汽车用薄钢板第1部分：抗氢致延迟断裂性能评价拉深成形法(T-CSTM 00790.1—2022).pdf

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1、 ICS 77.040.99 CCS H 25 团 体 标 准 T/CSTM 00790.12022 汽车用薄钢板 第 1 部分：抗氢致延迟断裂性能评价 拉深成形法 Steel sheet for automobile-Part 1:Evaluation of resistance to hydrogen-induced delayed fracture-Drawing forming method 2022-11-23 发布 2023-02-23 实施 中关村材料试验技术联盟 发布 T/CSTM 00790.12022 I 前 言 本文件参照 GB/T 1.12020 标准化工作导则 第 1

2、 部分：标准化文件的结构和起草规则，GB/T 20001.42015标准编写规则 第 4 部分：试验方法标准的规定起草。本部分为 T/CSTM 00790汽车用薄钢板试验方法的第 1 部分。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会（CSTM/FC99）提出。本文件由中国材料与试验团体标准委员会综合标准领域委员会（CSTM/FC99）归口。T/CSTM 00790.12022 II 引 言 为更好地评价汽车用薄钢板的抗氢致延迟断裂性能、疲劳服役性能，提高板料成形的仿真模拟精度，体系设计上形成汽车薄板的系列化，特制订汽车用薄钢板系列标准。T/CSTM00790 汽车用薄钢板试验方法拟

3、由部分构成：第 1 部分：抗氢致延迟断裂性能评价 拉深成形法。目的在于提供一种采用拉深成形法对厚度不大于 3mm 的汽车用薄钢板进行抗氢致延迟断裂性能评价的试验方法。第 2 部分：轴向力控制疲劳试验方法。目的在于提供一种厚度小于 3mm 的汽车用薄钢板轴向力控制疲劳试验方法。第 3 部分：轴向应变控制疲劳试验方法。目的在于提供一种厚度小于 3mm 的汽车用薄钢板轴向应变控制疲劳试验方法。第 4 部分：双向拉伸试验十字形拉伸试样。目的在于提供两种满足中心区两个主方向应力、应变的均匀性和一致性以及大应变量的十字形拉伸试样形状和尺寸。本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到一种超高强度

4、汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法（申请号：202110725878.1）相关的专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构承诺，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得：专利持有人姓名：鞍钢股份有限公司 地址：中国辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区 请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。T/CSTM 00790.12022 1 汽车用薄钢板 第 1 部分：抗氢致延迟断裂性能评价 拉深

5、成形法 重要提示:使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1 范围 本文件规定了采用拉深成形法进行汽车用薄钢板抗氢致延迟断裂性能评价的试验方法，包括试验方法的原理、术语和定义、符号和说明、试样、拉深成形、充氢、试验步骤、试验结果计算和试验报告等。本文件适用于采用冷成型工艺、厚度不大于3.0mm（试样最小厚度为0.6mm）、抗拉强度不低于1000MPa的各类汽车用薄钢板，带有涂镀层以及其他强度级别的汽车用薄钢板可参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本

6、文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 15825.2-2008 金属薄板成形性能与试验方法 第 2 部分：通用试验规程 GB/T 15825.3-2008 金属薄板成形性能与试验方法 第 3 部分：拉深与拉深载荷试验 3 原理 采用具有凸模和凹模的成形试验机，对一定直径的圆片状汽车用薄钢板试样进行拉深成形，将试样冲成一定拉深比的杯状试样，再将其置于充氢介质中浸泡。部分试样由于受应力和氢环境的共同作用，会发生氢致延迟断裂现象，在杯体出现裂纹。将试样浸泡至指定时间，观察并记录试样的破裂情

7、况。计算经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径，将其与凸模直径的比值临界拉深比，作为评价指标，以此来确定材料是否适合所推荐的用途，或评估材料在服役条件下发生氢致延迟断裂的可能性。4 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。4.1 充氢上限时间 upper limit of hydrogen charging time 试样在充氢介质中静置的最长时间，超过该时间试样不发生破裂，则认为试样经任意长时间充氢浸泡都不会发生破裂。4.2 临界拉深比 critical drawing ratio HICLDR 经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后，试样不发生破

8、裂所允许采用的最大试样直径与凸模直径 T/CSTM 00790.12022 2 的比值。5 符号和说明 符号和说明见表 1。表 1 符号和说明 符号 说明 单位 pd 凸模直径 mm 0D 试样直径 mm maxHD 经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径 mm max0D 最大试样直径，按 GB/T 15825.3-2008 中的规定 mm min0D 最小试样直径，即)25.1(pd mm HICLDR 临界拉深比 nD0 相同直径的一组试样中，破裂的试样个数与未破裂的试样个数相等（均为 3 个时），该组的试样直径，角标 n 表示试样直径序号 mm

9、 nD 0 相同直径的一组试样中，破裂的试样个数小于 3 时，该组的试样直径，角标 n 表示试样直径序号 mm 1 0nD 相同直径的一组试样中，破裂的试样个数等于或大于 4 时，该组的试样直径，角标 n 表示试样直径序号 mm 00 fD 一组 6 个试样经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后均不产生破裂时的最大直径（外推值）mm 60 fD 一组 6 个试样经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后全部破裂时的最小直径（外推值）mm 0D 相邻两级试样直径的尺寸级差，其值为 1.25 mm X 当nDD 00时，一组试样中破裂的试样个数，0X3 Y 当1 00nDD时，一组试样中破裂的试样

10、个数，4Y6 Z 当1 00nDD时，一组试样中未破裂的试样个数，0Z2 M 当min00DD，且该组中破裂试样个数大于 3 时，该组中破裂的试样个数，4M6 K 当min00DD，且该组中破裂试样个数大于 3 时，该组中未破裂的试样个数，0K2 6 试样 T/CSTM 00790.12022 3 6.1 采用圆片状试样，试样形状和尺寸见图 1。按规定的直径级差分组，相邻两级试样的直径级差为1.25mm，各级试样直径为)25.1(tdpmm（t1，且t为整数）。按图 1 所示选取 3 个位置进行直径测量，三个直径测量值（见图 1 中1D、2D、3D）尺寸偏差均不大于 0.05mm。6.2 在试

11、样上最有代表性的三个部位测量厚度，并以它们的平均值作为试样实测厚度，测量精度为0.01mm。6.3 试样组数不少于 2，每组内经拉深成形后的有效试样（见 7.1）数量为 6 个。6.4 按 GB/T 15825.2-2008 中第 3 章的规定准备试样，试样加工方式应确保不对试样组织和性能造成显著影响，推荐采用线切割加工方式。加工完成后的试样应平整、表面无划痕、边缘光滑无毛刺。若试样边缘有棱角和毛刺，需用砂纸打磨。图 1 试样形状和尺寸 7 拉深成形 7.1 拉深成形方法 将圆片状试样置于凹模与压边圈之间，通过凸模运动对其进行拉深成形（见图 2），将试样冲成杯状。有效冲杯试样杯体无裂纹，无褶皱

12、；杯体形状对称，两个对向凸耳的峰高之差不大于 2mm。图2 拉深成形方法 T/CSTM 00790.12022 4 7.2 模具 按GB/T 15825.2-2008中第4章的规定准备试验模具。凸模和凹模的工作尺寸按照GB/T 15825.3-2008中4.3.1进行规定。7.3 试验条件 7.3.1 润滑 按GB/T 15825.2-2008中第6章的规定，推荐使用其中的1号、3号和4号润滑剂对试样进行润滑。7.3.2 压边力 按GB/T 15825.3-2008中4.4.2对压边力进行规定。7.3.3 试验速度 推荐采用（1.612）10-4m/s试验速度（凸模运动速度）。7.3.4 试验

13、温度 在1035温度环境下进行试验。7.4 试验装置与试验机 按GB/T 15825.2-2008中5.1和5.2的规定准备试验装置和试验机，并满足GB/T 15825.3-2008中4.5.1和4.5.2的规定。8 充氢 8.1 冲杯试样的表面清洁 经拉深成形后，应先采用无水乙醇或丙酮对冲杯试样进行表面清洁，去除润滑剂、油污、锈迹等，再将其置于充氢试验介质中进行浸泡充氢。8.2 充氢试验介质 充氢试验介质包括：a)推荐采用0.1mol/L HCl水溶液或加入CH3COOH/CH3COONa缓蚀剂的HCl水溶液。若有特殊需求，可选取与材料实际服役工况环境相同或相似的其他充氢试验介质；b)充氢试

14、验介质量与试样表面积之比应不小于3mL/cm2，只要满足规定的比值并保证试样完全浸没在溶液中且相互不接触，就可以在一个容器中同时放置尽可能多的试样。8.3 充氢容器 充氢容器可密封，且不可与充氢试验介质发生化学反应。8.4 充氢上限时间 推荐采用360小时作为充氢上限时间。若有特殊实际需求，可选择其他时间作为充氢上限时间。建议最长充氢时间不宜超过1000小时。8.5 试验温度 充氢试验环境温度推荐保持253。若有特殊需求，可选取与材料实际服役工况环境相同或相近的试验温度。T/CSTM 00790.12022 5 9 试验步骤 9.1 按照 7.2 选择试验模具，并按 GB/T 15825.2-

15、2008 中 4.2、5.1.2、5.2.2 和 5.2.3 规定，对模具、试验装置和试验机进行清洗、检查和润滑。9.2 按照 7.3.2 规定选择压边力。9.3 将经过润滑处理的试样准确地放置在凹模与压边圈之间，施加压边力后启动凸模，拉深试样。9.4 对拉深成形后的试样进行表面清洁，再将其置于足量的充氢试验介质中浸泡至充氢上限时间，部分试样会发生氢致延迟断裂，在杯体出现裂纹，通常裂纹萌生于杯口处。为保证试验结果可靠性，试验过程中应每 24 小时检测充氢试验介质的 pH 值，及时更新溶液，保证充氢试验介质浓度稳定。9.5 采用逐级增大试样直径的方法测定并计算经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时

16、间后试样杯体不产生裂纹所允许使用的最大试样直径maxHD。9.6 试验时所用的初始试样直径可依据经验确定。初始试样直径难于估计时，可使用单个试样进行短时浸泡，一旦发现试样直径接近maxHD，则应开始对每组试样进行重复试验。9.7 每组试样必须进行 6 次有效重复试验，有效试样应满足 7.1 中的规定。9.8 采用肉眼或者 510 倍放大镜检查试样杯体裂纹，以贯穿试样厚度截面的裂纹视作有效裂纹，出现任何尺寸的有效裂纹，均视为试样破裂。记录各组中破裂与未破裂试样的个数。9.9 在下述任一情况下结束试验：a)某一组试样中，3 个试样破裂，3 个试样未破裂；b)当某一组试样中，破裂试样个数小于 3，而

17、直径增大一级后，破裂试样个数等于或大于 4；c)当试样取最大试样直径max0D时，该组中破裂试样个数小于 3；d)当试样取最小试样直径min0D时，该组中破裂试样个数大于 3。若上述情况均未出现，则需按照直径级差开展其他直径试样的试验，直至出现上述任一情况。10 试验结果计算 10.1 经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径maxHD分下述四种情况确定，计算结果均保留两位小数。a)一组试样中，破裂与未破裂的试样个数相等（均为 3 个）时，试样直径记作nD0，nHDD0max （1）T/CSTM 00790.12022 6 b)当直径为nD 0的一组试样

18、中，破裂试样个数小于 3，而直径增大一级后，直径为1 0nD的一组试样中，破裂试样个数等于或大于 4 时，maxHD按式（2）计算，式（2）的来源见附录 A。ZXYDDXXYDDDnnH01 00 0max21 （2）c)当试样直径max00DD 时，该组中破裂试样个数小于 3，max0maxDDH （3）d)当试样直径min00DD 时，该组中破裂试样个数 4M6，maxHD按式（4）计算，式（4）的来源见附录 A。KMDDdDpH0min0max21 （4）10.2 按式（5）计算材料临界拉深比HICLDR，计算结果保留两位小数 pHHICdDLDRmax （5）11 试验报告 试验报告应

19、包括（但不限于）以下主要内容：a）试验材料的产品类型、牌号和厚度规格；b）试验方法；c）拉深成形试验机型号和凸模直径；d）充氢条件（包括充氢试验介质种类、充氢试验介质浓度、充氢上限时间、环境温度等）；e）试验记录（包括试样直径、破裂和未破裂的试样个数等）；f）maxHD的计算确定；g）HICLDR的计算确定。T/CSTM 00790.12022 7 附录 A（规范性）式（2）和式（4）中maxHD的计算 A.1 正文第 10 章规定的拉深试验方法中，经拉深成形和充氢介质浸泡至充氢上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径maxHD的计算式（2）是以破裂试样个数与试样直径呈比例关系之假设

20、基础建立的，具体过程如 A.2 和 A.3 所述。A.2 当试样直径nDD 00时，该组中 6 个试样均未破裂，而当试样直径1 00nDD时，该组中 6个试样全部破裂，则假设试样直径取nD 0与1 0nD的算术平均值时，试样破裂与不破裂的概率相等，即：1 0 00max21nnnHDDDD （A.1）A.3 对于非 A.2 之情况，假设破裂试样个数与试样直径的变化呈比例关系，利用外推插值法可得以下两种计算方法：a)一组中 6 个试样均不产生破裂时的最大直径：XXYDDDnf0 000 （A.2）b)一组中 6 个试样全部产生破裂时的最小直径：ZXYDDDnf01 060 （A.3）则：ZXYD

21、DXXYDDDDDDnnffnH01 00 060000max2121 （A.4）A.4 正文第 10 章中maxHD的计算式（4）是以破裂试样个数与试样直径呈比例关系为假设基础建立的。假设试样直径无限接近凸模直径pd，一组中 6 个试样均不产生破裂时的直径为：pfdD 00 （A.5）利用外推插值法可得一组中 6 个试样全部产生破裂时的最小直径为：KMDDDf0m i n060 （A.6）T/CSTM 00790.12022 8 则：KMDDdDDDpffH0m i n06000m a x2121 （A.7）T/CSTM 00790.12022 9 附录 B（资料性）起草单位和主要起草人 本文件起草单位：鞍钢股份有限公司、中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司、钢铁研究总院有限公司、北京科技大学、北京交通大学、上海大学、钢研纳克检测技术股份有限公司、奇瑞汽车股份有限公司、中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司。本文件主要起草人：张南、刘仁东、林利、张瑞坤、丁庶炜、徐鑫、郭金宇、孟宪明、张赛、王存宇、朴志民、苏皓璐、苏洪英、陆晓锋、李萧彤、王科强、徐荣杰、孟静竹、林春青、靳友鹏、张峰、李金许、惠卫军、史文、张松闯、肖勇、李明贺、王焰孟、冯毅。_