热冲压钢B1500HS在不同应变速率下的氢脆现象研究

发布时间：2021-01-11 12:02

　　通过电化学充氢和不同应变速率拉伸试验,研究应变速率对热冲压钢B1500HS氢脆敏感性的影响。通过微观断口形貌观测,分析不同应变速率下充氢热冲压钢断裂形式的差异,并进一步对其机理进行探究。结果表明,随着应变速率的降低,热冲压钢的强度和塑性损失量逐渐增加,说明慢应变速率下氢脆现象更加明显;慢应变速率下热冲压钢拉伸断口呈准解理状,而快应变速率下则呈现小韧窝状,其断裂形式呈现出由脆性断裂向韧性断裂的转变。分析其原因主要是在慢应变速率下,氢有足够的时间扩散至孔洞、夹杂等缺陷位置,从而促进裂纹的产生和扩展,导致其具有更高的氢脆敏感性。 

【文章来源】：塑性工程学报. 2020,27(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

B1500HS钢热处理后的全马氏体组织

本文根据国标GB/T 228.1—2010[17]，设计标准拉伸试样如图2所示，试样标距段为16 mm。将打磨掉表面的氧化皮和线切割缺陷的试样进行预充氢处理(除标距段外，其余全部用绝缘胶带包裹，保证只有标距段充氢)，充氢结束后取下绝缘胶带并用2000目砂纸打磨试样标距段，以去除溶液残留和表面白点[18]，随后立刻在Zwick/Roell Z100拉伸试验机上进行室温拉伸，拉伸速度设置为0.096、0.96和9.6 mm·min-1，对应的应变速率为10-4、10-3和10-2s-1。同时，对未充氢试样进行3种不同应变速率下的拉伸试验作为对比，从而研究不同应变速率对热冲压钢B1500HS内部氢扩散作用的影响。为了评价不同应变速率下B1500HS钢的氢脆敏感性，本文借鉴DEPOVER T等[19]提出的氢致塑性损失量即脆性指数EI值对其氢脆敏感性进行衡量。脆性指数EI定义如下:EI值介于0～1，当EI=0时，表示充氢后没有塑性损失，材料对氢脆完全不敏感;而当EI=1时，则表示充氢后塑性损失达到100%，材料的氢脆敏感性最大。

充氢与未充氢热冲压钢B1500HS在不同应变速率下的应力-应变曲线如图3所示。表2为不同应变速率下充氢与未充氢热冲压钢的抗拉强度与伸长率值。对于未充氢热冲压钢B1500HS，随着应变速率的增大，其抗拉强度变化不大，伸长率略微增大。对于在1 m A电流下(电流密度0.422 m A·cm-2)充氢2 h的拉伸试样，在10-4s-1的应变速率下，其抗拉强度值仅为623 MPa，伸长率为0.41%，与未充氢热冲压钢B1500HS相比，强度下降62.5%，塑性损失达93.9%，具有很高的氢脆敏感性;在10-3s-1的应变速率下，充氢热冲压钢B1500HS的抗拉强度为1322 MPa，伸长率为1.03%，相较10-4s-1下的抗拉强度和伸长率明显增大，与未充氢热冲压钢B1500HS相比，强度下降17.4%,EI值为0.865;而在10-2s-1的应变速率下，充氢热冲压钢B1500HS的抗拉强度为1552 MPa，塑性损失仅为8.3%，伸长率达到1.67%,EI值为0.805，相较慢拉伸速率下，抗拉强度和伸长率值均显著增大。因此，由图3和表2可以得出，慢应变速率下热冲压钢B1500HS具有更高的氢脆敏感性，其强度及塑性损失更大。2.2 微观断口形貌分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]热冲压钢B1500HS的氢脆现象试验研究[J]. 王成龙,张惠臻,陈扬,韩先洪.  塑性工程学报. 2019(06)
[2]一种低碳Mn-B系超高强度钢板热成形后的氢致延迟断裂行为[J]. 张永健,惠卫军,董瀚.  金属学报. 2013(10)



本文编号：2970730