先進高強度鋼(AHSS)被用于制造輕型耐撞車輛。馬氏體先進高強度鋼(MS?AHSS)被認為是這類鋼中強度性能最為優(yōu)異的鋼。MS?AHSS的良好強度性能允許在降低強度的情況下制造更薄的汽車部件,從而減輕汽車重量,提高燃油效率并減少排放的二氧化碳。雖然MS?AHSS表現(xiàn)出有限的延展性和可成形性,但是MS?AHSS的制造成本相對低廉。
雖然MS?AHSS性能優(yōu)異,但是氫脆現(xiàn)象會導致其失效。氫脆(HE)是指溶于鋼中的氫,聚合為氫分子,造成應力集中,超過鋼的強度極限,在鋼內(nèi)部形成細小的裂紋。本文主要研究氫對MS?AHSS力學性能的影響,使用線性增加的壓力測試(LIST)來檢測其力學性能(見文中Figure 1.)。通過氫滲透實驗來捕獲車用MS?AHSS中的氫,具體來說通過在0.1M NaOH溶液中的電化學滲透實驗來研究不同等級的MS?AHSS鋼中的氫擴散性和氫陷阱特性,使用Oriani?Dong和滲透曲線模型評估可逆氫陷阱密度的值。測得的氫陷阱密度值在1017?1018/立方厘米之間。根據(jù)氫增強宏觀塑性(HEMP)和氫輔助微裂紋(HAM)討論MS?AHSS的捕獲特征與HE易感性之間的關系。
Figure 1.Schematic of the dual-chamber hydrogen permeation test apparatus.
Figure 2.a)SEM image shows the presence of martensite(M)and ferrite(F)in MS1500 MS-AHSS.The specimen was etched with 2%nital b)TEM image reveals details of the lath structure in martensite.The mottled contrast indicates a high dislocation density
實驗結(jié)果表明,氫擴散系數(shù)隨MS?AHSS力學強度的增加而降低,較高的合金含量和馬氏體含量會降低氫擴散系數(shù)(見文中Figure 2.);隨著MS?AHSS強度的增加,可逆氫陷阱的密度也隨之增加,氫陷阱密度的增加可能是由于馬氏體量的增加和與碳的合金化有關;MS?AHSS的機械強度和氫陷阱濃度之間沒有相關性,這歸因于不同鋼材析氫反應的差異;通過位錯可逆捕獲氫的概念可以解釋在MS?AHSS中觀察到的氫陷阱密度影響其性能。