The effects of auto-tempering martensite on mechanical strength of a microalloyed steel containing boron and titanium

Abstract

Oil Country Tubular Goods (OCTG) steels are used in the form of tubes in the casing column of the oil well walls and exhibit tempered martensitic structure after quenching and tempering. In these steels, due to the high cost of chromium, nickel and molybdenum, an alternative is the replacement of these elements by boron, which increases the hardenability. In order to maintain the efficiency of boron in solution during the quenching, it is necessary to add titanium to form titanium nitrides (TiN), which inhibit austenitic grain growth and avoid the formation of boron nitride. Another factor is to evaluate the effect of heat treatment on the mechanical properties of this steel. In the present study were evaluated the microstructure, hardness and tensile properties of a microalloyed hot rolled steel containing boron and titanium after heat treatments. Samples of a coil were quenched at 850 and 1050°C and then tempered at 200 and 600°C. The results show that the hardness, yield stress and tensile strength after austenitization temperature at 1050°C are smaller, due to the formation of auto-tempering martensite in the quenching.

Avaliação da possibilidade de aplicação de tratamentos térmicos de múltiplas normalizações como mecanismo de refino microestrutural e incremento de propriedades mecânicas em aços API-OCTG

“…Tecnol Metal Mater Min. 2022;19:e2667 de tratamentos térmicos, sendo a normalização, a têmpera e o revenimento os mais usualmente empregados [3,[6][7][8]. Com os crescentes desafios relacionados à exploração dos hidrocarbonetos em condições cada vez mais agressivas, em associação ao fato de que na indústria petrolífera o custo fixo das instalações é particularmente elevado, o uso de materiais com uma boa relação entre resistência mecânica e tenacidade ao impacto em baixas temperaturas vem sendo cada vez mais desejada.…”

“…Os produtos OCTG consistem basicamente nos tubos de perfuração de poços (drill pipes), nas colunas de revestimento dos mesmos (casing) e nos tubos de produção (tubing pipes) utilizados para a extração de óleo e gás dos poços. Estes estão sujeitos a condições mais agressivas de trabalho do que os pipelines e, portanto, precisam atender a exigentes requisitos de composição química e propriedades mecânicas estipulados pela norma API-5CT para garantir o seu bom desempenho durante a aplicação [6][7][8].…”