Influência da taxa de aquecimento no processo de forjamento a quente em tubos empregados na indústria de petróleo e gás
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Data
Orientador
Ferrandini, Peterson Luiz 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Guaratinguetá - FEG - Engenharia de Materiais
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Os aços de alta resistência e baixa liga são amplamente usados na fabricação de
tubos mecânicos para a exploração e produção de petróleo e gás. Isso se deve à
presença de elementos de liga, como nióbio, vanádio e titânio, que conferem ao
material alta resistência mecânica, boa soldabilidade e tenacidade. O objetivo principal
deste estudo foi investigar a influência de diferentes taxas de aquecimento, através
de um processo indutivo, no processo de forjamento a quente, avaliando as
microestruturas e a dureza dos tubos. Foram coletadas as amostras das tiras A, C e
F, do tubo verde e dos tubos aquecidos e forjados, em aço comercial LS1026B. Foram
analisadas as amostras antes e após forjamento a quente, via “Upsetter”, por meio da
inspeção END, microscopia óptica e ensaio de dureza. Utilizando-se de técnicas
metalográficas, o estudo avaliou o bandeamento e o tamanho de grão, conforme as
normas ASTM E112 e ISO 643. A microdureza Vickers foi medida conforme a norma
ASTM E384, aplicando-se uma carga de 200gf por 10 segundos. Foi constatada a
ausência de defeitos através do ensaio de partículas magnéticas. O aço em estudo
revelou uma microestrutura de composição ferrítico-perlítica. Durante o aquecimento
foram observados grãos de tamanhos grosseiros, exibindo um crescimento normal e
uniforme. As amostras A1 e A3 apresentaram tamanho de grão 3,0 e 3,5 e
microdureza média de 220,8 e 210,1HV, respectivamente. A taxa de aquecimento
maior favoreceu o menor tamanho de grão. Após o forjamento, ambas as amostras
exibiram grãos refinados. As amostras F4 e F2, apresentaram tamanho de grão 5,5 e
6,0 e microdureza média de 206,3 e 206,9HV, respectivamente. A taxa de
aquecimento maior não favoreceu a redução do tamanho do grão, possivelmente
devido à maior temperatura de forjamento. A amostra F2 apresentou maior
deformação dos grãos. A diferença entre as taxas de aquecimento utilizadas em cada
etapa não gerou resultados significativos na microestrutura e dureza das amostras.
Não foi observado o aparecimento de falhas mecânicas. Logo, a taxa de aquecimento
usual mostrou-se mais eficaz, favorecendo o processo de forjamento.
Resumo (inglês)
High-strength, low-alloy steels are widely used in the manufacture of mechanical pipes
for oil and gas exploration and production. This is due to the presence of alloying
elements such as niobium, vanadium and titanium, which give the material high
mechanical strength, good weldability and toughness. The main objective of this study
was to investigate the influence of different heating rates, through an inductive process,
in the hot forging process, evaluating the microstructures and hardness of the pipes.
Samples of strips A, C and F, of the Grein tube and of the heated and forged pipes, in
commercial steel LS1026B, were collected. The samples were analyzed before and
after hot forging, via “Upsetter”, by means of NDT inspection, optical microscopy and
hardness test. Using metallographic techniques, the study evaluated the banding and
grain size, according to ASTM E112 and ISO 643 standards. Vickers microhardness
was measured according to ASTM E384, applying a load of 200 gf for 10 seconds. The
absence of defects was verified through the magnetic particle test. The steel under
study revealed a microstructure of ferritic-pearlitic composition. During heating, coarse
grains were observed, exhibiting normal and uniform growth. Samples A1 and A3
presented grain sizes of 3.0 and 3.5 and average microhardness of 220.8 and
210.1HV, respectively. The higher heating rate favored the smaller grain size. After
forging, both samples exhibited refined grains. Samples F4 and F2 presented grain
sizes of 5.5 and 6.0 and average microhardness of 206.3 and 206.9HV, respectively.
The higher heating rate did not favor grain size reduction, possibly due to the higher
forging temperature. Sample F2 showed greater grain deformation. The difference
between the heating rates used in each stage did not generate significant results in the
microstructure and hardness of the samples. The appearance of mechanical failures
was not observed. Therefore, the usual heating rate proved to be more effective,
favoring the forging process
Descrição
Palavras-chave
Arbl, Bandeamento, Tamanho de grão, Microdureza, Upsetter, Aço de alta resistência, Forjamento, Tubos, Aço-caborno
Idioma
Português
Citação
ALENCAR, Joyce Nazareth Aquino. Influência da taxa de aquecimento no processo de forjamento a quente em tubos empregados na indústria de petróleo e gás. Orientador: Peterson Luiz Ferrandini. 2025. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2025.
