sólo se usa la escoria como fuente de Mg .

Con base en el principio de que Al, Ca y similares en el acero fundido exhiben la reacción de reducción del MgO incluido en la materia refractaria o escoria, el Mg reducido se suministra al acero fundido. Esta reacción de reducción procede de manera extremadamente gentil ya que el Mg tiene un poder de desoxidación fuerte y el MgO es estable. Por lo tanto, el segundo método es apropiado para controlar el contenido de una pequeña cantidad de Mg en el acero fundido. De forma específica, el segundo método se llevó a cabo de la siguiente manera.

En general, la composición refractaria se controló de manera que el contenido de MgO en la escoria no es menor a 5% ya que la composición refractaria es constante. Aunque el MgO en la escoria aumenta también por la reacción de la escoria con la materia refractaria, el MgO puede agregarse a la escoria si el MgO de la escoria es insuficiente. Este tratamiento de adición de MgO se realiza de preferencia en una etapa temprana del proceso de creación de acero de manera que se vierte de un convertidor a un caldero de colada o antes de empezar el segundo refinamiento, porque la reacción de MgO con acero fundido es lenta como se describió arriba.

Cuando un elemento desoxidante como lo es el Al se pone en acero fundido, la reacción de MgO con el acero fundido empieza a aumentar de manera gradual el contenido de Mg en el acero fundido. Como la velocidad de aumento de contenido de Mg en ese momento depende del contenido del elemento desoxidante como lo es el Al, Ca o similares o de la composición de escoria en el acero fundido, pero es constante si el contenido del elemento desoxidante o la composición de escoria es constante, el contenido final de Mg en el acero fundido depende sólo del tiempo de tratamiento. Por lo tanto, se adquiere una relación entre la cantidad de adición del elemento desoxidante y el tiempo de tratamiento de los registros de cambio temporal del contenido de Mg en el acero fundido en el proceso para hacer acero, donde el contenido de Mg en el acero fundido se puede controlar con base en la relación adquirida. Este método es ventajoso en términos tanto de tiempo como de costo ya que el tratamiento de adición de Mg es innecesario, y el manejo estricto del tiempo de tratamiento, la adición del elemento desoxidante y la composición de escoria es suficiente como control .

De los dos métodos antes mencionados para controlar el contenido de Mg en el acero, se prefiere el segundo método cuando el control del contenido de Mg en el acero e inclusiones se realiza de forma simultánea.

Como los componentes de inclusión con base Mg se usan como núcleos de inclusiones relevantes en el acero de la presente invención, es importante que los componentes de inclusión que forman los núcleos se distribuyan de forma uniforme y homogénea en el acero. Para poder tener componentes de inclusión uniformes y homogéneos en el acero, es necesario equilibrar la reacción entre el acero fundido y el componente de inclusión. Aunque el equilibrio de la reacción puede lograrse al extender el tiempo de tratamiento, esto no es viable comercialmente . Además, cuando el elemento desoxidante como lo es el metal Mg se agrega al acero fundido al adoptar el primer método, se reduce el logro de uniformidad y homogeneidad de los componentes de inclusión puesto que se forman varios tipos de inclusión debido a la distribución en la concentración que ocurre hasta que se agrega el Mg y se mezcla de manera uniforme al acero fundido.

Por otra parte, como se usa la reacción de acero derretido y escoria, el segundo método no causa la distribución de concentración mencionada que debería ocurrir por el retraso de la mezcla uniforme de Mg . Además, como la escoria es igual a los óxidos con base Mg-Al-0 que forman los núcleos, se puede evitar que los componentes de inclusión relevantes sean heterogéneos al usar el equilibrio en las inclusiones de acero y escoria/ la reacción de componentes. 2-2. Factores específicos en el Segundo Método Se describirá a continuación los Factores Específicos en el segundo método que incluyen los factores de escoria y factores de desoxidación. 2-2-1. Factores de Escoria Primero, se describirán los factores de escoria en el segundo método. La escoria que se usará necesita tener una composición tal que el contenido de CaO no sea menor a 40%, el contenido de MgO no sea menor a 5%, y un contenido total de óxidos de Fe y óxidos de Mn no sea mayor a 3% en la escoria. Además, al controlar el contenido de MgO en la escoria para que sea más de 15% y el contenido de CaO en la escoria no sea más de 70%, se mejora la precisión de control del contenido de Mg en el acero.

Cuando el contenido de MgO en la escoria está debajo de 5%, el contenido de Mg en el acero fundido no puede aumentar, y cuando es mayor a 15%, el control del contenido de Mg en el acero se deteriora porque la fluidez de la escoria se deteriora para reducir la velocidad de reacción de la reacción de acero fundido y escoria.

Cuando el contenido de CaO en la escoria está por debajo de 40%, el MgO en la escoria no puede someterse a la reacción de reducción que se aplicará al acero fundido ya que la actividad del oxígeno en la interface metálica-escoria no disminuye lo suficiente. Cuando el contenido de CaO en la escoria es mayor a 70%, el control del contenido de Mg en el acero se deteriora por el deterioro en la fluidez de la escoria.

Cuando el contenido total de óxidos de Fe y óxidos de Mn en la escoria es mayor a 3%, el MgO en la escoria no puede someterse a reacción de reducción para verterse en el acero fundido ya que la actividad de oxígeno en la interface metálica-escoria no disminuye lo suficiente.

Además, se desea que la cantidad de escoria en uso (por tonelada de acero fundido) se establezca a no menos de 10 kg/ton y a no más de 20 kg/ton. Cuando la cantidad de escoria está por debajo de 10 kg/ton, la cantidad absoluta de MgO es insuficiente, y cuando la cantidad es mayor a 20 kg/ton, el tiempo requerido para equilibrar la composición de la escoria se extiende. 2-2-2. Factores de Desoxidación Ahora, se describirán los factores de desoxidación en el segundo método. Las inclusiones relevantes puede controlarse con precisión, además del contenido de Mg en el acero fundido, al satisfacer los factores de desoxidación del acero fundido después de satisfacer los factores de escoria antes mencionados. Los elementos de desoxidación usados en el control son Al y Ca . 2-2-2-1. Factores para Al Primero, se describen los factores para Al . En general, como la desoxidación se realiza de manera suficiente cuando el contenido de Al en acero fundido no es menor a 0.01%, se realiza el refinamiento por lo general con un contenido de Al en acero fundido en el rango de entre 0.01% a 0.05%. Aunque el Mg puede controlarse si el contenido de Al en el acero fundido se controla de manera continua para reducir el rango dentro de dicho rango de contenido, esto causa la extensión del tiempo de refinación y el deterioro de la precisión en el control de la morfología de inclusiones. Por lo tanto, como un método para evitarlas, se puede adoptar la mejora del contenido de Al en el acero fundido a 0.05% o más por no menos de 1 minuto en el refinamiento secundario como lo es RH.

Es extremadamente efectiva la reducción de MgO en la escoria y la disminución de óxido de Fe y óxido de Mn en la escoria para mejorar el contenido de Al en el acero fundido aún en un tiempo tan corto como lo es 1 minuto, y la precisión de control de Mg e inclusiones en el acero se mejora en consecuencia. ~ " 2-2-2-2. Factores para Ca Al final, se describen los factores de Ca . El Ca es un elemento importante que forma inclusiones, de forma similar al Mg, y el siguiente método se usa de manera efectiva para causar inclusiones con base Mg para que sean núcleos.

Para generar las inclusiones con base Mg y que sean núcleos, sobra decir que la adición de Ca debe realizarse después de que se estabilice suficiente el contenido Mg en acero fundido. Sin embargo, es más necesario evitar que el Ca promueva la reacción de reducción de MgO en la escoria mediante su reacción con la escoria, y además inhibir el progreso excesivo de la reacción de Ca con las inclusiones con base Mg aún en caso de que los núcleos de las inclusiones se reduzcan con Ca .

Para satisfacer estos factores, es necesario agregar Ca en ausencia de la escoria, y detener la reacción al colar y solidificar con rapidez tan pronto se agregue el Ca . Para satisfacer estas condiciones, se desea realizar la adición de Ca dentro de la artesa de la máquina de colada continua .

La adición de la cantidad de Ca (por tonelada de acero fundido) no debe ser menor' a 0.02 kg/ton y no más de 0.05 kg/ton. Esta cantidad adicional de Ca es en extremo baja, en comparación con una" adición general de Ca . La razón es que el Ca puede reducir los núcleos si la cantidad adicional de Ca es mayor a 0.05 kg/ton. Por otra parte, cuando la cantidad adicional de Ca está debajo de 0.02 kg/ton, no se forman las suficientes inclusiones con base Ca para envolver los núcleos.

Como se describió arriba, para controlar las inclusiones no metálicas en el acero según la presente —invención, que tienen un contenido de Mg en acero de no menos de 1.0 ppm y no más de 5.0 ppm, y que están compuestas por dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de 0, S, y N en una morfología en la que existe un óxido con base Mg-Al-0 en la parte central de la inclusión, un óxido con base Ca-Al o un oxisulfuro con base Ca-Al envuelve al óxido con base Mg-Al-O, y carbonitruros o .carburos con base Ti que existen además en una periferia completa o parcial del óxido con base Ca-Al y el oxisulfuro con base Ca-Al, es importante aumentar de manera temporal el contenido de Al en acero fundido a 0.05% o más después de controlar la composición de escoria en un rango apropiado, y además agregar no menos de 0.02 kg/ton y no más de 0.05 kg/ton dentro de la artesa de la máquina de colada continua. 3. Condiciones de Producción Preferidas para Lograr la Morfología de inclusión Las condiciones de producción de acero preferidas para lograr dicha morfología de inclusión se describirán con los ejemplos de procesos de producción general como lo son el convertidor, la refinación secundaria y la colada continua. 3-1. Control de Sulfuros En primera, se describirá el control de sulfuros. Cuando el contenido de S en el acero es bajo, la cantidad de sulfuros u oxisulfuros formados se reduce, y las inclusiones de los mismos se vuelven más chicas en tamaño y de menores cantidades. Para inclusiones más chicas y de poca cantidad, el contenido de S en el acero es de preferencia no más de 0.002% y de mayor preferencia no más de 0.001%.

Para lograr dicho contenido de S en el acero, se puede necesitar el tratamiento de desulfuración en la refinación secundaria además del tratamiento de desulfuración en el tratamiento preliminar de arrabio en caliente. La desulfuración en el refinado secundario se realizó al soplar gas al acero fundido después de producir la escoria que tiene la capacidad de desulfuración en el acero fundido, o al soplar el flujo de desulfuración en el acero fundido al esparcirlo en la superficie del acero fundido. En el tratamiento que usa el flujo de desulfuración, se puede usar un método para realizar el tratamiento bajo la atmósfera y un método para realizar el tratamiento bajo presión reducida mediante el uso de RH o similares. 3-2. Control de Óxidos Con respecto a los óxidos, también, el efecto de tener menos inclusiones puede desarrollarse al disminuir el contenido de O en el acero, de manera similar al control de las inclusiones sulfurosas al disminuir el contenido de S en el acero. Para asegurar este efecto, el contenido de O en el acero es de preferencia no más de 0.0015%, y además se prefiere que no sea más de 0.0010%.

Para disminuir el contenido de O en el acero, son efectivos dos métodos representados por la desoxidación intensificada y la remoción de inclusiones en acero fundido.

Aunque es efectivo establecer el contenido de Al para que no sea menos de 0.01% para la desoxidación intensificada, la desoxidación puede realizarse además mediante el método de refinamiento de escoria antes mencionado al establecer el contenido de CaO en escoria en no más del 40%, y un método para establecer el contenido total de óxidos de Fe y óxidos de Mn en la escoria a no más de 3%, o similares.

La remoción de inclusiones puede realizarse al soplar gas inerte en el acero fundido, al circular el acero fundido usando un dispositivo de tratamiento al vació como lo es RH, o similares.

La adición de Ca puede realizarse al soplar Ca metálico o aleación de Ca o un material que los contenga en el acero fundido, al realizar la adición mediante el uso de un cable recubierto con hierro, o similares, y cualquier otro método se puede aplicar también. Se prefiere que la adición de Ca se realice después de la desulfuración en el refinamiento secundario. Esto también inhibe la reacción del Ca con el S. El contenido de Ca es de preferencia no más de 0.002%, y de mayor preferencia no más de 0.0012%. La razón es porque el contenido aumentado de Ca intensifica el efecto de desoxidación pero resulta en la activación de la formación de CaS o similar. 3-3. Control de Carbonitruros .

Aunque la cantidad de carbonitruros formados puede reducirse al disminuir el contenido de C o Ti, los contenidos de estos elementos no pueden disminuir puesto que contribuyen a la mejora de la resistencia del metal base como se describió con anterioridad. Por lo tanto, la disminución del contenido de N es efectiva para el control de carbonitruros.

En particular, el contenido de N es de preferencia no mayor a 0.004%, y de mayor preferencia no más de 0.003%.

La técnica de control caracterizada por una combinación de Ca y Ti, que se propuso en la Patente 4 por el solicitante de la presente, puede usarse en combinación. 3-4. Otras Condiciones Preferidas Como se mencionó antes, se desea que el contenido de O en acero no sea mayor a 0.0015%, y se desea aún más que no sea más de 0.0010%. Se puede obtener con facilidad la morfología de inclusión de la Fig . 2 con un contenido de O en el acero de no más "de "0.0015%, y de manera sustancial todas las inclusiones muestran la morfología que se muestra en la misma figura con no más de 0.0010%.

Los lantánidos como el La, Ce y Nd pueden agregarse al acero de la presente invención. Estos elementos tienen el efecto de estabilizar el contenido de g además de reducir las actividades de O y S . El contenido deseado de lantánido no es menor a 0.001% y no más de 0.05% en total. El efecto se insuficiente con un contenido por debajo de 0.001%, y las inclusiones que se pretenden en la presente invención no pueden obtenerse con un contenido más allá de 0.05% ya que las inclusiones se cambian a oxisulfuros con base de lantánido como lo es el Ce202S.

El acero de la presente invención se produce de preferencia usando un convertidor, un RH y una máquina de colada continua. El refinado por soplado de gas puede realizarse antes o después del tratamiento RH. Como la precisión de control de la composición de escoria mejoró en el mismo, la precisión de control de la morfología de inclusión puede mejorarse todavía más.

Cuando se realizan los ajustes de temperatura en RH, puede realizarse un tratamiento para hacer reaccionar el 0 con Al y Si en acero fundido al agregar gas oxígeno u óxidos sólidos al acero fundido. Este tratamiento se realiza de preferencia en una etapa inicial de RH, ya que el oxígeno agregado interrumpe él "control del contenido de g mediante la reacción de escoria-metal .

Ejemplos Para confirmar el efecto sobre las características del acero para tubos de acero de la presente invención, se llevó a cabo la siguiente prueba, y se evaluaron los resultados . 1. Condiciones de prueba Después de refinar un acero de baja aleación en un convertidor, se realizaron el ajuste de la composición y el ajuste de temperatura mediante el tratamiento RH. Se agregó gO al caldero de colada durante el vertido al convertidor y el tratamiento RH duró 1 hora.

Las composiciones del acero se muestran en la Tabla 1. Los números de prueba 1 a 3 son ejemplos inventivos que satisfacen las limitaciones del primer acero inventivo, los Nos. de Prueba 4 a 6 son ejemplos inventivos que satisfacen la limitación del segundo acero inventivo, y los Nos. de Prueba 7 a 9 son ejemplos inventivos que satisfacen la limitación del segundo acero inventivo con condiciones de producción preferidas. Los nos. de prueba 10 a 15 son ejemplos comparativos que no satisfacen las limitaciones del primer acero inventivo ni del segundo acero inventivo.

Tabla 1 Para los números de prueba 1 a 6, 10 a 12, 14 y 15, un cable de Mg metálico se agregó al acero fundido dentro del caldero después del tratamiento RH, y se agregó un cable de CaSi después.

Para los Nos. de prueba 7 a 9, se agregaron CaO y MgO durante el vertido del convertidor para controlar el contenido de CaO en la escoria en 55 a 65%, el contenido de MgO a entre 8 y 12%, y un contenido total de óxidos de Fe y óxidos de Mn en la escoria a no más de 1.5%, y entonces, el contenido de Al en el acero fundió al inicio del tratamiento RH se controló a' 0.07%. Para los Nos. de Prueba 7 a 9, el Ca de 0.03 kg/ton se agregó sólo a la artesa sin agregar el metal Mg .

El acero fundido se procesó para formar un tocho redondo de 220 a 360 mm de diámetro mediante colada continua. Después se laminó y sometió a tratamiento térmico y colada para evaluar resistencia a la corrosión del tocho redondo.

Se sometió el tocho redondo a perforado y laminado para hacer una envoltura hueca, seguido de laminado en caliente y ajuste dimensional con un laminador de mandril y un reductor de tamaño bajo condiciones que se usan de manera general, lo que dio como resultado la producción de tubos de acero sin costuras. Dichos tubos de acero se sometieron a temple general instantáneo al calentarlos a 920°C y después se ajustaron a un nivel de límite elástico de 758 MPa o más (menos de 862 MPa) lo que corresponde a 110 ksi y a un nivel de límite elástico de 862 MPa o más que corresponde al grado de 125 ksi al seleccionar la temperatura de revenido. 2. Condiciones de Evaluación de Resistencia a la Corrosión Con respecto a los tubos de acero que se trataron térmicamente y se examinaron para ver su resistencia y dureza, se realizó una prueba de evaluación de la resistencia SSC.

La evaluación de grado 110 ksi (límite elástico 758 a 862 MPa) se realizó para un espécimen de prueba a la corrosión por tensión que consta de 2 mm de grosor, 10 mm de ancho y 75 mm de largo que se obtuvo como prueba de cada tubo de acero a ser examinado.

Se proporcionó una cantidad predeterminada de tensión para el espécimen de prueba mediante el doblado de cuatro puntos de acuerdo con un método especificado en ASTM G39 para aplicar la tensión correspondiente de 90% de límite elástico del acero al espécimen de prueba. Al sumergirse en la solución que consta de 5% agua salina de 25°C que se saturó con 10 atm de sulfuro de hidrógeno, el espécimen de prueba se encapsuló en una autoclave junto con una plantilla de prueba. Después se introdujo cinco por ciento de agua salina en la autoclave mientras que se dejó un espacio para dejar que la solución respirara, después se introdujo gas de sulfuro de hidrógeno de una presión predeterminada y se selló en la autoclave, y este gas de sulfuro de hidrógeno presurizado se saturó a la fase líquida al agitar la fase líquida. Después de sella la autoclave, se mantuvo a 25°C por 720 horas mientras que se agitaba la solución a una velocidad de 100 revoluciones por minuto, y entonces se despresurizó para sacar el espécimen de prueba .

La determinación de fractura se realizó mediante observación visual y, en el caso donde fue difícil la determinación visual, se realizó la prueba al incrustar el espécimen de prueba en resina o al observar una sección transversal del mismo con microscopio.

La evaluación de grado 125 ksi (límite elástico de 862 a 965 MPa) se realizó en una pieza de barra redonda para prueba de tensión que midió 6.35 mm de diámetro, lo que se sometió a prueba . en paralelo a una dirección longitudinal del tubo de acero .

La tensión correspondiente a 90% del límite elástico real se aplica de manera continua a la pieza de prueba por 720 horas en 2.5% de ácido acético + 0.41% de acetato de Na + 5% de solución salina de 25°C, que se saturó con 0.1 atm de gas de sulfuro de hidrógeno con el equilibrio de dióxido de carbono, mediante un método de acuerdo con NACE-T -0177-A-2005, y se revisó- después la aparición de grietas . 2. Resultados de la Prueba Con respecto a las piezas de prueba sometidas a la prueba con las condiciones antes mencionadas, se realizó la evaluación usando la morfología de inclusión, la cantidad total de inclusiones y la velocidad de fractura como indicadores de evaluación. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2 Como indicador de la evaluación de resistencia a la corrosión, se usó la velocidad de fractura. Se calculó la velocidad de fractura, con base en los resultados de la prueba, de acuerdo con la siguiente expresión (1) de ambos grados 110 ksi y 125 ksi.

Velocidad de Fractura = (Cantidad de piezas de prueba fracturadas en relación con todas las piezas de prueba)/ (Cantidad total de piezas de prueba) x 100 (1) Se observó la misma cantidad de piezas de prueba dentro de un campo visual de 10mm x lOmm a una amplificación de lOOOx mediante el uso de un microscopio de exploración electrónico para medir la cantidad de inclusiones de no menos de 1 µp\ de tamaño. La cantidad total de todos los óxidos, oxisulfuros y carbonitruros se definió como el total de inclusiones según se describió antes. En la Tabla 2, además, la cantidad total de inclusiones se indicó usando la cantidad total de inclusiones del No. de Prueba 1 como referencia, y se organizó en términos de índice de cantidad.

Como resultado de la observación SEM, se mostró una morfología de inclusión correspondiente a la morfología que se muestra en la Fig. 2 descrita antes y se indicó con el símbolo 'O' y se mostró una *X' para la morfología de inclusión que tuvo una morfología diferente a la que se muestra en la misma figura en la columna de morfología de inclusión de la Tabla 2. De manera más específica, la morfología de inclusión se investigó usando SEM y EDS, donde se seleccionaron 30 números de inclusiones de no menos de 1 µ?t? de tamaño al azar y se condujo un análisis de elementos para las inclusiones usando EDS. De acuerdo con el análisis de elementos EDS, la muestran con 15 o más conteos de inclusiones correspondientes a la morfología que se muestra en la Fig. 2 se evaluó con (0' , y la que tuvo menos de 15 conteos de inclusiones que correspondientes a la morfología que se muestra en la Fig. 2 se evaluó con ( X' .

Al comparar los resultados de prueba de los Nos. de Prueba 1, 2 y 3 que satisficieron la limitación del primer acero inventivo con respecto a las composiciones química que incluyen el contenido de g y~ la morfología de inclusión, como se muestra en la Tabla 2, con los resultados de prueba de los Nos. de prueba 10, 11 y 12 que no satisficieron ninguna limitación del primer acero inventivo ni del segundo acero inventivo, la cantidad de inclusiones fue tan poca como 0.95 a 1 en los Nos. de Prueba 1, 2 y 3, en comparación con 1.28 a 8.52 en los Nos. de Prueba 10, 11 y 12. Esto pudo confirmar que la cantidad total de inclusiones se pudo reducir al satisfacer las limitaciones de la presente invención. La velocidad de fractura también fue tan baja como 0.9 a 1.6 en los Nos. de Prueba 1, 2 y 3, en comparación con 10.3 a 15.2 en los nos. de prueba 10, 11 y 12.

En comparación con los resultados de prueba de los Nos. de Prueba 4, 5 y 6 que satisfacen la limitación del segundo acero inventivo con los resultados de prueba de los Nos. de Prueba 13, 14 y 15 que no satisficieron ninguna de las limitaciones del primer acero inventivo ni del segundo acero inventivo, la velocidad de fracción en los Nos. de Prueba 13, 14 y 15 fueron 11.3 a 18.9%, lo que significó que fueran de dos dígitos más que 0.1 a 0.3% de la velocidad de fractura de los Nos . de Prueba , 5 y 6.

Además, se descubrió que los Nos. de Prueba 4, 5 y 6 tuvieron excelente resistencia a la corrosión con la velocidad de fractura reducida a entre 0.1 y 0.3 al agregar elementos de aleación, en comparación con los Nos. de Prueba 1, 2 y 3 con menos elementos de aleación.

Además, entre los ejemplos inventivos, los Nos. de Prueba 7, 8 y 9 en los que se optimizó el método de tratamiento del acero fundido obtuvieron una mayor reducción de inclusiones en comparación con los Nos. de Prueba 1 a 6, y la velocidad de fractura de los mismos fue 0. Por lo tanto, al controlar de forma activa las composiciones del acero y las inclusiones, los efectos del acero de la presente invención pueden estabilizarse a un alto nivel.

Como se describió arriba, la cantidad de inclusiones puede reducirse al satisfacer la limitación del primer acero inventivo, y la resistencia a la corrosión del producto puede mejorarse al satisfacer la limitación del segundo acero inventivo.

Aplicabilidad Industrial El acero para tubos de acero de la presente invención es excelente en la limpieza con menos inclusiones gruesas dañinas, y se puede usar como material de acero para tubos de acero, y revestimientos, tuberías, tubos para taladros excavadores, collares de taladro y similares para pozos petroleros o pozos de gas natural, y puede mejorar de forma simultánea varias características del mismo. Este acero es también fácil de producir y controlar.

Lista de Signos de Referencia 1: Óxidos con base g-Al-0 2a: Óxidos con base Ca-Al 2b .· Oxisulfuros con base Ca-Al 3: Carbonitruros o carburos que contienen Ti

Claims (2)

REIVINDICACIONES

1. Un acero para tubos de acero con excelente resistencia a fractura por tensión azufrosa, que consta de, en % de masa: C: 0.2 a 0.7%; Si : 0.01 a 0.8%; Mn: 0.1 a 1.5%; S: no más de 0.005%; P: no más de 0.03%; Al: 0.0005 a 0.1%; Ti: 0.005 a 0.05%; Ca: 0.0004 a 0.005%; N: no más de 0.007%; Cr : 0.1 a 1.5%; y Mo: 0.2 a 1.0%; donde el equilibrio es Fe, Mg e impurezas, y que se caracteriza porque: el contenido de Mg en el acero no es menos de 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; y las inclusiones no metálicas de no menos de 50% de la cantidad total de las encontradas en el acero tienen un tamaño individual máximo de no más de 1 µp\ y constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de O, S y N que tienen una morfología tal que existen óxidos con base en Mg-Al-0 en la parte central de la inclusión, los óxidos con base de Ca-Al y/o los oxisulfuros con base de Ca-Al engloban los óxidos con base Mg-Al-O, y los carbonitruros o carburos que contienen Ti o existen además en una periferia completa o parcial de óxidos con base Ca-Al y/u oxisulfuros con base Ca-Al.

2. Un acero para tubos de acero con excelente resistencia a fractura por tensión azufrosa, que incluye, en porcentaje de masa: C: 0.2 a 0.7%; Si: 0.01 a 0.81; Mn: 0.1 a 1.5%; S: no más de 0.005%; P: no más de 0.03%; Al: 0.0005 a 0.1%; Ti: 0.005 a 0.05%; Ca: 0.0004 a 0.005%; N: no más de 0.007%; Cr: 0.1 a 1.5%; Mo: 0.2 a 1.0%; y uno o más de Nb: 0.005 a 0.1%, Zr : 0.005 a 0.1%, V: 0.005 a 0.5% y B: 0.0003 a 0.005%; donde el equilibrio es Fe, Mg e impurezas, y que se caracteriza porque: el contenido de Mg en el acero no es menos de 1.0 ppm y no es más de 5.0 ppm; y las inclusiones no metálicas de no menos de 50% de la cantidad total de las encontradas en el acero tienen un tamaño individual máximo de no más de 1 µp? y constan de dos o más elementos de Ca, Al, Mg, Ti y Nb y dos o más elementos de 0, S y N que tienen una morfología tal que existen óxidos con base en Mg-Al-O en la parte central de la inclusión, los óxidos con base de Ca-Al y/o los pxisulfuros con base de Ca-Al engloban los óxidos con base Mg-Al-0, y los carbonitruros o carburos que contienen Ti o existen además en una periferia completa o parcial de óxidos con base Ca-Al y/u oxisulfuros con base Ca-Al. - - -