低碳薄板钢硬化时的氢脆.pdfVIP

32 现 代 冶 金 2013年第 3期 低碳薄板钢硬化时的氢脆 (美国)Seok—JaeLEE 摘 要 ：对 10B22(22MnB5)薄钢板拉伸试样进行奥氏体化后淬火成马氏体，在 150～520℃温度之间进行不同时间 回火，热处理试样充人 1．7ppm氢后立即进行试验，用场散射扫描电镜检测表面裂纹，预淬成马氏体的试样表现出 最严重的氢脆化 ，在低应力下产生了。在 150～350℃之间回火试样出现了氢诱导断裂 ，其原因为滑移面结合力降 低 ，粗大夹杂成为储氢场所。460 和520 回火试样显示出对氢脆敏感性较小，随回火温度提高后位错减少，渗 碳体粒子吸收氢的能力减弱 ，氢致裂纹的敏感性逐步降低。在预淬火试样中，晶间裂纹非常少，因此认为B元素对 硬化低碳钢的氢脆几乎没有影响。 关键词：氧脆；回火马氏体 ；低碳薄板钢；机械性能；SEM分析；断裂机理 (HAZ)形成氢脆危害，形成的氢致裂纹和提到的冷 1 前言 裂与HAZ内形成的未回火马氏体有很大关系，结果 低碳薄板钢淬火成马氏体能达到汽车部件要求 对冷裂有很大阻力的碳和其它促进硬化的元素受到 的超高强度 ，防止侧面冲击损毁和碾压事故，此种钢 了限制，在低碳钢焊接中观察到了与氢有关的晶间 长期用于要求较小变形的部件，可直接用成形轧制 断裂和穿晶断裂。 生产。但近来要求在奥氏体温度下进行热冲压生产 通过观察，用于汽车的具有马氏体显微组织的 形状更复杂的具有马氏体组织的钢部件，接下来进 低碳钢板近来用量在增加，用局部回火逐级控制性 行模压淬火。对碳含量为0．22％且加B以增加淬 能以满足在冲毁情况下提供强度和吸收能量，本文 透性的AISI10B22钢 (对应于欧州钢种 22MnB5)系 研究了氢对低碳钢预淬火、淬火及回火试样机械性 统性 回火试验表明，在 150～350 之间回火后得到 能和断裂的影响。研究中用到了原先试验的不包括 的马氏体组织钢板强度为 1200—1600MPa，而拉 氢影响的10B22钢淬火回火试样的机械性能。研 伸试样的韧性几乎没有变化，且大约为 6％ ～8％， 究所用试样充氢后立即进行试验，用热解吸分光仪 高温回火形造成普遍的不连续屈服，大大降低了应 对低碳钢淬火回火试样进行容氢能力检测，结合机 变硬化和强度。 械性能试验结果和断 口组织分析，提出对热处理 对于中碳钢特别是含0．4wt％C的中碳钢，淬 10B22钢氢脆的实用观点。 火回火到超高强度时对氢脆高度敏感。这类钢用于 2 试验过程 高强紧固件时，电镀铬或镉产生氢，由电镀产生的氢 经低温约 150℃烘烤可去除，减少氢脆敏感性 。中 表 1给出了低碳钢的化学成分，B元素在钢中 碳钢中的氢脆以在原始奥氏体晶界与偏析的P，Sb， 可有效提高硬度，有些作者研究表明B加入钢中对 Sn和 As而产生晶问裂纹为主要特征。 氢脆几乎没有影响，从工业生产的1．7mm厚冷轧 在铁和低碳钢中，氯脆表现出穿晶断裂和晶间 钢板取样加工成ASTME一8标准纵向拉伸试样，拉 断裂特征，滑移面减聚力机理表明，脆性穿晶断裂发 伸试样在盐池内900cI=奥氏体化 10min后水淬，淬 生在滑移面而不是体心立方组织的{100}层理面。 火试样在油池或盐池 内 150—520℃之间 回火 低碳铡大多数适宜焊接 ，在低碳钢焊接 的热影响区 600S，3600s和 36000s，回