【作 者】馬鳴圖;劉邦佑;陳翊昇;路洪洲
【前 言】
1874年,Johnson首先發表了鋼鐵產品在氫作用的環境下韌性大幅度減少的試驗結果[1]。此后,關于氫致延遲斷裂的研究引起了各國的相關學者和工程技術人員的廣泛興趣,迄今為止有近四萬篇關于氫致斷裂延遲研究論文發表[2],近年來,每年仍有數百篇論文發表。這些數據表明,這一問題在金屬材料中仍然是人們感興趣的一個重要研究課題。而龐大的論文數量也顯示了氫致延遲斷裂的復雜性。
強度不同的金屬對氫脆現象有不同程度的響應:在中低強度的鐵素體鋼中較不明顯,但在高強度馬氏體鋼中,尤其是高強度熱成形鋼,其氫脆現象頗為嚴重,此現象顯示氫脆與金屬的強度和微結構有非常大的關聯[4]。研究也表明,在進行力學性能測試時應變率對氫脆敏感度有明顯影響,在慢應變率拉伸時,金屬會表現出較為嚴重的氫致延遲斷裂現象[3,8-9]。且室溫的金屬氫脆程度較高溫嚴重[10],這些現象說明了氫脆現象中氫的擴散速度和材料的韌性是氫脆敏感的重要因素。
【結束語】
氫致延遲斷裂現象發現至今已有百余年,對其現象的表征和機理的探討,一直是學術界乃至產業界重要的研究課題。尤其是近年來汽車和相關產業輕量化技術的發展,導致高強度鋼和超高強度鋼應用激增,人們對氫脆的關注和研究的興趣也隨之增加。然而,其機理始終受限于人們無法在微觀下觀察氫于金屬中的行為而處于眾說紛紜的情形。
近年來,隨著氫于材料中的表征技術蓬勃發展,研究人員利用不同的表征技術了解氫與金屬在納米尺度的交互作用,有助于我們理解并發展出完整的氫致延遲斷裂理論。文中論述熱成形鋼的氫致延遲斷裂的特點、近年來微合金化對高強度鋼氫致延遲斷裂特性的相關研究結果,并用HELP和HEDE的融合氫脆斷裂機制進行了解釋,提出了提高熱成形鋼氫脆抗力的措施和方法,希望有關論述對熱成形鋼氫脆的理論研究和工業應用有所幫助。
以下是正文: