Fe-Mn-(Al)-C高强韧性钢氢脆微观机制的研究进展

• 作者: 万亚雄 武学俊 章小峰 阚中伟 黄贞益
• 来源期刊: 工程科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 低密度钢 TWIP 氢脆 晶格缺陷 微观机制
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 页码范围: 949-962
• 页数: 14页
• 分类号: TG142.1
• 语种: 中文

摘要

随着汽车行业的快速发展,轻量化汽车用钢的研发和应用越来越广泛.抗拉强度超过1000 MPa的第二、三代汽车用钢往往是复相组织,通过固溶、析出、变形、细晶强化等各种强化方式,在基体中形成大量缺陷,导致钢材服役过程中对氢更加敏感,容易在很小的氢溶解条件下发生氢脆.Fe-Mn-C系、Fe-Mn-Al-C系等含Mn量高的汽车结构用钢因层错能较高,不仅直接决定了其强韧性机制,还对其服役性能有重要影响.在Fe-Mn-C系TWIP钢的成分基础上,添加少量Al元素,形成Fe-Mn-(Al)-C钢,不仅能降低钢材密度,提高钢材的强韧性,也因Al元素改变了钢材的微观组织构成,一定程度上令氢脆得到缓解.但当Al含量较高时,形成低密度钢,其组织构成更加复杂,析出物更多,导致氢脆敏感性更显著.本文从Fe-Mn-(Al)-C高强韧性钢的组织构成、第二相、晶体缺陷等特征出发,综述了H在Fe-Mn-(Al)-C钢中的渗透、溶解和扩散行为,H与基体组织、析出相、晶格缺陷的交互作用,H在钢中的作用模型、氢脆机制、氢脆评价手段和方法等.并评述了Fe-Mn-(Al)-C高强韧性钢氢脆问题开展的相关研究工作和最新发展动态,指出通过第一性原理计算、分子动力学模拟和借助氢原子微印技术、三维原子探针等物理实验相结合的方法是从微观层面揭示高强韧性钢氢脆机制的未来发展方向.