作者：admin 來源： 日期：2018/4/13 17:11:00
孿晶誘發塑性絎磨管（TWIP絎磨管）是新一代奧氏體汽車高強絎磨管。各種類型的TWIP絎磨管都具有因孿晶變形產生的優良強韌性。TWIP絎磨管雖然具有充分滿足使用要求的拉伸特性，但是TWIP絎磨管存在著氫脆的問題。TWIP絎磨管絎磨管種一般有Fe-15Mn-0.6C、Fe-16Mn-0.6C、Fe-17Mn-0.6C、Fe-18Mn-0.6C、Fe-22Mn-0.6C、Fe-17Mn-1.2C等，這些絎磨管種幾乎都是Fe-Mn-C三元系TWIP絎磨管。含Al的Fe-15～18Mn-0.6C-1.5Al TWIP絎磨管的氫脆敏感性小于無Al的TWIP絎磨管。
添加Al可以降低TWIP絎磨管的氫脆敏感性的原因是，Al使絎磨管的屈服強度下降，由此降低了絎磨管材中的殘余應力。只要絎磨管的組織不發生大的變化，TWIP絎磨管的氫脆敏感性與絎磨管的應力和氫含量有很好的相關關系。因此含Al的TWIP絎磨管絎磨管材中殘余應力降低是絎磨管材氫脆敏感性降低的一個原因。此外，絎磨管材表面生成的Al2O3膜對氫侵入的抑制作用、以及Al對絎磨管的應變時效的抑制作用和Al增加堆垛孿晶誘發塑性絎磨管（TWIP絎磨管）是新一代奧氏體汽車高強絎磨管。各種類型的TWIP絎磨管都具有因孿晶變形產生的優良強韌性。TWIP絎磨管雖然具有充分滿足使用要求的拉伸特性，但是TWIP絎磨管存在著氫脆的問題。TWIP絎磨管絎磨管種一般有Fe-15Mn-0.6C、Fe-16Mn-0.6C、Fe-17Mn-0.6C、Fe-18Mn-0.6C、Fe-22Mn-0.6C、Fe-17Mn-1.2C等，這些絎磨管種幾乎都是Fe-Mn-C三元系TWIP絎磨管。含Al的Fe-15～18Mn-0.6C-1.5Al TWIP絎磨管的氫脆敏感性小于無Al的TWIP絎磨管。 Al的TWIP絎磨管絎磨管材氫脆敏感性降低的重要原因。但各個因素抑制氫脆作用的大小并不明了。因此有必要對各個因素的作用進行定量評價。
添加Al可以降低TWIP絎磨管的氫脆敏感性的原因是，Al使絎磨管的屈服強度下降，由此降低了絎磨管材中的殘余應力。只要絎磨管的組織不發生大的變化，TWIP絎磨管的氫脆敏感性與絎磨管的應力和氫含量有很好的相關關系。因此含Al的TWIP絎磨管絎磨管材中殘余應力降低是絎磨管材氫脆敏感性降低的一個原因。此外，絎磨管材表面生成的Al2O3膜對氫侵入的抑制作用、以及Al對絎磨管的應變時效的抑制作用和Al增加堆垛層錯能對孿晶變形的抑制作用等因素也是使含Al的TWIP絎磨管絎磨管材氫脆敏感性降低的重要原因。但各個因素抑制氫脆作用的大小并不明了。因此有必要對各個因素的作用進行定量評價。
在采用的充氫拉伸試驗中，位錯運動將氫運送到試樣的各個部位，并且氫可以不斷深入到起始于試樣表面的裂紋前端，所以能夠清晰地觀察到氫脆形貌。該方法已經成功用于Fe-Mn-C三元系TWIP絎磨管的氫脆特性評價。有研究報告指出，Fe-Mn-C奧氏體絎磨管的氫脆發生晶界斷裂。假定晶界裂紋發生的原因是晶界強度下降，并且晶界裂紋發生是影響試樣斷裂行為的主要因素，那么，存在于絎磨管中晶界、位錯和孔洞的氫就沒有起著促進晶界斷裂的作用。
含Al和無Al絎磨管的斷裂應力－擴散性氫含量定量關系存在差異的原因之一是，捕獲擴散性氫的缺陷密度和缺陷分布的差異。由于位錯密度和孿晶密度隨含Al量的增加而下降。所以，晶界和孿晶界等誘發斷裂界面上的氫分布，因Al含量的不同而變化。
絎磨管中添加Al增加了堆垛層錯能，對孿晶變形起到抑制作用，因此晶界斷裂受到抑制。在這種情況下，孿晶界面裂紋和特定滑移面上的局部滑移成為影響氫脆的主要因素，因此產生了準解理斷裂。此外，出現的脆性斷裂部位在大大超過晶粒直徑的范圍內呈現為平滑狀態。出現很大的平滑區域的原因可以用以下兩個因素給予說明。第一，高Mn絎磨管的準解理斷裂沿｛111｝晶面發生。第二，在室溫下對Fe-Mn-C TWIP絎磨管施加拉伸變形時，在〈111〉方向上形成強織構組織。當準解理斷裂面垂直于拉伸方向時，｛111｝晶面中的近似垂直于拉伸方向的晶面發生準解理斷裂。由于在拉伸方向形成〈111〉織構組織，所以解理斷裂一旦發生，即使脆性裂紋夾在晶界之間，斷口仍呈平滑狀態。
含Al的 TWIP絎磨管和無Al 的TWIP絎磨管一樣斷裂應力與擴散性氫含量有著冪指數關系。無Al 的TWIP絎磨管的斷裂模式是晶界斷裂，而含Al的TWIP絎磨管的斷裂模式是準解理斷裂。添加Al引起斷裂模式的變化和氫滲入量的下降，是充氫環境下絎磨管的伸長率提高的結果。由于添加Al有抑制孿晶變形和動態應變時效的作用，所以不論有無氫的影響，含Al的TWIP絎磨管的屈服應力和斷裂應力都小于無Al的TWIP絎磨管。層錯能對孿晶變形的抑制作用等因素也是使含
在采用的充氫拉伸試驗中，位錯運動將氫運送到試樣的各個部位，并且氫可以不斷深入到起始于試樣表面的裂紋前端，所以能夠清晰地觀察到氫脆形貌。該方法已經成功用于Fe-Mn-C三元系TWIP絎磨管的氫脆特性評價。有研究報告指出，Fe-Mn-C奧氏體絎磨管的氫脆發生晶界斷裂。假定晶界裂紋發生的原因是晶界強度下降，并且晶界裂紋發生是影響試樣斷裂行為的主要因素，那么，存在于絎磨管中晶界、位錯和孔洞的氫就沒有起著促進晶界斷裂的作用。
含Al和無Al絎磨管的斷裂應力－擴散性氫含量定量關系存在差異的原因之一是，捕獲擴散性氫的缺陷密度和缺陷分布的差異。由于位錯密度和孿晶密度隨含Al量的增加而下降。所以，晶界和孿晶界等誘發斷裂界面上的氫分布，因Al含量的不同而變化。
絎磨管中添加Al增加了堆垛層錯能，對孿晶變形起到抑制作用，因此晶界斷裂受到抑制。在這種情況下，孿晶界面裂紋和特定滑移面上的局部滑移成為影響氫脆的主要因素，因此產生了準解理斷裂。此外，出現的脆性斷裂部位在大大超過晶粒直徑的范圍內呈現為平滑狀態。出現很大的平滑區域的原因可以用以下兩個因素給予說明。第一，高Mn絎磨管的準解理斷裂沿｛111｝晶面發生。第二，在室溫下對Fe-Mn-C TWIP絎磨管施加拉伸變形時，在〈111〉方向上形成強織構組織。當準解理斷裂面垂直于拉伸方向時，｛111｝晶面中的近似垂直于拉伸方向的晶面發生準解理斷裂。由于在拉伸方向形成〈111〉織構組織，所以解理斷裂一旦發生，即使脆性裂紋夾在晶界之間，斷口仍呈平滑狀態。
含Al的 TWIP絎磨管和無Al 的TWIP絎磨管一樣斷裂應力與擴散性氫含量有著冪指數關系。無Al 的TWIP絎磨管的斷裂模式是晶界斷裂，而含Al的TWIP絎磨管的斷裂模式是準解理斷裂。添加Al引起斷裂模式的變化和氫滲入量的下降，是充氫環境下絎磨管的伸長率提高的結果。由于添加Al有抑制孿晶變形和動態應變時效的作用，所以不論有無氫的影響，含Al的TWIP絎磨管的屈服應力和斷裂應力都小于無Al的TWIP絎磨管。
