[发明专利]一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法

说明书

本发明涉及材料性能检测技术领域，特别涉及一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法。采用圆片状试样；对试样进行拉深成形，获得不同拉深比的杯状试样；将不同拉深比的杯状试样置于充氢介质中浸泡至上限时间；观察并记录每个直径组中破裂试样个数和未破裂试样个数；确定试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径(D₀)_max；计算材料临界拉深比LDR_HIC；以LDR_HIC作为材料抗氢致延迟断裂性能的评价指标，LDR_HIC越大，材料的抗氢致延迟断裂性能越强，材料越不易发生氢致延迟断裂。本发明能更好地模拟复杂形状超高强度汽车钢零部件在实际成形条件和服役工况下的氢致延迟断裂行为，并提出以临界拉深比LDR_HIC作为指标，简单、有效、精确地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，特别涉及一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法。

背景技术

伴随着我国汽车工业的快速发展，为了满足轻量化、节能、减排、降耗、降本等发展趋势的要求，汽车用钢正不断走向高强化。而大量研究表明，随着强度的提高，汽车用钢出现氢致延迟断裂的风险也增大，尤其当强度高于1000MPa时，钢材发生氢致延迟断裂的几率显著增加。氢致延迟断裂是材料在静止应力作用下，经过一定时间后突然脆性破坏的一种现象，是材料-环境-应力相互作用而发生的一种环境脆化。在钢铁材料多流程生产工艺、汽车制造过程的焊装等环节以及汽车在复杂大气环境下长期的服役过程中，汽车板材料中不可避免地会从周围环境中引入氢，在环境和应力等多重条件的共同作用下，氢会在材料内部不断地扩散、偏聚，从而可能导致氢致延迟断裂现象的发生。氢致延迟断裂是一种无征兆断裂现象，其破坏性极强。

超高强度汽车钢板的氢致延迟断裂问题是妨碍机械制造用钢高强度化的一个主要因素，更严重威胁了汽车的使用安全性。因此，对超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能进行有效评价尤为重要。近年来，国内外专家学者对氢致延迟断裂的机理和评价方法开展了大量研究，也形成了慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等几种氢致延迟断裂评价方法。这些评价方法采用单向力和平面二维力对试样进行加载，在此基础上将试样至于充氢介质中，以试样的力学性能参数、氢含量和断裂情况等指标评价材料的抗氢致延迟断裂性能。而很多汽车零部件的实际成形形状往往较为复杂，零部件不仅受单向力或平面二维力，而是受环向应力、三向应力等多向应力的共同作用。应力的大小和分布直接影响氢在材料内部的扩散和富集，从而影响材料的抗氢致延迟断裂性能。因此，针对很多复杂形状的零部件，慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等现有的评价方法对其板材抗氢致延迟断裂性能的评价存在一定的局限性。此外，这些方法往往存在试验操作复杂、周期长、受设备制约大等问题，限制了其在汽车行业的推广和应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，能更精准地模拟材料的多向复杂应力分布情况，从而更好地模拟超高强度汽车钢零部件在实际成形条件和服役工况下的氢致延迟断裂行为，并提出以临界拉深比LDR_HIC作为指标，简单、有效、精确地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，具体包括如下步骤：

1)采用直径逐级改变的圆片状试样，相邻两级试样的直径级差为1.25mm，各级试样直径为(d_p+1.25t)mm(其中d_p为拉深成形凸模直径，单位mm；t为直径级别数，t≥1，且t为整数)，各级试样的直径偏差不得大于0.05mm；圆片状试样加工方式应确保不对试样组织性能构成显著影响，加工完的试样应确保边缘光滑无毛刺。