CN113567239A - 一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料性能检测技术领域，特别涉及一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法。采用圆片状试样；对试样进行拉深成形，获得不同拉深比的杯状试样；将不同拉深比的杯状试样置于充氢介质中浸泡至上限时间；观察并记录每个直径组中破裂试样个数和未破裂试样个数；确定试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径(D₀)_max；计算材料临界拉深比LDR_HIC；以LDR_HIC作为材料抗氢致延迟断裂性能的评价指标，LDR_HIC越大，材料的抗氢致延迟断裂性能越强，材料越不易发生氢致延迟断裂。本发明能更好地模拟复杂形状超高强度汽车钢零部件在实际成形条件和服役工况下的氢致延迟断裂行为，并提出以临界拉深比LDR_HIC作为指标，简单、有效、精确地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

Description

一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，特别涉及一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法。

背景技术

伴随着我国汽车工业的快速发展，为了满足轻量化、节能、减排、降耗、降本等发展趋势的要求，汽车用钢正不断走向高强化。而大量研究表明，随着强度的提高，汽车用钢出现氢致延迟断裂的风险也增大，尤其当强度高于1000MPa时，钢材发生氢致延迟断裂的几率显著增加。氢致延迟断裂是材料在静止应力作用下，经过一定时间后突然脆性破坏的一种现象，是材料-环境-应力相互作用而发生的一种环境脆化。在钢铁材料多流程生产工艺、汽车制造过程的焊装等环节以及汽车在复杂大气环境下长期的服役过程中，汽车板材料中不可避免地会从周围环境中引入氢，在环境和应力等多重条件的共同作用下，氢会在材料内部不断地扩散、偏聚，从而可能导致氢致延迟断裂现象的发生。氢致延迟断裂是一种无征兆断裂现象，其破坏性极强。

超高强度汽车钢板的氢致延迟断裂问题是妨碍机械制造用钢高强度化的一个主要因素，更严重威胁了汽车的使用安全性。因此，对超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能进行有效评价尤为重要。近年来，国内外专家学者对氢致延迟断裂的机理和评价方法开展了大量研究，也形成了慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等几种氢致延迟断裂评价方法。这些评价方法采用单向力和平面二维力对试样进行加载，在此基础上将试样至于充氢介质中，以试样的力学性能参数、氢含量和断裂情况等指标评价材料的抗氢致延迟断裂性能。而很多汽车零部件的实际成形形状往往较为复杂，零部件不仅受单向力或平面二维力，而是受环向应力、三向应力等多向应力的共同作用。应力的大小和分布直接影响氢在材料内部的扩散和富集，从而影响材料的抗氢致延迟断裂性能。因此，针对很多复杂形状的零部件，慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等现有的评价方法对其板材抗氢致延迟断裂性能的评价存在一定的局限性。此外，这些方法往往存在试验操作复杂、周期长、受设备制约大等问题，限制了其在汽车行业的推广和应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，能更精准地模拟材料的多向复杂应力分布情况，从而更好地模拟超高强度汽车钢零部件在实际成形条件和服役工况下的氢致延迟断裂行为，并提出以临界拉深比LDR_HIC作为指标，简单、有效、精确地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，具体包括如下步骤：

1)采用直径逐级改变的圆片状试样，相邻两级试样的直径级差为1.25mm，各级试样直径为(d_p+1.25t)mm(其中d_p为拉深成形凸模直径，单位mm；t为直径级别数，t≥1，且t为整数)，各级试样的直径偏差不得大于0.05mm；圆片状试样加工方式应确保不对试样组织性能构成显著影响，加工完的试样应确保边缘光滑无毛刺。

2)采用具有凸模和凹模的专用成形试验机对不同直径的圆片状试样进行拉深成形，获得不同拉深比(试样直径与拉深成形凸模直径的比值)的杯状试样，直径相同的试样为一组，每组需获得相同数量的有效杯状试样，每组有效杯状试样数量为n，n≥6，且n为偶数；拉深成形模具、试验条件、试验装置与试验机、试验程序和操作方法应满足国家标准GB/T 15825.3-2008中4.3、4.4、4.5、4.6.1～4.6.5的技术要求；拉深成形后，若试样杯体出现裂纹或褶皱，或杯体形状明显不对称，两个对向凸耳的峰高之差大于2mm，则试样被视为无效试样；试样杯体无裂纹和褶皱，且杯体形状对称，则试样为有效试样。

3)采用无水乙醇和丙酮对不同拉深比的杯状试样进行表面清洁，以去除油污等。

4)在拉深成形后7日内，将各组杯状试样置于充氢介质中浸泡至上限时间，240～960小时为浸泡上限时间范围，推荐采用360小时作为浸泡上限时间；充氢介质采用0.1mol/L～0.3mol/L的HCl水溶液，或依据GB/T 39039-2020选取充氢介质；若有特殊需求，也可根据实际服役条件，选取其他充氢介质；试验溶液量与试样表面积之比不小于3mL/cm²，并保证试样完全浸没在溶液中且相互不接触；试验过程中应定期检测充氢溶液pH值，及时更新溶液，保证充氢介质浓度稳定。

5)采用肉眼或5-10倍放大镜观察并记录浸泡至上限时间后各组n个试样中破裂试样个数和未破裂试样个数，将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，在下述任一情况下结束试验：

①某一组试样中，

个试样破裂，

个试样未破裂；

②当某一组试样中，破裂试样个数小于

而直径增大一级后，破裂试样个数等于或大于

③在经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径的一组试样中，浸泡至上限时间后，破裂试样个数小于

④当试样取最小直径(d_p+1.25)mm时，该组中破裂试样个数大于

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；

6)评价方法中涉及到的符号、名称和单位如下：

n：相同直径的一组试样数量，n≥6，且n为偶数；

d_p：凸模直径，单位mm；

D₀：试样直径，单位mm；

ΔD₀：相邻两级试样直径的尺寸级差，其值为1.25，单位mm；

(D₀)_max：经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_max：经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_min：试样最小直径，即(d_p+1.25)，单位mm；

(D'₀)_i：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

个时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数小于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i+1：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数等于或大于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

X：当D₀＝(D”₀)_i时，一组试样中破裂的试样个数，

Y：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中破裂的试样个数，

Z：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中未破裂的试样个数，

M：当D₀＝(D_p)_min，且该组中破裂试样个数大于

时，该组中破裂的试样个数，

K：当D₀＝(D_p)_min，且该组中破裂试样个数大于

时，该组中未破裂的试样个数，

LDR_HIC：临界拉深比；

7)确定经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径(D₀)_max，按浸泡至上限时间后破裂与未破裂试样个数，分下述三种情况：

①当试样直径D₀＝(D'₀)_i时，该组中

个试样破裂，

个试样未破裂，此时：

(D₀)_max＝(D'₀)_i

②当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中破裂试样个数

而直径增大一级后，即当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中破裂试样个数

此时：

计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性比例关系为假设基础建立的；

当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中n个试样均未破裂，而当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中n个试样全部破裂，则假设试样直径取(D”₀)_i与(D”₀)_i+1的算术平均值时，破裂与不破裂的概率相等，即：

而对于非上述之情况，假设破裂试样个数与试样直径的变化呈比例关系，则利用拉格朗日外推插值法可得：

一组中n个试样均不产生破裂时的最大直径为：

一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

③当试样直径D₀＝(D_p)_max时，该组中破裂试样个数小于

此时：

(D₀)_max＝(D_p)_max

④当试样取最小直径D₀＝(D_p)_min时，该组中破裂试样个数

此时：

计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性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d_p，一组中n个试样均不产生破裂时的直径为：

利用拉格朗日外推插值法可得一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

8)计算材料临界拉深比LDR_HIC，计算结果保留2位小数。

9)以LDR_HIC作为材料抗氢致延迟断裂性能的评价指标，LDR_HIC越大，材料的抗氢致延迟断裂性能越强，材料越不容易发生氢致延迟断裂。

与现有方法相比，本发明的有益效果是：

1)传统的慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等延迟断裂试验均为单向应力或平面双向应力试验，而很多超高强钢汽车零部件的实际成形过程往往较为复杂，成形件受多向复杂应力，因此采用上述评价方法不能很好的评价材料的抗氢致延迟断裂性能。拉深工艺是一种重要的汽车零部件成形工艺，其成形件应力分布复杂。本发明基于拉深成形工艺，将超高强汽车钢板冲成杯形试样，再在充氢介质中浸泡，能够更好地模拟汽车零部件的实际复杂成形过程及其在服役条件下的氢致延迟断裂行为，从而更加真实、准确、有效地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

2)传统的慢应变速率拉伸、恒载荷等延迟断裂试验方法需采用专用的应力腐蚀试验机进行边充氢边加载，试验操作复杂，试验周期长，对设备要求较高。本发明中采用钢厂和汽车厂应用较为普遍的成形试验机对试样进行拉深成形，再以充氢介质浸泡的方式模拟服役环境，试验设备较为常见，操作简单、快速、高效，便于在汽车行业进行广泛推广和应用。

3)慢应变速率拉伸、恒载荷等延迟断裂试验方法往往需要采用电化学方式进行充氢，充氢过程控制难度较大，充氢条件较为严酷，与实际汽车零部件实际服役工况相差较大。本发明中采用浸泡充氢方式，充氢过程操作简单，不受电化学工作站限制，可同步开展多组试验，且充氢条件更接近于汽车零部件实际服役工况。

4)本发明提出以材料临界拉深比LDR_HIC作为指标，可以更加精确、量化地评价材料抗氢致延迟断裂性能，从而为钢铁企业进行超高强度汽车用钢产品开发和优化提供理论依据，为汽车制造企业进行材料认证、车身材料优化、车身零部件结构优化等方面提供有效应用指导，从一定程度上解决超高强汽车用钢在开发和使用过程中的问题，推动其在汽车产业上的进一步应用，对提升汽车的使用安全性、实现汽车轻量化和节能减排都有着积极的作用。

附图说明

图1为本发明试样拉深成形示意图；

图2为本发明实施例1中经0.1mol/L HCl水溶液浸泡360小时后直径(D₀)₃＝80.00mm的DP1180钢试样实物图；

图3为本发明实施例2中经0.1mol/L HCl水溶液浸泡360小时后直径(D₀)₄＝75.00mm的QP1180钢试样实物图。

图中：1-拉伸后试样；2-凹模；3-试样；4-压边圈；5-凸模。

具体实施方式

本发明公开了一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法采用拉深成形工艺和充氢介质浸泡相结合的方式对材料进行试验，以成形后在氢环境中浸泡一定时间试样杯体不产生裂纹的最大拉深比(即临界拉深比)作为评价材料抗氢致延迟断裂性能的指标。具体方法和步骤如下：

1、采用直径逐级改变的圆片状试样，相邻两级试样的直径级差为1.25mm，各级试样直径为(d_p+1.25t)mm(其中d_p为拉深成形凸模直径，单位mm；t为直径级别数，t≥1，且t为整数)，各级试样的直径偏差不得大于0.05mm；圆片状试样加工方式应确保不对试样组织性能构成显著影响，加工完的试样应确保边缘光滑无毛刺。

2、采用具有凸模和凹模的专用成形试验机对不同直径的圆片状试样进行拉深成形，获得不同拉深比的杯状试样，直径相同的试样为一组，每组需获得相同数量的有效杯状试样，每组有效杯状试样数量为n，n≥6，且n为偶数；拉深成形模具、试验条件、试验装置与试验机、试验程序和操作方法应满足国家标准GB/T 15825.3-2008中4.3、4.4、4.5、4.6.1～4.6.5的技术要求；拉深成形后，若试样杯体出现裂纹或褶皱，或杯体形状明显不对称，两个对向凸耳的峰高之差大于2mm，则试样被视为无效试样；试样杯体无裂纹和褶皱，且杯体形状对称，则试样为有效试样。拉伸后试样1、凹模2、试样3、压边圈4与凸模5如图1所示。

3、采用无水乙醇和丙酮对不同拉深比的杯状试样进行表面清洁，以去除油污等。

4、在拉深成形后7日内，将各组杯状试样置于充氢介质中浸泡至上限时间，240～960小时作为浸泡上限时间；充氢介质采用0.1mol/L～0.3mol/L的HCl水溶液，或依据GB/T39039-2020选取充氢介质；若有特殊需求，也可根据实际服役条件，选取其他充氢介质；试验溶液量与试样表面积之比不小于3mL/cm²，并保证试样完全浸没在溶液中且相互不接触；试验过程中应定期检测充氢溶液pH值，及时更新溶液，保证充氢介质浓度稳定。

5、经一定时间的充氢溶液浸泡后，部分试样会发生氢致延迟断裂，采用肉眼或5-10倍放大镜观察并记录浸泡至上限时间后各组n个试样中破裂试样个数和未破裂试样个数，将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，在下述任一情况下结束试验：

①某一组试样中，

个试样破裂，

个试样未破裂；

②当某一组试样中，破裂试样个数小于

而直径增大一级后，破裂试样个数等于或大于

③在经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径的一组试样中，浸泡至上限时间后，破裂试样个数小于

④当试样取最小直径(d_p+1.25)mm时，该组中破裂试样个数大于

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；

6、评价方法中涉及到的符号、名称和单位如下：

n：相同直径的一组试样数量，n≥6，且n为偶数；

d_p：凸模直径，单位mm；

D₀：试样直径，单位mm；

ΔD₀：相邻两级试样直径的尺寸级差，其值为1.25，单位mm；

(D₀)_max：经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_max：经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_min：试样最小直径，即(d_p+1.25)，单位mm；

(D'₀)_i：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

个时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数小于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i+1：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数等于或大于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

X：当D₀＝(D”₀)_i时，一组试样中破裂的试样个数，

Y：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中破裂的试样个数，

Z：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中未破裂的试样个数，

M：当D₀＝(D_p)_min，且该组中破裂试样个数大于

时，该组中破裂的试样个数，

K：当D₀＝(D_p)_min，且该组中破裂试样个数大于

时，该组中未破裂的试样个数，

LDR_HIC：临界拉深比；

7、确定经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径(D₀)_max，按浸泡至上限时间后破裂与未破裂试样个数，分下述三种情况：

①当试样直径D₀＝(D'₀)_i时，该组中

个试样破裂，

个试样未破裂，此时：

(D₀)_max＝(D'₀)_i

②当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中破裂试样个数

而直径增大一级后，即当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中破裂试样个数

此时：

计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性比例关系为假设基础建立的；

当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中n个试样均未破裂，而当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中n个试样全部破裂，则假设试样直径取(D”₀)_i与(D”₀)_i+1的算术平均值时，破裂与不破裂的概率相等，即：

而对于非上述之情况，假设破裂试样个数与试样直径的变化呈比例关系，则利用拉格朗日外推插值法可得：

一组中n个试样均不产生破裂时的最大直径为：

一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

③当试样直径D₀＝(D_p)_max时，该组中破裂试样个数小于

此时：

(D₀)_max＝(D_p)_max

④当试样取最小直径D₀＝(D_p)_min时，该组中破裂试样个数

此时：

计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性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d_p，一组中n个试样均不产生破裂时的直径为：

利用拉格朗日外推插值法可得一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

8、计算材料临界拉深比LDR_HIC，计算结果保留2位小数。

9、以LDR_HIC作为材料抗氢致延迟断裂性能的评价指标，LDR_HIC越大，材料的抗氢致延迟断裂性能越强，材料越不容易发生氢致延迟断裂。

【实施例】

如图2、图3所示，将3种材料分别加工成具有一定直径梯度的圆片状试样若干，采用ITC SP 225成形试验机对试样进行拉深成形，将试样冲成杯状，再将试样置于0.1mol/LHCl水溶液和5％NaCl水溶液中浸泡360小时，观察并记录试样的破裂个数，计算每种材料在相应充氢环境下的临界拉深比LDR_HIC。

表1中列出了实施例钢的钢种和化学成分，表2～表5分别列出了实施例钢的氢致延迟断裂试验条件和试验结果。

表1实施例钢的钢种和化学成分

表2实施例1的氢致延迟断裂试验条件和试验结果

由表2数据可知：

实施例1中，(D'₀)₃＝80.00mm时，该组中3个试样破裂，3个试样未破裂。

(D₀)_max＝(D'₀)₃＝80.00mm

表3实施例2的氢致延迟断裂试验条件和试验结果

由表3数据可知：

实施例2中，(D”₀)₃＝73.75mm，X＝2；

(D”₀)₄＝75.00mm，Y＝5，Z＝1。

表4实施例3的氢致延迟断裂试验条件和试验结果

由表4数据可知：

实施例3中，(D'₀)₃＝72.50mm时，该组中4个试样破裂，4个试样未破裂。

(D₀)_max＝(D'₀)₃＝72.50mm

表5实施例4的氢致延迟断裂试验条件和试验结果

由表5数据可知：

实施例4中，(D”₀)₂＝88.75mm，X＝3；

(D”₀)₃＝90.00mm，Y＝6，Z＝2。

传统的慢应变速率拉伸、恒载荷和U型弯梁等延迟断裂试验均为单向应力或平面双向应力试验，而很多超高强钢汽车零部件的实际成形过程往往较为复杂，成形件受多向复杂应力，因此采用上述评价方法不能很好的评价材料的抗氢致延迟断裂性能。拉深工艺是一种重要的汽车零部件成形工艺，其成形件应力分布复杂。本发明基于拉深成形工艺，将超高强汽车钢板冲成杯形试样，再在充氢介质中浸泡，能够更好地模拟汽车零部件的实际复杂成形过程及其在服役条件下的氢致延迟断裂行为，从而更加真实、准确、有效地评价材料的抗氢致延迟断裂性能。

传统的慢应变速率拉伸、恒载荷等延迟断裂试验方法需采用专用的应力腐蚀试验机进行边充氢边加载，试验操作复杂，试验周期长，对设备要求较高。本发明中采用钢厂和汽车厂应用较为普遍的成形试验机对试样进行拉深成形，再以充氢介质浸泡的方式模拟服役环境，试验设备较为常见，操作简单、快速、高效，便于在汽车行业进行广泛推广和应用。

慢应变速率拉伸、恒载荷等延迟断裂试验方法往往需要采用电化学方式进行充氢，充氢过程控制难度较大，充氢条件较为严酷，与实际汽车零部件实际服役工况相差较大。本发明中采用浸泡充氢方式，充氢过程操作简单，不受电化学工作站限制，可同步开展多组试验，且充氢条件更接近于汽车零部件实际服役工况。

本发明提出以材料临界拉深比LDR_HIC作为指标，可以更加精确、量化地评价材料抗氢致延迟断裂性能，从而为钢铁企业进行超高强度汽车用钢产品开发和优化提供理论依据，为汽车制造企业进行材料认证、车身材料优化、车身零部件结构优化等方面提供有效应用指导，从一定程度上解决超高强汽车用钢在开发和使用过程中的问题，推动其在汽车产业上的进一步应用，对提升汽车的使用安全性、实现汽车轻量化和节能减排都有着积极的作用。

本发明提供了一种满足复杂应力条件、操作简便且指标量化的超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，可对汽车和钢铁企业提供有效应用指导，从一定程度上解决超高强汽车用钢在开发和使用过程中的问题，推动其在汽车产业上的进一步应用，为提升汽车的使用安全性、实现汽车轻量化和节能减排发挥积极作用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)采用直径逐级改变的圆片状试样，相邻两级试样的直径级差为1.25mm，各级试样直径为(d_p+1.25t)mm，其中：d_p为拉深成形凸模直径，单位mm；t为直径级别数，t≥1，且t为整数，各级试样的直径偏差不得大于0.05mm；

2)对不同直径的圆片状试样进行拉深成形，获得不同拉深比的杯状试样，拉深比：试样直径与拉深成形凸模直径的比值；直径相同的试样为一组，每组需获得相同数量的有效杯状试样，每组有效杯状试样数量为n，n≥6，且n为偶数；

3)对各组杯状试样进行表面清洁；

4)在拉深成形后7日内，将各组杯状试样置于充氢介质中浸泡至上限时间，240～960小时作为浸泡上限时间；

5)采用肉眼或5-10倍放大镜观察并记录浸泡至上限时间后各组n个试样中破裂试样个数和未破裂试样个数，将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，在下述任一情况下结束试验：

①某一组试样中，

个试样破裂，

个试样未破裂；

②当某一组试样中，破裂试样个数小于

而直径增大一级后，破裂试样个数等于或大于

③在经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径的一组试样中，浸泡至上限时间后，破裂试样个数小于

④当试样取最小直径(d_p+1.25)mm时，该组中破裂试样个数大于

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；

6)评价方法中涉及到的符号、名称和单位如下：

n：相同直径的一组试样数量，n≥6，且n为偶数；

d_p：凸模直径，单位mm；

D₀：试样直径，单位mm；

ΔD₀：相邻两级试样直径的尺寸级差，其值为1.25，单位mm；

(D₀)_max：经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_max：经拉深成形后获得n个有效杯状试样所允许采用的最大试样直径，单位mm；

(D_p)_min：试样最小直径，即(d_p+1.25)，单位mm；

(D'₀)_i：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

个时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数小于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

(D”₀)_i+1：相同直径的一组试样中，破裂的试样个数等于或大于

时，该组的试样直径，单位mm；角标i表示试样直径序号；

X：当D₀＝(D”₀)_i时，一组试样中破裂的试样个数，

Y：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中破裂的试样个数，

Z：当D₀＝(D”₀)_i+1时，一组试样中未破裂的试样个数，

M：当

且该组中破裂试样个数大于

时，该组中破裂的试样个数，

≤M≤n；

K：当D₀＝(D_p)_min，且该组中破裂试样个数大于

时，该组中未破裂的试样个数，

LDR_HIC：临界拉深比；

7)确定经拉深成形和充氢介质浸泡至上限时间后，试样不发生破裂所允许采用的最大试样直径(D₀)_max，按浸泡至上限时间后破裂与未破裂试样个数，分下述三种情况：

①当试样直径D₀＝(D'₀)_i时，该组中

个试样破裂，

个试样未破裂，此时：

(D₀)_max＝(D'₀)_i

②当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中破裂试样个数

而直径增大一级后，即当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中破裂试样个数

此时：

③当试样直径D₀＝(D_p)_max时，该组中破裂试样个数小于

此时：

(D₀)_max＝(D_p)_max

④当试样取最小直径D₀＝(D_p)_min时，该组中破裂试样个数

此时：

8)计算材料临界拉深比LDR_HIC，计算结果保留2位小数；

9)以LDR_HIC作为材料抗氢致延迟断裂性能的评价指标，LDR_HIC越大，材料的抗氢致延迟断裂性能越强，材料越不容易发生氢致延迟断裂。

2.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤1)圆片状试样加工方式应确保不对试样组织性能构成显著影响，加工完的试样应确保边缘光滑无毛刺。

3.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤2)采用具有凸模和凹模的专用成形试验机对不同直径的圆片状试样进行拉深成形，拉深成形模具、试验条件、试验装置与试验机、试验程序和操作方法应满足国家标准GB/T 15825.3-2008中4.3、4.4、4.5、4.6.1～4.6.5的技术要求；拉深成形后，若试样杯体出现裂纹或褶皱，或杯体形状明显不对称，两个对向凸耳的峰高之差大于2mm，则试样被视为无效试样；试样杯体无裂纹和褶皱，且杯体形状对称，则试样为有效试样。

4.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤3)采用无水乙醇和丙酮对不同拉深比的杯状试样进行表面清洁，以去除油污等。

5.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤4)充氢介质采用0.1mol/L～0.3mol/L的HCl水溶液，或依据GB/T 39039-2020选取充氢介质；若有特殊需求，也可根据实际服役条件，选取其他充氢介质；试验溶液量与试样表面积之比不小于3mL/cm²，并保证试样完全浸没在溶液中且相互不接触；试验过程中应定期检测充氢溶液pH值，及时更新溶液，保证充氢介质浓度稳定。

6.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤7)②计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性比例关系为假设基础建立的；

当试样直径D₀＝(D”₀)_i时，该组中n个试样均未破裂，而当试样直径D₀＝(D”₀)_i+1时，该组中n个试样全部破裂，则假设试样直径取(D”₀)_i与(D”₀)_i+1的算术平均值时，破裂与不破裂的概率相等，即：

而对于非上述之情况，假设破裂试样个数与试样直径的变化呈比例关系，则利用拉格朗日外推插值法可得：

一组中n个试样均不产生破裂时的最大直径为：

一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

7.根据权利要求1所述的一种超高强度汽车钢板抗氢致延迟断裂性能评价方法，其特征在于，所述步骤7)④计算公式是以破裂试样个数与试样直径呈线性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d_p，一组中n个试样均不产生破裂时的直径为：

利用拉格朗日外推插值法可得一组中n个试样全部产生破裂时的最小直径为：

则：

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