Método para prevenir fissuras de têmpera em tubos de aço de baixo carbono e baixo teor de liga.

(A) Se todo o tubo de aço for resfriado até a temperatura de parada da transformação martensítica (ponto Mf) ou abaixo dela por têmpera forte em água, ocorrerão trincas de têmpera com alta probabilidade.

(B) Uma vez que as fissuras no momento da fissuração por têmpera se estendem substancialmente na direção axial do tubo de aço, pode-se considerar que a principal força para a expansão das fissuras é a tensão de tração na direção circunferencial.

(C) Em relação à origem da tensão de tração mencionada na direção circunferencial, pode-se considerar que a diferença de temperatura na direção da espessura da parede (temperatura não uniforme) gerada durante o processo de resfriamento causou irregularidades na superfície externa e na superfície interna do tubo de aço. Há um desvio no tempo de transformação.

(D) Especialmente nas proximidades da superfície de resfriamento, onde a diferença de temperatura é grande (ou seja, a diferença de temperatura em relação à superfície interna é grande), é provável que ocorram microfissuras devido à fratura frágil, que podem se tornar o ponto de partida para a propagação da fissura.

(E) Na maioria dos casos, as fissuras se estendem a partir da extremidade do tubo de aço como ponto inicial. Acredita-se que isso ocorra porque o coeficiente de aumento de tensão na porção da extremidade que possui a superfície livre é maior do que o coeficiente nas demais porções.

(F) Quando a taxa de resfriamento é suprimida sem resfriamento a água, não ocorrem trincas de têmpera no aço de baixa liga com alto teor de carbono e no aço inoxidável à base de cromo. Deve-se notar que, para o aço de baixa liga com alto teor de carbono, quando a sensibilização martensítica é suprimida e a estrutura se transforma em uma estrutura bainítica, não ocorrem trincas de têmpera. Em resumo, pode-se considerar que, na maioria dos casos, as trincas de têmpera se iniciam a partir de trincas geradas na extremidade do tubo de aço com superfície livre. As trincas são geradas como resultado do desenvolvimento de microtrincas causadas pelo resfriamento. A tensão térmica é causada pela temperatura desigual na direção da espessura da parede e a tensão de tração na direção circunferencial (doravante também denominada "tensão") causada pela tensão de transformação de fase atua sobre a região de resfriamento produzida próxima à superfície.

(G) Mesmo para tubos de aço fabricados com aço de baixa ou média liga, que são propensos a fissuras de têmpera durante o resfriamento em água, se a extremidade do tubo não for resfriada em água, é possível garantir martensibilidade suficiente nas demais partes. Se a taxa de resfriamento for proporcional ao volume do tubo resfriado em água, o resfriamento em água pode ser realizado de forma estável, sem fissuras de têmpera.

(H) Quando o método de têmpera em água mencionado acima é aplicado a um tubo de aço inoxidável martensítico, é possível garantir alto desempenho sem fissuras de têmpera. Um método para têmpera de um tubo de aço, caracterizado por ser um método de têmpera no qual o tubo de aço é resfriado por água a partir da superfície externa, em que a extremidade do tubo não é resfriada por água, mas pelo menos uma parte da estrutura, que não seja a extremidade do tubo, é resfriada por água. Deve-se notar que a “extremidade do tubo” mencionada acima se refere a ambas as extremidades do tubo de aço.


Data da publicação: 29/11/2023

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