超高强度钢热冲压技术已广泛应用于汽车零部件的生产,成为汽车轻量化的主要解决方案之一。以硼钢为典型材料,经热冲压工艺成形后可获得接近全马氏体组织状态,因而具备超高的强度。氢脆问题是高强度钢材在制造和使用中一个不可忽略现象,少量氢元素的引入会带来强度和塑性的显著下降,且钢的强度级别越高,氢脆现象通常越显著。氢致力学性能下降对服役期间的产品有着很大的安全隐患,因此很有必要研究热冲压超高强度钢的氢脆现象和规律。本文在国家自然科学基金项目(项目编号:51775336)“超高强度钢热冲压的氢致延迟断裂机理和预测”的资助下,以热冲压钢B1500HS为主要研究对象,同时引入TRIP780和DP980钢做对比,研究热冲压超高强度钢的氢脆现象。基于电化学充氢原理搭建人工充氢平台,结合材料试验机开展充氢后材料的系列力学实验。以试样的强度和塑性损失量为评价指标,表征材料的氢脆敏感性,进而归纳和总结热冲压钢的氢脆规律,并对其影响因素进行了分析。依次完成如下研究工作:开展渗氢热冲压硼钢慢应变速率拉伸试验,对比分析含氢热冲压钢与原始热冲压钢的力学性能、断裂形式及断口形貌等差异;通过溶液p H值和TDS试验对氢含量进行定性和定量测定,在此基础上讨论充氢时间、电流密度参数对热冲压钢氢脆敏感程度的影响;研究拉伸速率与氢脆敏感性的关系,通过力学性能与断口形貌对比发现,氢脆现象显著依赖拉伸速率;进一步地,研究热冲压钢充氢后其力学性能随放置时间的变化规律,讨论预应变量、大电流密度、残余应力等因素的影响,在此基础对可逆氢脆与不可逆氢脆进行了探讨。本文的研究成果总结如下:1、热冲压钢B1500HS、TRIP780钢充氢后力学性能显著下降,DP980钢氢致力学性能下降不明显。在本文实验中,渗氢后的热冲压钢B1500HS强度最高下降65.6%,塑性损失最大达95.1%,且断裂形式由韧性断裂转为脆性断裂。此时的氢含量约为0.030wppm,较小的氢含量引入即可带来明显的氢脆敏感性。随着充氢时间的增加或电流密度的增大,热冲压钢B1500HS的强度和塑性损失量逐渐增大,并逐渐趋向饱和。渗氢后的TRIP780钢强度最高下降28.7%,塑性损失最大达89.9%。2、研究了热冲压钢B1500HS、TRIP780钢、DP980钢拉伸速率与氢脆现象的关系。对比相同的渗氢后试样在三种不同拉伸速率条件下的力学性能及断口宏微观形貌分析,发现在低拉伸速率下,标距段内的可扩散氢有更充足的时间充分扩散到缺陷及位错位置,因而低拉伸速率下,试样氢脆导致的力学性能下降越明显。3、普通热冲压钢B1500HS、TRIP780钢试样充氢后力学性能显著下降,但放置一段时间后力学性能可恢复。在本文实验中,热冲压钢B1500HS强度一般在4小时内完全恢复,延伸率一般在48小时内完全恢复。性能恢复时间与初始的塑性预应变、充氢时的电流密度、试样残余应力状态等因素相关。TRIP780钢强度一般在2小时内完全恢复,延伸率一般在24小时内完全恢复。