Effect of ferrite-bainite structure on the properties of high-strength pipe steel

Смирнов, М. А.; Pyshmintsev, I. Yu.; Maltseva, A. N.; Mushina, O. V.

doi:10.1007/s11015-012-9534-7

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“…The fracture toughness is determined by the amount of the work of plastic deformation in the fracture zone, which depends on the type of the microstructure formed during thermomechanical processing of the initial hot-rolled sheet [24][25][26]. Unlike other steels, the pipeline steels have a well-defined ratio of strength, ductility and fracture toughness, which is specified by the thermomechanical processing scheme [27][28][29]. The simulation results of this study were verified for 17Mn1Si pipe steel because of its widespread use.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 73%

“…It is therefore very important to optimize the grain sizes and analyze the mechanical behavior of grains under dynamic loads. Based on pneumatic test results, it was found that the high fracture toughness (or the ability to terminate a prolonged ductile crack) is governed by the volume and intensity of plastic deformation in front of the growing crack [27][28][29]. At the stage of stable ductile crack growth, the volume of plastically deformed metal in front of the crack tip depends on the dimensions of structural elements of the material.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Effect of Structural Heterogeneity of 17Mn1Si Steel on the Temperature Dependence of Impact Deformation and Fracture

Моисеенко

Maruschak

Panin

et al. 2017

Metals

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Abstract:The paper deals with a theoretical and experimental study of the relationship between the microstructural parameters, mechanical properties, and impact deformation and fracture of steels using the example of 17Mn1Si pipe steel. A model for the behavior of a polycrystalline grain conglomerate under impact loading at different temperatures was proposed within a cellular automata framework. It was shown that the intensity of dissipation processes explicitly depends on temperature and these processes play an important role in stress relaxation at the boundaries of structural elements. The Experimental study reveals the relationship between pendulum impact test temperature and the deformation/fracture energy of the steel. The impact toughness was shown to decrease almost linearly with the decreasing test temperature, which agrees with the fractographic analysis data confirming the increase in the fraction of brittle fracture in this case. It was shown with the aid of the proposed model and numerical simulations that the use of the excitable cellular automata method and an explicit account of test temperature through the possibility of energy release at internal interfaces help to explain the experimentally observed features of impact failure at different temperatures.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 73%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of Structural Heterogeneity of 17Mn1Si Steel on the Temperature Dependence of Impact Deformation and Fracture

Моисеенко

Maruschak

Panin

et al. 2017

Metals

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“…Resultados similares são relatados por Han et al [12] e Smirnov et al [13]. Com relação aos valores do limite de escoamento dos aços A e B (Tabelas 3 e 4), observa-se que eles não têm um comportamento similar aos valores do limite de resistência.…”

Section: Discussionunclassified

“…Outro fator importante para explicar o aumento da fração volumétrica de MA, é que uma maior taxa de resfriamento implica que a temperatura de início de formação da martensita (Mi) é alcançada mais rapidamente [12]. Resultados similares foram relatados por Takayama et al [13], que analisaram o efeito do aumento da taxa de resfriamento de 1 para 5ºC/s sobre a fração volumétrica do constituinte MA em aços de baixo carbono (0,15%) com e sem Nb, e por Smirnov et al [13] que mostraram que o aumento da taxa de resfriamento de 0,9 para 10ºC/s resultou no aumento da quantidade do constituinte MA em um aço de baixo carbono (0,07%C).…”

Section: Metalografia Quantitativa -Maunclassified

Influência De Diferentes Tratamentos Térmicos Sobre a Microestrutura E Propriedades Mecânicas De Dois Aços Para Aplicação Na Indústria De Óleo E Gás

Soares¹,

Trindade²,

Faria³

et al. 2018

ABM Proceedings

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ResumoEste trabalho apresenta um estudo sobre a influência de diferentes ciclos de tratamentos térmicos sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de dois aços (A e B) especificados pela norma API 5CT. O aço B tem um conteúdo de elementos de liga maior que o aço A. Caracterizou-se de forma qualitativa e quantitativa as microestruturas por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura. As propriedades mecânicas foram medidas por meio do ensaio de tração. As amostras do aço A submetidas ao resfriamento ao ar calmo e forçado apresentaram uma maior fração volumétrica do constituinte MA (martensita/austenita retida) em relação ao aço B e o aumento da taxa de resfriamento aumentou a quantidade de MA para os dois aços, o que resultou em um aumento no limite de resistência a tração para os aços A e B. As amostras que foram resfriadas ao ar calmo e ao ar forçado apresentaram menores limites de escoamento que as amostras temperadas e revenidas. Este resultado pode ser explicado pela presença de bainita e do constituinte MA nas amostras resfriadas ao ar calmo e ao ar forçado cuja presença gera uma maior densidade de discordâncias. Palavras-chave: Tratamento térmico; Microestrutura; Propriedades mecânicas; Aço. EFFECT OF DIFFERENT HEAT TREATMENTS ON MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF TWO STEELS APPLIED TO THE OIL AND GAS INDUSTRY AbstractThe effect of different heat treatments on microstructure and mechanical properties of two steel, A and B, specified by API 5CT standard was studied. Steel B has the total alloy content higher than the steel A. The samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, and the volume fraction of the constituent MA (martensite/retained austenite) was performed. Mechanical properties were evaluated by tensile testing. The steel samples submitted to the cooling air and forced air had a higher volume fraction of constituent MA than steel B and increasing the cooling rate increased the amount of MA for the two steels, which resulted in an increase in tensile strength for steels A and B. The samples cooled in air and forced air have lower yield strength values than quenched and tempered samples. This result can be explained by the presence of bainite and MA in the samples cooled in air and forced air which results in an increase in dislocation density.

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“…Os tratamentos térmicos de têmpera e revenimento são conhecidos por aumentarem a dureza e a resistência mecânica de aços, já a normalização gera um refinamento na microestrutura de ligas que possibilita a melhoria de algumas propriedades mecânicas [4,9]. Estas, entre outras possibilidades de tratamentos térmicos,vêm sendo estudadas em aços microligados visando alcançar propriedades que os classifiquem pelas normas API [10,11]. Considerando a importância das propriedades mecânicas e da microestrutura de aços API para a indústria de petróleo e gás, neste trabalho, visou-se estudar o efeito de alguns tratamentos térmicos sobre estas características de um aço microligado com o objetivo de adequação da sua rota industrial de processamento para atendimento do grau API X65 linepipe, visando qualificá-lo para aplicação na indústria de óleo e gás.…”

Section: Introductionunclassified

Efeito De Alguns Tratamentos Térmicos Sobre a Microestrutura E Propriedades Mecânicas De Um Aço Microligado

Muniz¹,

Mendes²,

Filho³

et al. 2017

Anais Do Enemet - Encontro Nacional De Estudantes De Engenharia Metalúrgica, De Materiais E De Minas

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ResumoO presente trabalho estudou a influência de alguns tratamentos térmicos sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço microligado visando à adequação de parâmetros que o classifiquem como um ao do tipo API X65 paraaplicação na prospecção e condução de óleo e gás. Diferentes ciclos de tratamentos térmicos envolvendo normalização, têmpera e revenimento foram aplicados a amostras deste aço. Estas foram submetidas a ensaios de tração, dureza Vickers e impacto Charpy, além de terem sido microestruturalmente caracterizadas com o auxílio de microscopia ótica e eletrônica de varredura. Observou-se que as microestruturas e propriedades mecânicas foram fortemente influenciadas pelos tratamentos estudados. Entretanto, apenas a amostra temperada e revenida atendeu integralmente aosrequisitos para o grau API X65no que diz respeito às propriedades mecânicas.Estaamostratambémapresentou maior a tenacidade ao impacto, o que está associado ao alívio de tensões e à decomposição da martensitae da bainita em carbonetos de ferro e ferrita. A amostra normalizada apresentou microestrutura constituída por perlita e ferrita, possuindo assim os menores limites de resistência mecânica e a maior ductilidade. Já nas espécies normalizada-temperada, assim como na simplesmente temperada, observou-semartensita e bainitacomo principais constituintes, supondo-se a presença de uma pequena fração de constituinte MA. Palavras-chave:Aço microligado; Tratamentos térmicos; API X65. EFFECT OF SOME HEAT TREATMENTS ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPRIETIES OF A MICROALLOYED STEEL AbstractThe present work studied the influence of some heat treatments on microstructure and mechanical proprieties of a microalloyed steel aiming to adequate its properties to get the API X65 grade, to possibility its application in oil and gas industry.Tensile tests, Vickers hardness and Charpyimpacttests were performed, as well structural characterization byoptical and scanning electron microscopy. It was observed that steel microstructure and mechanical properties were significantly affected by the studied heat treatments. However, only the quenched and tempered specimen fulfilled the API X65 level in terms of mechanical proprieties. This sample also presented the higher toughness assigned to stress relieving and decomposition of the martensite and bainite in iron carbides and ferrite. The normalized sample exhibited microstructure composed of perlite and ferrite, thus having the lowesttensile strength parameters and the highest ductility. On normalized-quenchedandquenchendspecimens,martensite and bainite were observed as the main steel constituents with a small amount of MA.

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Effect of ferrite-bainite structure on the properties of high-strength pipe steel

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Effect of Structural Heterogeneity of 17Mn1Si Steel on the Temperature Dependence of Impact Deformation and Fracture

Effect of Structural Heterogeneity of 17Mn1Si Steel on the Temperature Dependence of Impact Deformation and Fracture

Influência De Diferentes Tratamentos Térmicos Sobre a Microestrutura E Propriedades Mecânicas De Dois Aços Para Aplicação Na Indústria De Óleo E Gás

Efeito De Alguns Tratamentos Térmicos Sobre a Microestrutura E Propriedades Mecânicas De Um Aço Microligado

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