COMPORTAMENTO MECÂNICO E MICROESTRUTURAL DA ZTA DE JUNTA SOLDADA DE AÇO API 5L GRAU X80
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA
Resumo
Over the last 15 years, approximately, the weldability of API 5L X80 steels has been object of extensive research and, therefore, a significant amount of material available in the literature. However, the available data on mechanical properties and acceptance criteria for qualification of welding procedures are still limited, particularly, when it comes to the low toughness found in the coarse grain region of ZTA (RGGZTA), which according to the literature is attributed to the presence of AM (austenite-martensite) microconstituents. The objective of this work is to evaluate the mechanical and microstructural properties of the heat affected zone (HAZ) of API 5L X80 steel manufactured by controlled rolling without accelerated cooling in the welded state and subjected to post weld heat treatment (PWHT), to evaluate the critical region of the ZTA, as well as the microstructural aspects involved, to discuss about the effectiveness of the usual requirements for the approval of the procedures for the safe operation of industrial equipment and suggest possible modifications to the usual procedure for greater precision in the evaluation of procedures involving API steels. For this, a circumferential joint by the shielded metal arc welding (SMAW) process was used. Charpy-V tests, hardness and microhardness tests were performed to evaluate the mechanical properties, and optical microscopy and scanning electron microscopy for microstructural characterization, in addition to the macrography. The results show high impact toughness values at the positions required by standard for approval of welding procedures. However, an additional experiment performed at 0.5mm from the fusion line revealed the occurrence of toughness values below the specified minimum, due to the presence of mixture of MA constituents and carbides decorating the prior austenite grainsize.
Ao longo dos últimos 15 anos, aproximadamente, a soldabilidade dos aços API 5L X80 tem sido objeto de ampla investigação havendo, portanto, significativa quantidade de material disponível na literatura. Entretanto, os dados disponíveis sobre as propriedades mecânicas e critérios de aceitação para qualificação de procedimentos de soldagem ainda são insuficientes, em particular, quando se trata da baixa tenacidade encontrada na região de grãos grosseiros da ZTA (RGGZTA), que segundo a literatura é atribuído a presença de microconstituintes AM (austenita-martensita). Este trabalho tem por objetivo avaliar as propriedades mecânicas e microestruturais da zona termicamente afetada (ZTA) do aço API 5L X80 fabricado por laminação controlada sem resfriamento acelerado no estado como soldado e submetido a tratamento térmico póssoldagem (TTPS), avaliar com mais detalhe a região crítica da ZTA, assim como os aspectos microestruturais envolvidos, discutir a efetividade dos requisitos usuais para aprovação dos procedimentos de soldagem de forma a garantir a segurança operacional de equipamentos industriais e sugerir possíveis modificações no procedimento usual para maior precisão na avaliação de procedimentos envolvendo os aços API. Para isso foi utilizada uma junta circunferencial soldada pelo processo eletrodo revestido. Foram realizados ensaios de impacto, dureza e microdureza para avaliação das propriedades mecânicas, e microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura para caracterização microestrutural, além de macrografia. Os resultados mostram elevados valores de tenacidade ao impacto nas posições requeridas por norma para aprovação dos procedimentos de soldagem. Porém, um experimento adicional realizado a 0,5mm da linha de fusão revelou a ocorrência de valores de tenacidade abaixo do mínimo especificado, devido a presença de mistura de constituintes AM e carbetos nos contornos de grão de austenita prévia.
Ao longo dos últimos 15 anos, aproximadamente, a soldabilidade dos aços API 5L X80 tem sido objeto de ampla investigação havendo, portanto, significativa quantidade de material disponível na literatura. Entretanto, os dados disponíveis sobre as propriedades mecânicas e critérios de aceitação para qualificação de procedimentos de soldagem ainda são insuficientes, em particular, quando se trata da baixa tenacidade encontrada na região de grãos grosseiros da ZTA (RGGZTA), que segundo a literatura é atribuído a presença de microconstituintes AM (austenita-martensita). Este trabalho tem por objetivo avaliar as propriedades mecânicas e microestruturais da zona termicamente afetada (ZTA) do aço API 5L X80 fabricado por laminação controlada sem resfriamento acelerado no estado como soldado e submetido a tratamento térmico póssoldagem (TTPS), avaliar com mais detalhe a região crítica da ZTA, assim como os aspectos microestruturais envolvidos, discutir a efetividade dos requisitos usuais para aprovação dos procedimentos de soldagem de forma a garantir a segurança operacional de equipamentos industriais e sugerir possíveis modificações no procedimento usual para maior precisão na avaliação de procedimentos envolvendo os aços API. Para isso foi utilizada uma junta circunferencial soldada pelo processo eletrodo revestido. Foram realizados ensaios de impacto, dureza e microdureza para avaliação das propriedades mecânicas, e microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura para caracterização microestrutural, além de macrografia. Os resultados mostram elevados valores de tenacidade ao impacto nas posições requeridas por norma para aprovação dos procedimentos de soldagem. Porém, um experimento adicional realizado a 0,5mm da linha de fusão revelou a ocorrência de valores de tenacidade abaixo do mínimo especificado, devido a presença de mistura de constituintes AM e carbetos nos contornos de grão de austenita prévia.