Processamento de aço API 5L X70 por laminação a morno e nitretação a plasma

Abstract

RESUMO A necessidade cada vez maior de transportar grandes quantidades de petróleo e gás em ambientes agressivos fez surgir uma demanda por aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) de classificação API (American Petroleum Institute). O principal método de falha é, sem dúvida, as trincas induzidas por hidrogênio (TIH), dessa forma há uma necessidade de buscar alternativas metalúrgicas para diminuir a susceptibilidade desses materiais a esse fenômeno e algumas dessas soluções é a laminação a morno e nitretação a plasma. O presente estudo tem como objetivo avaliar a influência da laminação a morno na microestrutura e formação da camada nitretada em aço API 5L X70, para isso, amostras do aço em questão foram submetidas a laminação a morno com 49,4 % de redução com temperatura inicial de 863 °C e final de 689 °C, posteriormente, foi realizado nitretação a plasma convencional e com auxílio de gaiola catódica usando como parâmetros: 450 °C, com fluxo de gás 75 % H2 - 25 % N2 e 25 % H2 - 75 % N2, pressão 2,5 Torr. Para a caracterização, foram realizados microscopia ótica, ensaio de microdureza Vickers e difração de raios-X. Os resultados obtidos mostram que a microestrutura apresentou um menor bandeamento, em relação à microestrutura do material como recebido, através de uma maior distribuição de perlita causada pela laminação a morno. A nitretação formou uma fina camada de compostos de dureza superficial de até 670,0 HV (HV 0.05) formadas por nitretos do tipo ε (Fe3N) e γ’ (Fe4N). Estas características são importantes no combate às trincas induzidas por hidrogênio, e sugerem que a combinação dessas duas técnicas pode ser promissora.