Delamination of pipeline steels : determination of an anisotropic cleavage criterion

Franck Tankoua (1) , Jérôme Crépin (1) , P. Thibaux (2) , M. Arafin (2) , S. Cooreman (2) , Anne-Françoise Gourgues (1)

1 CDM - Centre des Matériaux
2 ArcelorMittal

Cleavage fracture anisotropy has been studied on a ferrite-bainite low alloy pipeline steel plate. Mechanical tests have been performed on smooth and notched bars taken along the three principal directions of the plate at temperatures between 20°C and -196°C, and analyzed by finite element calculations with an anisotropic plasticity model. The fracture mode of specimens tested along the normal direction differs from that of specimens taken along the two other directions, together with a lower critical cleavage stress. This difference seems to be related to microtexture anisotropy and might explain the sensitivity of this steel to delamination at low temperatures.

L'anisotropie de rupture par clivage a été étudiée sur une tôle d'acier faiblement allié, ferrito-bainitique, pour gazoducs. Des essais mécaniques ont été effectués sur éprouvettes axisymétriques lisses et entaillées dans les trois directions principales de la tôle, pour des températures comprises entre 20°C et -196°C, et analysés par éléments finis à l'aide d'un modèle de plasticité anisotrope. Le mode de rupture dans la direction normale à la tôle diffère de celui dans les deux autres directions, avec une contrainte critique de clivage plus basse. Cette différence est reliée à l'anisotropie de microtexture et pourrait expliquer la sensibilité de cet acier au délaminage à froid.

Mots clés: Delamination fracture; anisotropy; cleavage; microtexture; pipeline steels

Domaines: Matériaux

Franck Tankoua, Jérôme Crépin, P. Thibaux, M. Arafin, S. Cooreman, et al.. Delamination of pipeline steels : determination of an anisotropic cleavage criterion. 21ème Congrès Français de Mécanique, CFM 2013, Aug 2013, Bordeaux, France. 6 p. ⟨hal-00938363⟩