Efeito de tratamentos térmicos de austêmpera após austenitização intercrítica sobre a cinética de transformação bainítica e propriedades mecânicas de um aço API 5CT K55 para aplicação na indústria de óleo e gás.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Cirilo, Paulo Henrique
Orientador(a): Faria, Geraldo Lúcio de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Austenitização intercrítica
Transformação de fase
Microestrutura
Ensaios de tração
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20095
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Cirilo, Paulo HenriqueFaria, Geraldo Lúcio deQueiroz, Rhelman Rossano UrzedoMagalhães, Charles Henrique Xavier MoraisFaria, Geraldo Lúcio de2025-04-24T18:26:16Z2025CIRILO, Paulo Henrique. Efeito de tratamentos térmicos de austêmpera após austenitização intercrítica sobre a cinética de transformação bainítica e propriedades mecânicas de um aço API 5CT K55 para aplicação na indústria de óleo e gás. 2025. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20095Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Os tubos de aços sem costura classificados como API 5CT, especificamente para o grau K55, são especificados para tubos de revestimento de poços de exploração de óleo e gás. Os aços utilizados para fabricação deste tipo de produto são de alta resistência mecânica e baixa liga. Geralmente, eles são temperados e revenidos, possuindo, portanto, uma microestrutura majoritariamente constituída por martensita revenida. Entretanto, alguns autores têm investigado a possibilidade de se utilizar microestruturas bifásicas constituídas por ferrita e bainita, com o objetivo de atingir melhores relações entre resistência mecânica e ductilidade, por meio da utilização de tratamentos térmicos de austêmpera após austenitização intercrítica. Além disso, caso este estudo seja implementado com sucesso, vislumbra-se impactos positivos no quesito custo e tempo de produção, além de poder ser uma alternativa aos processos convencionais. Nesse contexto, o presente projeto se propôs avaliar o efeito de tratamentos térmicos de austêmpera após austenitização intercrítica sobre a cinética de transformações de fase, evolução microestrutural, resistência mecânica por tração e microdureza de um aço para aplicação na indústria de óleo e gás, visando atender os requisitos da norma API 5CT grau K55. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que, para o aço estudado, é possível obter uma microestrutura bifásica ferrita-bainita promissora por meio do adequado planejamento das condições de austenitização intercrítica e austêmpera. Mostrou-se que com a diminuição da temperatura de austêmpera há um significativo refino microestrutural da bainita, levando a um apreciável aumento de dureza. Além disso, a condição de austenitização intercrítica a 750°C associada à temperatura de transformação bainítica de 400°C se mostrou como a mais promissora, de tal forma que, após ensaios de tração propiciou valores de limite de escoamento e de resistência à tração que atendem aos requisitos do grau K55.Seamless steel pipes classified as API 5CT, specifically for grade K55, are specified for casing pipes in oil and gas exploration wells. The steels used for the manufacture of this type of product are high strength, low-alloy steels. Typically, they are quenched and tempered, resulting in a microstructure predominantly composed of tempered martensite. However, some authors have investigated the possibility of using dual-phase microstructures consisting of ferrite and bainite to achieve better strength-ductility ratios through austempering heat treatments post-intercritical austenitizing. Moreover, if this approach is successfully implemented, it could have positive impacts in terms of cost and production time, as well as serve as an alternative to conventional processes. In this context, the present study aimed to evaluate the effect of austempering heat treatments after intercritical austenitizing on phase transformation kinetics, microstructural evolution, tensile strength, and microhardness of a steel intended for application in the oil and gas industry, ensuring compliance with the API 5CT grade K55 standard. Based on the obtained results, it was concluded that, for the studied steel, a promising ferrite-bainite dual-phase microstructure can be achieved through the proper planning of intercritical austenitizing and austempering conditions. It was shown that decreasing the austempering temperature leads to significant bainite refinement, resulting in a considerable increase in hardness. Additionally, the intercritical austenitizing condition at 750°C combined with a bainitic transformation temperature of 400°C proved to be the most promising, as tensile tests revealed yield strength and tensile strength values that meet the grade K55 requirements.Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 10/04/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessAustenitização intercríticaTransformação de faseMicroestruturaEnsaios de traçãoEnsaios de traçãoEfeito de tratamentos térmicos de austêmpera após austenitização intercrítica sobre a cinética de transformação bainítica e propriedades mecânicas de um aço API 5CT K55 para aplicação na indústria de óleo e gás.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdfDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdfapplication/pdf6377079https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/57107916-764e-495c-a6d4-513c46a9884f/downloade667664223bf000ff066272474b38a8fMD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/f0ccd183-175b-4589-a39a-14caa11e73d1/download2f656a26de8af8c32aaacd5e2a33538cMD52falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/518af424-557f-403d-88e3-70222e6871d9/downloadbb9bdc0b3349e4284e09149f943790b4MD53falseAnonymousREADTEXTDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdf.txtDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdf.txtExtracted texttext/plain103215https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/a3d81cea-0856-49bc-b28c-10a4039af11e/downloadd077839383e849d75cd61a063a401dfbMD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_EfeitoTratamentosTémicos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4656https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/49924956-85d8-4927-ad1f-fbcb4da8f452/download6c6d230933f7020bd07fa99231b76f01MD55falseAnonymousREAD123456789/200952025-04-24 15:26:30.737http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/20095https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332025-04-24T18:26:30Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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