應變速率對超高強度低合金TRIP衍生鋼的氫脆性能的影響

相變誘導塑性鋼是其組織中逐步進行的馬氏體相變過程導致的塑性升高的超高強度鋼，簡稱TRIP鋼。TRIP鋼用于汽車車架零件時，提高沖擊安全性的同時也減輕汽車重量。相變誘導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。

本文研究了應變速率對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系。制備的厚度為1.2mm，化學組成為0.39C?1.47Si?1.50Mn?0.014P?0.040Al?0.0008N?0.0006O（%）的冷軋鋼板用于本研究。拉伸試驗在有氫和無氫兩種情況下，以5.56×10?6至 2.78×10?2/s的應變速率進行。通過使用熱解吸譜（TDS）進行拉伸試驗后的氫分析。

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.

實驗結果表明，沒有充氫的TBF鋼的總伸長率隨著應變速率的降低而增加，而總伸長率隨著充氫TBF鋼的應變速率的降低而降低；氫脆敏感性隨著應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變速率變化的影響；在充氫情況下以低應變速率進行拉伸試驗時，TBF鋼發生準分裂裂紋，這可能是由氫致轉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變率下的拉伸測試期間的擴散以及氫被自轉變的馬氏體俘獲而引起的，因此，在慢應變速率下測試的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。