《汽車用薄鋼板第1部分：抗氫致延遲斷裂性能評價 拉深成形法》編制說明

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

根據(jù)中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會［2021］199號文件“關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《汽車用

薄鋼板第1部分：抗氫致延遲斷裂性能評價拉深成形法》的立項公告”所下達(dá)的中國材料

與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃，《汽車用薄鋼板第1部分：抗氫致延遲斷裂性能評價拉深成

形法》標(biāo)準(zhǔn)列入中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃，標(biāo)準(zhǔn)立項編號為CSTMLX9900

00790—2021。該標(biāo)準(zhǔn)由鞍鋼股份有限公司、中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司、中

關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、北京科技大學(xué)、中汽研汽車檢

驗中心（天津）有限公司等單位起草。計劃于2021年完成審定，本標(biāo)準(zhǔn)由中國材料與試驗

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會CSTM/FC99綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會歸口。

2.標(biāo)準(zhǔn)起草過程

2020年1月，調(diào)研國內(nèi)外汽車用薄鋼板抗氫致延遲斷裂性能評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)、技術(shù)

資料。

2020年2月-2020年8月針對抗拉強度不低于1000MPa級別的不同牌號的汽車用薄鋼板

開展標(biāo)準(zhǔn)化驗證試驗。

2020年9月-2021年8月通過分析總結(jié)，撰寫《超高強度汽車鋼板抗氫致延遲斷裂性能

評價方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)草案。

2021年8月，中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會綜合標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域委員會在北京組織召開了《超

高強度汽車鋼板抗氫致延遲斷裂性能評價方法》線上團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項審查會。會議成立了由7

位專家組成的審查組，對標(biāo)準(zhǔn)立項建議書、標(biāo)準(zhǔn)草案及編制說明進(jìn)行審查，將該標(biāo)準(zhǔn)納入汽

車用薄鋼板系列試驗方法標(biāo)準(zhǔn)，題目修改成《汽車用薄鋼板第1部分：抗氫致延遲斷裂性能

評價拉深成形法》。

2021年9月收到中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會下發(fā)的“關(guān)于CSTM標(biāo)準(zhǔn)《汽車用薄鋼

板第1部分：抗氫致延遲斷裂性能評價拉深成形法》的立項公告”（材試標(biāo)字[2021]199號）。

2021年10月，由中國材料與試驗團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會秘書處將標(biāo)準(zhǔn)征詢意見稿及編制說明

發(fā)送到兄弟企業(yè)、高校、科研機構(gòu)，收集X家修改意見X條。

2022年2月召開標(biāo)準(zhǔn)審定會，會上專家代表提出修改建議X條，修改完善后形成標(biāo)準(zhǔn)報

9

批稿。

3.編制和協(xié)作單位

編制單位：鞍鋼股份有限公司

協(xié)作單位：中汽研（天津）汽車工程研究院有限公司、中關(guān)村材料試驗技術(shù)聯(lián)盟、鋼研

納克檢測技術(shù)股份有限公司、北京科技大學(xué)、武漢鋼鐵有限公司、中國第一汽車集團(tuán)有限公

司、奇瑞汽車股份有限公司、泛亞汽車技術(shù)中心有限公司、北京交通大學(xué)、上海大學(xué)、中汽

研汽車檢驗中心（天津）有限公司

4.主要起草人及其所承擔(dān)的工作簡要說明

張南：項目總負(fù)責(zé)，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草、制定驗證試驗計劃。

劉仁東、林利：提出標(biāo)準(zhǔn)評價指標(biāo)臨界拉深比的計算方法。

張瑞坤、丁庶煒、徐鑫、郭金宇：負(fù)責(zé)開展標(biāo)準(zhǔn)驗證試驗。

孟憲明、王麗敏、王蓬：負(fù)責(zé)項目協(xié)調(diào)。

陸曉鋒、蘇洪英、李蕭彤、胡智評、王科強、徐榮杰、孟靜竹：負(fù)責(zé)開展標(biāo)準(zhǔn)驗證試驗。

張賽、王存宇、李金許、沈克、高怡斐、宋偉佳、李軍、王彩梅、惠衛(wèi)軍、史文、祝鐵

柱、張松闖、王焰孟：負(fù)責(zé)項目協(xié)調(diào)。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格遵守《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)法》及其《實施細(xì)則》、GB/T1.1-2009《標(biāo)準(zhǔn)化

工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》的要求，本著目標(biāo)性、統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性、適用性、

一致性和規(guī)范性相結(jié)合，兼顧科學(xué)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和合理性的原則進(jìn)行起草，便于在汽

車企業(yè)和鋼鐵企業(yè)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，可從一定程度上解決汽車用薄鋼板在開發(fā)和使用過程中

的問題，具有一定的經(jīng)濟(jì)性和社會效益。

本部分規(guī)定了采用拉深成形法進(jìn)行汽車用薄鋼板抗氫致延遲斷裂性能評價的試驗方法，

規(guī)定了試驗方法的原理、術(shù)語和定義、符號名稱和單位、試樣、拉深成形、充氫、試驗步驟、

結(jié)果的評定和試驗報告等方面內(nèi)容，主要適用于采用冷成型工藝且抗拉強度不低于1000MPa

的各類汽車用薄鋼板，也可推廣應(yīng)用于其他強度級別的汽車用薄鋼板，鋼板厚度為

0.45mm~2.50mm，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商，可適當(dāng)擴大板厚適用范圍。

三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

1、本部分規(guī)定了采用拉深成形法進(jìn)行汽車用薄鋼板抗氫致延遲斷裂性能評價的試驗方

10

法，規(guī)定了試驗方法的原理、術(shù)語和定義、符號名稱和單位、試樣、拉深成形、充氫、試驗

步驟、結(jié)果的評定和試驗報告等方面內(nèi)容。本部分主要適用于采用冷成型工藝且抗拉強度不

低于1000MPa的各類汽車用薄鋼板，也可推廣應(yīng)用于其他強度級別的汽車用薄鋼板，鋼板厚

度為0.45mm~2.50mm，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商，可適當(dāng)擴大板厚適用范圍。

2、本部分規(guī)范性引用文件主要包括：GB/T15825.3－2008、GB/T15825.2－2008。

3、本部分采用具有凸模和凹模的成形試驗機，對一定直徑的圓片狀汽車用薄鋼板試樣進(jìn)

行拉深成形，將試樣沖成一定拉深比的杯狀試樣，再將其置于充氫介質(zhì)中浸泡。部分試樣由

于受應(yīng)力和氫環(huán)境的共同作用，會發(fā)生氫致延遲斷裂現(xiàn)象，在杯體出現(xiàn)裂紋。將試樣浸泡至

指定時間，觀察并記錄試樣的破裂情況。計算經(jīng)拉深成形和充氫介質(zhì)浸泡至上限時間后，試

樣不發(fā)生破裂所允許采用的最大試樣直徑，將其與凸模直徑的比值——臨界拉深比，作為評

價指標(biāo)，以此來確定材料是否適合所推薦的用途，或評估材料在服役條件下發(fā)生氫致延遲斷

裂的危險性。

4、本部分規(guī)定了氫致延遲斷裂、充氫、充氫上限時間、臨界拉深比等術(shù)語和定義，以及

涉及的符號、名稱和單位。

5、本部分規(guī)定了試樣的形狀和尺寸、試樣加工、拉深成形試樣要求和表面處理方式。

6、本部分規(guī)定了對拉深成形方法、模具、試驗條件、試驗裝置與試驗機的要求。

7、本部分規(guī)定了充氫條件，包括充氫介質(zhì)種類、充氫介質(zhì)濃度、充氫介質(zhì)量、充氫上限

時間、試驗溫度以及充氫過程中試樣的擺放要求等。

8、本部分規(guī)定了具體試驗步驟，主要包括：按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定準(zhǔn)備試驗?zāi)＞撸瑢δ＞摺?/p>

試驗裝置和試驗機進(jìn)行清洗、檢查和潤滑，選擇壓邊力，對試樣進(jìn)行拉深成形，確保成形后

試樣杯體無裂紋、無褶皺且形狀對稱，將成形后的試樣進(jìn)行表面清潔后置于充氫介質(zhì)中進(jìn)行

浸泡。采用逐級增大試樣直徑的方法測定經(jīng)拉深成形和充氫介質(zhì)浸泡至充氫上限時間后試樣

杯體不產(chǎn)生裂紋所允許使用的最大試樣直徑，每組試樣必須進(jìn)行6次有效重復(fù)試驗，

DHmax

記錄各組中破裂與未破裂試樣的個數(shù)。在下述任一情況下結(jié)束試驗：

a)某一組試樣中，3個試樣破裂，3個試樣未破裂；

b)當(dāng)某一組試樣中，破裂試樣個數(shù)小于3，而直徑增大一級后，破裂試樣個數(shù)等于或大

于4；

c)當(dāng)試樣取最大試樣直徑時，該組中破裂試樣個數(shù)小于3；

D0max

11

d)當(dāng)試樣取最小試樣直徑時，該組中破裂試樣個數(shù)大于3。

D0min

9、本部分規(guī)定了試驗結(jié)果計算方法，主要包括經(jīng)拉深成形和充氫介質(zhì)浸泡至上限時間后，

試樣不發(fā)生破裂所允許采用的最大試樣直徑和臨界拉深比的計算方法。

DHmaxLDRHIC

10、本部分規(guī)定了試驗報告的內(nèi)容，主要包括試驗材料的產(chǎn)品類型、牌號、厚度規(guī)格和

狀態(tài)、試驗方法、拉深成形試驗機型號和凸模直徑、充氫介質(zhì)種類、充氫介質(zhì)濃度、充氫上

限時間、環(huán)境溫度、試驗記錄、的計算確定和的計算確定等。

DHmaxLDRHIC

四、主要試驗（或驗證）情況

本部分在制定過程中主要針對QP1180鋼（1.6mm、1.2mm）、DP1180鋼（厚度1.2mm），

采用不同的拉深比和0.1mol/LHCl水溶液充氫介質(zhì)開展了驗證試驗。具體如下：

1、試驗方法

將試驗用QP1180、DP1180鋼板加工成不同直徑的圓片狀試樣，用砂紙對試樣邊緣進(jìn)行打

磨，保證試樣圓邊光滑無毛刺。采用萬能板材成型試驗機對試樣進(jìn)行不同拉深比的拉深成形，

將試樣沖成杯狀，再用丙酮和無水乙醇對試樣進(jìn)行表面清潔。將不同拉深比的試樣置于充氫

介質(zhì)中浸泡至充氫上限時間，部分試樣由于受應(yīng)力和氫環(huán)境的共同作用，會發(fā)生氫致延遲斷

裂現(xiàn)象，在杯體出現(xiàn)裂紋。采用逐級增大試樣直徑的方法測定經(jīng)拉深成形和充氫介質(zhì)浸泡至

充氫上限時間后試樣杯體不產(chǎn)生裂紋所允許使用的最大試樣直徑，每組試樣進(jìn)行6次

DHmax

有效重復(fù)試驗，記錄各組中破裂與未破裂試樣的個數(shù)。在下述任一情況下結(jié)束試驗：

a)某一組試樣中，3個試樣破裂，3個試樣未破裂；

b)當(dāng)某一組試樣中，破裂試樣個數(shù)小于3，而直徑增大一級后，破裂試樣個數(shù)等于或大

于4；

c)當(dāng)試樣取最大試樣直徑時，該組中破裂試樣個數(shù)小于3；

D0max

d)當(dāng)試樣取最小試樣直徑時，該組中破裂試樣個數(shù)大于3。

D0min

計算經(jīng)拉深成形和充氫介質(zhì)浸泡至上限時間后，試樣不發(fā)生破裂所允許采用的最大試樣

直徑和臨界拉深比。試驗方法原理圖如圖1。

DHmaxLDRHIC

12

圖1試驗方法原理圖

2、試驗條件

（1）拉深成形試驗機：SP225萬能板材成形試驗機（如圖2）

（2）拉深成形凸模直徑：50.00mm

（3）充氫介質(zhì)：0.1mol/LHCl水溶液

（4）充氫上限時間：360小時

（5）環(huán)境溫度：26℃±2℃

圖2SP225萬能板材成形試驗機

3、試樣

（1）產(chǎn)品類型：冷軋汽車板

（2）牌號和規(guī)格：QP1180(1.6mm、1.2mm)、DP1180（1.2mm）

（3）初始試樣形狀和尺寸：圓片狀試樣。

4、試驗結(jié)果

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（1）DP1180鋼（1.2mm）試驗結(jié)果

表1DP1180鋼（1.2mm）試驗結(jié)果

試樣直徑序浸泡上限試樣直徑凸模直徑破裂的試樣

充氫介質(zhì)未破裂的試樣個數(shù)

號n時間/hD0/mmdp/mm個數(shù)

177.5050.0006

0.1mol/LHCl

2水溶液36078.7550.0024

380.0050.0033

由表1數(shù)據(jù)可知：

'時，該組中個試樣破裂，個試樣未破裂。

D0380.00mm33

'

DHmaxD0380.00mm

DHmax80.00

LDRHIC1.60

dp50.00

圖經(jīng)水溶液浸泡小時后直徑的鋼試樣實物圖

30.1mol/LHCl360D0380.00mmDP1180

14

（2）QP1180鋼（1.2mm）試驗結(jié)果

表2QP1180鋼（1.2mm）試驗結(jié)果

浸泡上限時試樣直徑凸模直徑破裂的試樣未破裂的試樣

試樣直徑序號n充氫介質(zhì)

間/hD0/mmdp/mm個數(shù)個數(shù)

171.2550.006

20.1mol/L72.5050.006

360

HCl水溶液

373.7550.024

475.0050.051

由表2數(shù)據(jù)可知：

''，；

D0373.75mmX2

''，，。

D0475.00mmY5Z1

11.251.25

DHmax73.75275.00174.17mm

25252

DHmax74.17

LDRHIC1.48

dp50.00

圖經(jīng)水溶液浸泡小時后直徑的鋼試樣實物圖

40.1mol/LHCl360D0475.00mmQP1180

15

（3）QP1180鋼（1.6mm）試驗結(jié)果

表3QP1180鋼（1.6mm）試驗結(jié)果

浸泡上限時試樣直徑凸模直徑破裂的試樣未破裂的試樣

試樣直徑序號n充氫介質(zhì)

間/hD0/mmdp/mm個數(shù)個數(shù)

170.0050.008

0.1mol/L

236071.2550.026

HCl水溶液