澳大利亚昆士兰大学与宝钢CORROS. SCI.：氢对先进高强钢的影响

【引言】

随着汽车工业的发展，在拉动经济发展和给人们出行带来方便的同时，也产生了油耗、雾霾、安全等问题。为顺应汽车轻量化及安全性提升的发展趋势，先进高强度钢(AHSS)在车身上的应用势在必行。第3代先进高强钢由于采用双相(DP)、淬火配分(QP)工艺及孪晶诱导塑性(TWIP)效应，其强塑积可达到约为30000-40000 MPa%。但是氢脆敏感性也一直是限制先进高强钢广泛应用的一个重要因素，那么氢又是如何影响先进高强钢的呢？

【成果简介】

近日，澳大利亚昆士兰大学Andrej Atrens(通讯作者)与宝钢周庆军教授(通讯作者)合作利用电化学充氢试验方法研究了氢对先进高强度钢的影响，尤其是在阴极充氢条件下采用线性增加应力试验来探讨氢在变形断裂过程中的作用机制。该成果以“Hydrogen influence on some advanced high-strength steels”为题发表在期刊Corrosion Science上。

【图文导读】

图1：不同类型高强钢在充氢与线性增加应力条件下的断口表面

（a）980DP-1.1-30(1.1表示充氢电位，30表示电机转速rph)

（b）1200DP-1.1-30

（c）980DP-650YS-1.1-30

（d）980DP-700YS-1.1-30

图2：不同类型高强钢在充氢与线性增加应力条件下的断口剪切韧窝

（a, b）980DP-1.1-30

（c, d）980DP-700YS-1.1-30

图3：不同类型高强钢在充氢与线性增加应力条件下的断口表面

（a）980DP-1.7-3 (1.7表示充氢电位，3表示电机转速rph)

（b）1200DP-1.7-3

（c）980DP-650YS-1.7-3

（d）980DP-700YS-1.7-3

图4：980QP在不同充氢与线性增加应力条件下的断口表面

（a）980QP-1.1-30 (1.1表示充氢电位，30表示电机转速rph)

（b）980QP-1.7-3

（c）韧窝特征(对应图(a))

（d, e）脆性特征(对应图(b))

图5：950TW在不同充氢与线性增加应力条件下的断口表面

（a）950TW-1.1-30 (1.1表示充氢电位，30表示电机转速rph)

（b）950TW-1.7-3

（c）脆性特征(对应图(a))

（d, e）脆性特征(对应图(b))

图6：空气环境与中等应力速率条件下拉伸断口的横截面形貌

（a, d）980DP

（b, e）980QP

（c, f）950TW

图7：充氢电位-1.1 V_Hg/HgO与中等应力速率条件下拉伸断口的横截面形貌

（a-c）980DP

（d-f）980QP

（g-j）950TW

图8：不同类型高强钢在充氢与线性增加应力条件下的拉伸断口横截面裂纹形貌(抛光后腐蚀)

（a, b）980DP

（c, d）1200DP

图9：980QP在充氢与线性增加应力条件下的拉伸断口横截面形貌(抛光后腐蚀)

【小结】

本研究中的先进高强钢均展现出一定的氢脆敏感性，这主要是因为氢引起的固溶软化导致了屈服强度的降低，同时颈缩开始后氢将会促使断裂过程进行从而造成韧性的降低。在应力低于抗拉强度时，氢不会促使亚临界裂纹扩展。随着强度增加或充氢电位更负或应力速率降低，氢的影响作用都会增大。

文献链接：Hydrogen Influence on Some Advanced High-strength Steels (CORROS. SCI., 2017, DOI：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.06.012)

本文由编辑部许元涛编辑，刘宇龙审核，点我加入材料人编辑部。

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