DP600钢的氢脆敏感性和氢渗透行为研究

发布时间：2020-08-14 18:23

【摘要】：先进高强度双相钢具有良好的强塑性匹配,是实现汽车轻量化的重要材料。钢铁在冶炼、酸洗、电镀、焊接以及服役过程中均存在氢原子渗入的可能,导致双相钢有发生氢脆的风险,尤其是钢强度提高,钢的氢脆敏感性也会增大,这已然成为阻碍汽车用钢向高强化发展的一个重要因素。本文以600MPa级双相钢为研究对象,利用电化学充氢、慢应变速率拉伸试验以及双电解池渗氢试验,测试了DP600钢的氢脆敏感性和氢渗透行为,并结合OM、SEM、TEM、EBSD等测试手段对相应的微观组织结构进行了表征分析,分别探讨了氢浓度与应变速率、预应变、退火温度以及过时效温度对DP600钢氢脆敏感性和氢渗透行为的影响规律与机理。结果表明:(1)延长预充氢时间,试验钢吸收的扩散氢浓度先增大而后趋于饱和,试验钢的氢脆敏感性先增大后逐渐稳定,在一定预充氢时间内(30min≤t≤180min),扩散氢原子的浓度C_H与预充氢时间√呈线性关系;降低动态充氢应变速率,试验钢的氢脆敏感性显著增大。(2)在塑性预应变量为0~20%范围内,预应变量小于15%时,随预应变量的增大,试验钢的氢脆敏感性不断增大,当预应变量达到15%以后,其氢脆敏感性基本趋于稳定。预应变增大了试验钢中的位错密度,降低了氢的扩散系数,有效捕获氢的量增加,试样钢的氢脆敏感性增大;预应变继续增大,位错相互缠结减缓氢的扩散和聚集速度,试样的氢脆敏感性增加趋于平缓。(3)在两相区退火温度为780~840℃范围内,退火温度升高,试验钢中马氏体岛含量增多尺寸增大,室温组织中逐渐有贝氏体或珠光体生成;退火温度升高,非马氏体组织的生成,导致氢扩散系数D_(eff)呈现出增大趋势,试验钢的氢脆敏感性先增大而后降低。(4)在过时效温度为270~350℃范围内,过时效温度升高,试样钢中位错密度降低,马氏体逐渐分解析出碳化物,小角度晶界含量减少,大角度晶界含量增多;试验钢中氢陷阱密度增大,氢有效扩散系数降低,试验钢的氢脆敏感性降低。钢中位错、小角度晶界等可逆氢陷阱减少,碳化物、大角度晶界等不可逆氢陷阱增多是试验钢氢脆敏感性降低的重要原因。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG142.1
【图文】：

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图 1.1 2000 年以来中国汽车产量的增长与发展趋势[1]强钢板替代普通强度的钢板，对减轻车身自重、降低油耗具有重要意义。高强钢的用量近年来正在快速增长，今后

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图1.2双相钢的工艺流程

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械那饩湍芙鈁虢鹗艋饨澹囵庋猞那庠酨邮粲谕馇狻Ｍ?1.3 电解充氢示意图1.3.2 氢的扩散如上所述，钢材在冶炼、酸洗、电镀和焊接等过程中氢原子都可能渗入，一方面氢原子进入钢基体中可以处于晶格间隙中引起晶格畸变；另一方面，金属中存在很多宏观和微观的缺陷，如微孔、孔洞、位错、碳化物等，这些缺陷周围存在应力场，这个应力场与进入钢基中的间隙氢原子周围的应力场相互作用，会吸引氢原子使其在周围聚集，这?

【参考文献】