管线钢主要用于生产输油输气管道,这些介质对管道的安全系数要求很严,不仅需要一定的强度,还要有一定的韧性。管线钢不仅要求进行夏比冲击试验,还要求进行落锤撕裂面积即DWTT试验检测,主要是用于对金属材料的低温韧性研究。落锤试验是将轧制的钢板取样加工成300mm×76mm×板厚的试样,然后放在落锤上将其砸断,检验断口的纤维撕裂面积。判定方法是按纤维撕裂面积的大小,纤维撕裂面积越大,结果越好。
X70以上级别管线钢一般要求纤维撕裂面积85%以上,落锤撕裂面积主要表征管线钢的止裂韧性,这对管线钢的安全性至关重要。由于落锤试样是全厚度试样,尺寸比夏比冲击试样大,因此夏比冲击只能表征钢板局部的韧性高低,主要指起裂功的高低,而与止裂性能没有必然的联系。对于管线钢,不仅要求起裂功要高,还要求裂纹出现后不会迅速扩展。
通过对X70钢DWTT断口纤维率差别较大的两类试样进行断口形貌和组织对比分析,结果表明:断口纤维率存在差别的原因是带状组织、组织类型的差异。带状组织对钢的DWTT性能非常不利的。带状组织中还往往伴随非金属夹杂物,夹杂物与基体的界面是材料结合中最弱的地方,从而加重了带状组织的危害,影响了钢的止裂韧性,加速裂纹的扩展,降低管线钢的落锤性能。晶粒尺寸细小也利于止裂,晶粒细小就意味着单位体积内有更多的晶界面积,而晶界特别是大角度晶界是有利于阻止裂纹扩展的。
要进步X70钢的断口纤维率,需获得以针状铁素体为主的金相组织,进步组织的均匀性,避免成分偏析。