1500和2000 MPa级热成形钢氢致延迟开裂行为研究

摘要

随着节能减排要求的日益深入，热成形钢（HS）在汽车上的应用已是必然的趋势，但热成形钢的氢致延迟开裂行为仍亟待研究和改善。采用氢渗透、慢应变速率拉伸（SSRT）和断口分析等实验方法，对比研究了1 500 MPa级和2 000 MPa级热成形钢的氢扩散行为和氢脆敏感性。结果表明，1500HS的表观扩散系数Dap(1.71×10-7 cm~2/s)明显小于2000HS的Dap(3.45×10-7 cm~2/s);与2000HS相比，1500HS具有更好的抗氢致延迟开裂性能。从断口分析可知，在相同的充氢条件下，随着充氢电流密度的增加，1500HS的断口形貌从典型的韧窝韧性断裂转变为准解理脆性断裂，而2000HS则转变为沿晶脆性断裂并存在大裂纹。可以判断2000HS实验钢在变形程度很小时，局部氢含量和应力值就已达临界值，氢的存在降低了晶粒间结合力，导致微裂纹的形核和扩展。所以随着热成形钢强度的提高，更应该适当添加Ti和V微合金元素，与C元素形成纳米级析出物，可作为不可逆氢陷阱捕获氢原子，阻碍其扩散和偏聚，并且可以有效细化组织和钉扎位错，从而起到提高热成形钢抗氢致延迟开裂能力的作用。