应变速率对超高强度低合金TRIP衍生钢的氢脆性能的影响

相变诱导塑性钢是其组织中逐步进行的马氏体相变过程导致的塑性升高的超高强度钢，简称TRIP钢。TRIP钢用于汽车车架零件时，提高冲击安全性的同时也减轻汽车重量。相变诱导塑性铁贝氏体素体钢（TBF）是TRIP钢增加了贝氏体铁素体的衍生钢，由于其具有良好的可成形性、抗冲击性能和疲劳性能而被期望用于下一代汽车框架部件。

本文研究了应变速率对TBF钢氢脆敏感性和氢脆断裂形貌的影响，用以解释残余奥氏体相变行为与氢脆化后的氢脆断裂行为之间的关系。制备的厚度为1.2mm，化学组成为0.39C−1.47Si−1.50Mn−0.014P−0.040Al−0.0008N−0.0006O（%）的冷轧钢板用于本研究。拉伸试验在有氢和无氢两种情况下，以5.56×10−6至 2.78×10−2/s的应变速率进行。通过使用热解吸谱（TDS）进行拉伸试验后的氢分析。

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.

实验结果表明，没有充氢的TBF钢的总伸长率随着应变速率的降低而增加，而总伸长率随着充氢TBF钢的应变速率的降低而降低；氢脆敏感性随着应变速率的增加而降低；残余奥氏体的马氏体相变行为几乎不受氢吸收和应变速率变化的影响；在充氢情况下以低应变速率进行拉伸试验时，TBF钢发生准分裂裂纹，这可能是由氢致转变马氏体引起的裂纹引起的；另外，观察到垂直于拉伸方向的裂纹传播速度加剧了，这是由于裂纹尖端处的氢浓度在缓慢应变率下的拉伸测试期间的扩散以及氢被自转变的马氏体俘获而引起的，因此，在慢应变速率下测试的TBF钢的氢脆敏感性增加。热处理和金相组织见文中的Fig.1和Fig.3。