This research presents the influence of manufacturing processes and heat treatments on the resulting microstructures and mechanical properties of an API 5L PSL2 seamless steel pipe. Three different conditions are considered -as rolled, normalized and quenched and tempered -to obtain the grades X42R, X42N and X70Q, respectively. Scanning electron microscopy techniques was used to characterize the resultant microstructures. Tensile, hardness, impact, fracture toughness (J integral) and fatigue crack growth tests (da/dN x ΔK) were used to study the materials mechanical behavior. The results show the possibility of achieving API grades for a seamless pipeline steel, through suitable heat treatments. The microstructural modifications and mechanical properties changes observed showed a remarkable structure-properties relationship of the steel, and attempt to a proper selection as required by the structural design. The quenching and tempering process increased tensile mechanical properties and fracture toughness, but combined to a significant decrease in fatigue crack growth resistance.

ResumoNeste trabalho é apresentada a influência de diferentes processos de tratamentos térmicos sobre as microestruturas e propriedades mecânicas resultantes em tubos de um aço sem costura do tipo API 5L. Após tratamentos térmicos, o material foi estudado em três condições diferentes: apenas laminado, normalizado e temperado e revenido, objetivando obter os graus X42R, X42N e X70Q, respectivamente. Ensaios de tração, dureza e impacto foram utilizados para caracterizar o comportamento mecânico dos diferentes graus do aço. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para caracterizar as microestruturas resultantes dos tratamentos térmicos e as fractografias dos corpos de prova de tração e impacto. Os resultados mostram que tubos de aço sem costura do tipo API 5L não precisam ser de graus tão elevados quanto os tubos soldados, pois graus intermediários relativos aos tubos sem costura possuem propriedades mecânicas similares aos elevados graus de aço relativos aos tubos soldados, o que evidencia a vantagem da rota de fabricação de tubos sem costura. Palavras-chave: Propriedades mecânicas; Relação microestrutura/ propriedades; Aços API 5L; Tubos de aço sem costura.