應(yīng)變速率對(duì)超高強(qiáng)度低合金TRIP衍生鋼的氫脆性能的影響

相變誘導(dǎo)塑性鋼是其組織中逐步進(jìn)行的馬氏體相變過程導(dǎo)致的塑性升高的超高強(qiáng)度鋼，簡稱TRIP鋼。TRIP鋼用于汽車車架零件時(shí)，提高沖擊安全性的同時(shí)也減輕汽車重量。相變誘導(dǎo)塑性鐵貝氏體素體鋼（TBF）是TRIP鋼增加了貝氏體鐵素體的衍生鋼，由于其具有良好的可成形性、抗沖擊性能和疲勞性能而被期望用于下一代汽車框架部件。

本文研究了應(yīng)變速率對(duì)TBF鋼氫脆敏感性和氫脆斷裂形貌的影響，用以解釋殘余奧氏體相變行為與氫脆化后的氫脆斷裂行為之間的關(guān)系。制備的厚度為1.2mm，化學(xué)組成為0.39C?1.47Si?1.50Mn?0.014P?0.040Al?0.0008N?0.0006O（%）的冷軋鋼板用于本研究。拉伸試驗(yàn)在有氫和無氫兩種情況下，以5.56×10?6至 2.78×10?2/s的應(yīng)變速率進(jìn)行。通過使用熱解吸譜（TDS）進(jìn)行拉伸試驗(yàn)后的氫分析。

Fig.1.Heat treatment diagram of TBF steel.O.Q.represents quenching in oil.

Fig.3.Transmission electron micrograph of TBF steel._bf and_R represent bainitic ferrite and retained austenite,respectively.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沒有充氫的TBF鋼的總伸長率隨著應(yīng)變速率的降低而增加，而總伸長率隨著充氫TBF鋼的應(yīng)變速率的降低而降低；氫脆敏感性隨著應(yīng)變速率的增加而降低；殘余奧氏體的馬氏體相變行為幾乎不受氫吸收和應(yīng)變速率變化的影響；在充氫情況下以低應(yīng)變速率進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，TBF鋼發(fā)生準(zhǔn)分裂裂紋，這可能是由氫致轉(zhuǎn)變馬氏體引起的裂紋引起的；另外，觀察到垂直于拉伸方向的裂紋傳播速度加劇了，這是由于裂紋尖端處的氫濃度在緩慢應(yīng)變率下的拉伸測試期間的擴(kuò)散以及氫被自轉(zhuǎn)變的馬氏體俘獲而引起的，因此，在慢應(yīng)變速率下測試的TBF鋼的氫脆敏感性增加。熱處理和金相組織見文中的Fig.1和Fig.3。