CN103890215A - 具有优越可焊性的高锰钢以及由其制造热浸镀锌钢板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有优越可焊性的高锰钢，以及以所述高锰钢制造热浸镀锌钢板的方法。根据本发明的一个方面的高锰钢的特征在于，其以重量％计含有：C：0.3-1％、Mn：8-25％、Al：1-8％、Si：0.1-3.0％、Ti：0.01-0.2％、Sn：0.06-0.2％、B：0.0005-0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明可以提供一种高锰热浸镀锌钢板，其具有高强度和可加工性以及优越的表面品质，可避免由锰导致的镀层失效。

Description

具有优越可焊性的高锰钢以及由其制造热浸镀锌钢板的方法

技术领域

本公开内容涉及一种具有优越镀层粘附性的高锰钢以及由其制造热浸镀锌钢板的方法，更具体而言，涉及一种高锰钢，其具有优越的镀层粘附性以及高延展性和高强度，所述高锰钢用于车辆主体和结构元件，并通过使用所述高锰钢在热浸镀锌过程中使其表面形成的氧化膜最小化而阻止镀层失效；以及涉及由所述高锰钢制造热浸镀锌钢板的方法。

背景技术

由于车辆变轻导致的燃料效率和稳定性的增加，需求高强度的车辆本体和结构材料，因而开发出了许多种类的用于车辆的高强度钢。然而，由于高强度会降低大多数钢板的延展性，因而许多类型的钢板在将其加工制成部件时具有很多限制。为了解决由于钢板的高强度导致的延展性降低的问题，已进行了许多研究，研究的结果是，提出了基于奥氏体的高锰钢(参见JP1992-259325、WO93/013233、WO99/001585、WO02/101109等)，所述钢中含有5至35重量％的锰，以便在钢铁的塑性变形期间引起孪晶边界(twin boundary)缺陷变形，从而显著地增加延展性。

然而，所述高锰钢的问题在于，热浸镀锌钢的镀层粘附性会相对较差。即，由于钢板的热浸镀锌会增加耐腐蚀性、可焊性和涂料的可涂覆性，因此大部分用于汽车的钢板是热浸镀锌的。那么，使用高锰钢作为镀锌材料的热浸镀锌钢板在含有氢的氮气气氛中退火，以便确保所需的材料品质和表面活性(降低)。对于作为镀锌材料的基质铁(Fe)而言，所述气氛是还原性气氛；但是对于高锰钢中易于氧化的元素，例如锰(Mn)、硅(Si)、铝(Al)等，所述气氛起到氧化气氛的作用。因此，当含有大量的Al、Si等以及Mn的高锰钢在所述气氛中退火重结晶时，合金元素选择性地被该气氛中所含的痕量的水或氧气所氧化，从而在基质材料(待被镀锌)的表面形成Mn、Al、Si表面氧化层。因此，当含有大量的Al、Si等的高锰钢被用作镀锌材料时，由于在退火过程——其为预涂布过程——中形成表面氧化物，会发生镀层失效，或甚至在形成镀锌层的情况下，该镀锌层也可能在加工过程中分层。

迄今，在关于阻止高锰钢和热浸镀锌钢板的镀层失效的公知技术方面，提供了1)一种电镀法，其中添加硅(Si)从而在表面上形成薄的Si氧化膜，从而抑制Mn氧化物的形成(第2007-0067950号韩国专利申请公开)；2)一种方法，其中以物理气相沉积法(PVD)沉积50nm至1000nm的铝层，随后退火，从而防止Mn氧化物的形成(第2007-0107138号韩国专利申请公开)，等等。

然而，在方法1的情况下，由于Si比Mn具有更高的氧化电势而形成稳定的薄膜型氧化物，因此无法改良与熔融锌的可沾性(wettability)。并且，由于方法2需要进行真空沉积过程之后进行用于镀锌的退火过程，因此待被镀锌的材料Al易于氧化，并且由于退火气氛中含有的水或氧气，沉积的Al形成可沾性差的氧化物，因此方法2可能会使可镀锌性变差。

如上文所述，在现有的公知技术中，当含有大量Mn的高锰钢被用作电镀材料时，由于在退火过程中形成的厚Mn、Al、Si氧化物或其复合氧化物导致镀层失效，或形成镀锌层时，所述镀锌层仅仅覆盖薄的氧化物层而在电镀层与铁之间的界面没有界面间抑制层，镀层会分层，在加工过程中镀锌层可能会与基质铁分离。

发明内容

技术问题

本公开内容的一个方面是提供一种具有优越镀层粘附性的高锰钢，其在满足高强度和高延展性需求的同时防止镀层失效。

本公开内容的另一个方面提供一种由上述高锰钢制造热浸镀锌钢板的方法，其中抑制了镀层失效。

技术方案

根据本公开内容的一个方面，一种高锰钢可包括，以重量％计：C：0.3-1％；Mn：8-25％；Al：1-8％；Si：0.1-3.0％；Ti：0.01-0.2％；Sn：0.06-0.2％；以及B：0.0005-0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质。

所述高锰钢还可含有Ni：0.01-2％和Cr：0.01-2.0％中的至少一种。

根据本公开内容的另一个方面，提供一种制造热浸镀锌钢板的方法，所述方法可包括：制造一种钢板，其组成包括，以重量％计：C：0.3-1％；Mn：8-25％；Al：1-8％；Si：0.1-3.0％；Ti：0.01-0.2％；Sn：0.06-0.2％；以及B：0.0005-0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质；将该钢板在露点温度(dew point temperature)为-30℃至-60℃，且退火温度为750℃至850℃的条件下退火；在480℃至520℃的浸镀温度下，将该退火的钢板浸在热浸镀锌浴中，所述热浸镀锌浴包括Al：0.2-0.25重量％。

所述高锰钢还可含有Ni：0.01-2重量％和Cr：0.01-2.0重量％中的至少一种。

有益效果

如上文所述，根据本公开内容的示例性实施方案，通过用合金元素——例如大量的Mn、Al和Si——阻止镀层失效的发生，可提供具有优越表面品质以及高强度和高可加工性的高锰钢及热浸镀锌钢板。

最佳实施方式

在下文中，将详细说明本公开内容的实施方案。

发明者们发现，为了获得具有优越的机械性能同时防止出现镀层失效的高锰钢，除了高含量的锰之外，组分C、Al、Si、Ti、Sn、B等需要被控制在合适的范围内，从而完成了本发明。

就是说，发明者们由研究中证实，退火氧化物的形成不仅被退火过程中的还原性气氛(严格地讲，对于合金元素而言为氧化性气氛)所抑制，而且退火氧化物导致的镀层失效的发生没有被阻止，从而通过添加可以防止镀层失效发生的元素，并且设定所述元素的含量使其与为了使得高锰钢展现出强度和延展性而添加的其他元素协同，可以获得具有优越镀层粘附性以及优越的强度和延展性的高锰钢，从而开发出本发明的钢材。

也就是说，本公开内容的特征在于如下所示控制高锰钢的组成，更具体而言，控制C、Mn、Si、Ti、Sn、B等的组成。

在下文中，将说明选择基质钢板的组分以及限定其范围的原因。应注意，除非另有说明，各组分的含量以重量百分数(重量％)表示。

C：0.3-1％

碳(C)是有助于奥氏体稳定性的组分，增加其加入量是有利的，且优选以0.3％以上的量添加，以获得所述添加效果。然而，当C的加入量超过1％时，因为滑移过程导致变形性的转变，奥氏体相的稳定性极大增加从而降低了可加工性。因此，C的上限优选地限定为1％。

Mn：8-25％

Mn是高锰钢中的一种基本元素，其显著地增加延展性同时增加强度，这是因为，当钢材由于奥氏体相的稳定性而塑性变形时，其会引起孪晶的形成。为获得所述效果，有利的是，Mn的添加量至少为8％。然而，当Mn的添加量超过25％时，高温延展性会降低，从而在铸造过程中产生破裂，在热轧的再加热过程中迅速发生高温氧化，从而劣化产品的表面品质，在热浸镀锌之前的退火过程中发生表面氧化(选择性氧化)，从而劣化电镀性能，并且由于大量的Mn而增加了生产成本。因此，Mn的添加量限定为25％以下。

Al：1-8％

虽然Al通常作为脱氧剂(deoxidizer)添加，在本公开内容中添加Al以防止延迟断裂(delayed fracture)。Al是一种稳定铁素体相的组分，但增加钢材滑移面的堆垛层错能(stacking fault energy)而抑制ε–马氏体相的形成，从而提高延展性和耐延迟断裂性。此外，即便Mn的添加量低时，由于Al抑制ε–马氏体相的形成，Al有助于将Mn的添加量最小化。为了在高锰钢中展示所述效果，Al优选地以1％以上的量加入。然而，当Al的添加量超过8％时，Al抑制孪晶的形成，降低延展性并劣化连续铸造中的可铸造性，并且由于Al是一种易氧化的元素，Al在热浸镀锌之前的退火过程中被表面氧化，从而劣化对熔融锌的可沾性。因此，Al的上限被限定为8％以下。

Si：0.1-3.0％

当硅(Si)单独添加时，Si在热浸镀锌之前的退火过程中被表面饱和，形成致密的薄膜型Si氧化物而劣化镀锌性能，因此优选不添加Si。然而，当Si与Mn一同加入时，薄膜型Si氧化物被Mn所抑制并转变为颗粒型Si氧化物，并且Mn氧化膜的厚度也降低了。为了达到上述效果，Si的合适加入量为与Mn的添加量之比在1/5倍以下(Si/Mn≤0.2)，并且当Si的添加量超过这个范围时，会形成薄膜型的Si氧化物和Mn氧化物，从而在热浸镀锌过程中的可沾性下降，导致镀层失效和镀层分层。因此，不优选过量加入Si。然而，当Si的加入量为3％以上时，高锰钢的延展性迅速下降。因此，Si的上限被限定为3％以下。并且，当Si的添加量低于0.1％时，强度改进的效果低。因此，Si的下限被限定为0.1％以上。

Ti：0.01-0.2％

钛(Ti)在柱状晶粒间界处固溶(solid-solutioned)，增加Al-饱和的低熔点化合物的熔化温度，从而阻止液相薄膜在不高于1,300℃的温度下形成，并且与氮具有高的亲和力，因而起到氮化铝(AlN)——其为粗糙态的柱状晶粒间界脆性的一个原因——沉淀核心的作用，从而强化柱状晶粒间界。然而，当Ti的添加量低于0.01％时，不存在该作用，并且当Ti的添加量超过0.2％时，过量的Ti在晶粒间界偏析，导致晶粒间界脆化。因此，Ti的添加量被限定于0.01至0.2％。

Sn：0.06-0.2％

由于锡(Sn)是一种惰性元素(noble element)并且在高温下本身也不形成薄的氧化物膜，因此Sn在热浸镀锌之前的退火过程中沉淀在基质的表面上，从而抑制助氧化元素如Al、Si、Mn等扩散到表面并形成氧化物，从而改善镀锌性能。然而，当Sn的添加量低于0.06％时，该效果不明显，并且增加Sn的添加量会抑制选择性氧化物生成；而当Sn的添加量超过0.2％时，添加的Sn导致热脆性(hot shortness)而劣化热加工性。因此，Sn的上限被限定为0.2％以下。

B：0.0005-0.01％

硼(B)在1000℃或更高的温度下在柱状晶粒间界固溶，抑制空位(vacancy)的形成和移动，从而强化柱状晶粒间界。然而，当B的添加量低于0.0005％，该效果不存在；而当其添加量超过0.01％，B产生大量的碳化物和氮化物，起到氮化铝沉淀核心的作用，从而有助于粗糙的氮化铝沉积，使晶粒间界变脆。并且，在镀锌性能的方面，当B的添加量为0.01％以上时，在镀锌之前的退火中，通过晶粒间界饱和与氧化而形成氧化硼。因此，B的添加量限定为0.0005-0.01％。

除了上述有用组成元素之外，在钢材生产中会不可避免地混入杂质。在本公开内容中，所述不可避免的杂质的混入并无限制，并且代表性的杂质，例如磷(P)和硫(S)可以以下述含量范围存在。

P，S：各自不超过0.03％

通常，P和S是在钢材生产中不可避免地包括的元素，因此P和S各自的可接受范围被限定为0.03％或更少。具体而言，由于P偏析而降低钢材的可加工性，而S形成粗糙的硫化锰而产生例如法兰裂缝(flangecrack)的缺陷并且减少扩孔(hole expansion)，因此尽可能地减少P和S的加入量。

除了上述组成之外，更优选的是如下所示控制Ni和Cr组分。可以添加Ni和Cr中的至少一种。

Ni：0.01-2％

由于镍(Ni)在材料的一个方面增加奥氏体相的稳定度，Ni抑制α'马氏体相的形成。因此，由于Ni甚至在室温下促进具有奥氏体相的高锰钢中孪晶的形成，因此Ni在钢材的处理中有助于强度的增加和延展性的增加。并且，由于Ni在镀锌方面是一种惰性元素，Ni在高温下不会自发氧化，而是沉积在钢材的表面而抑制易氧化元素如Al、Mn、Si等的表面扩散，因此Ni降低表面氧化物的厚度并导致组成变化，从而展现出与熔融锌的优越可沾性。虽然Ni的添加量应当为至少0.01％或更高以便获得所述效果，但增加Ni的添加量会大幅引起沿着晶界的内部氧化，从而在热轧过程中导致裂纹，同时也增加生产成本。因此，Ni的上限被限定为2％。

Cr：0.01-2.0％

铬(Cr)在空气中形成钝化膜，以抑制例如Si的腐蚀，并防止钢在高温热轧中脱碳，在钢板表面抑制α'马氏体的形成，从而增加钢的成型性。因此，优选Cr的添加量不低于0.01％。然而，当Cr——其为铁素体稳定元素——的添加量增加至2％以上时，会促进α'马氏体相的形成，而降低钢材的延展性。并且，在镀锌方面，当加入Cr时，在表面之下直接形成的Cr氧化物防止镀锌性能差的Mn、Si和Al在表面饱和和氧化，从而提高镀锌性能，但是当Cr的添加量大时，形成主要成分为Cr氧化物的厚的复合氧化物膜，劣化了与熔融锌的可沾性，导致镀层失效或镀层分层。因此，Cr的上限被限定为2％。

本公开内容中记载，通过含有C、Mn、Al、Si、Ti、Sn、B等的组成，可获得优越的镀层粘附性。然而，如上文所述，当添加Ni和Cr中的至少一种时，会进一步改进热浸镀锌钢板的镀层失效和镀层剥离。下文中，将详细说明原因。

发明者们发现了对高锰钢(下文简称为“基体钢”)以及另一种钢的镀锌性能的影响，所述基体钢中含有C：0.65％、Mn：15％、Si：0.6％、Al：2％、Ti：0.1％、B：0.001％、P：0.017％、S：0.0005％，其余基本为Fe；所述另一种钢中，将痕量元素例如Sn、Ni、Cr等添加到基体钢中。

首先，在使用一种其中没有加入惰性元素如Sn、Ti等的基体钢作为镀锌材料进行热浸镀锌而获得的高锰且热浸镀锌钢板的情况中，产生了很多的镀层失效。发明者们研究了在所述基体钢中产生镀层失效的原因，并且证实，在产生镀层失效的部分上形成了厚的Mn氧化物膜或Al氧化物膜。在形成镀锌层的界面部分也发现这样的薄氧化物膜，并且当进行弯曲测试(可加工性测试)时，发生了镀层分层，其中镀层完全地从铁基质上剥离。

这是因为熔融锌与在退火过程中形成的厚膜型Mn或Al氧化物层的可沾性降低而导致镀层失效，或是尽管镀层失效部分被局部镀锌，在镀锌层与铁基质之间的界面没有形成界面抑制层，而是镀锌层简单地覆盖薄氧化物膜的状态。

因此，发明者们进行了研究以解决高锰且热浸镀锌钢板的镀层失效和镀层分层的问题，并且发现，通过在高锰钢的基体钢组成中加入0.06-0.2％的Sn，将该高锰钢退火之后热浸镀锌，可以生产没有镀层失效且不会发生镀层分层的高锰热浸镀锌钢板。这是因为，由于加入了Sn，表面(退火)氧化物的组成或厚度被极大改变。也即，由于Sn是一种惰性元素，Sn在高温退火下并不氧化，而是沉积在钢板的表面，抑制铁基质中易于氧化的元素例如Al、Mn、Si等的表面扩散，从而降低了表面氧化物的厚度并且改变了表面氧化物的组成，应理解Sn展现出与熔融锌优越的可沾性。

因此，优选的是Sn-饱和层在退火过程中在待被镀锌的材料表面形成薄膜。也即，当Sn的添加量低于0.06％时，不能均匀地形成Sn饱和层，因此难以抑制氧化性元素例如Al、Mn、Si等的表面扩散，从而所述元素扩散到表面形成Al和Mn氧化膜(Al-O、Mn-O)，因此与熔融锌的可沾性变差，导致镀层失效。

相反，当Sn的添加量为0.06％以上时，在退火过程中均匀地形成Sn-饱和层，以抑制易于氧化性元素例如Al、Mn、Si等的表面扩散，将表面氧化物的厚度降低至10nm以下，将氧化物的组成改变为与熔融锌具有较好可沾性的Mn氧化物，因此不会发生镀层失效和镀层分层。

并且，在Ni：0.01-2.0％和Cr：0.01-2.0％中的一个或两个添加到基体钢中时，可以在一般的生产条件下在退火之后的镀锌中制备没有镀层失效且不产生镀层分层的高锰热浸镀锌钢板。

比起单独添加Sn，当结合加入Ni和Cr中的任一个或二者时，该效果更显著，这是因为结合加入Ni和Cr中的任一个或二者时形成更薄的表面氧化物。也即，Ni如Sn一样也是惰性元素，并且沉积在基质的表面上抑制铁基质中Al、Mn、Si等的表面扩散，从而大幅降低表面氧化物的厚度。为了获得上述效果，Ni的添加量应当为至少0.1％或更多，并且在这种情况下，由于与Sn的协同作用，形成极薄的约5nm的表面氧化物，从而热浸镀锌性能更加优越。

特别是当在含有Sn和Ni的高锰钢中加入Cr时，镀锌性能更加优越。由于Cr不是如Sn和Ni一样的惰性元素，当单独向高锰钢中添加Cr时，会形成厚的Al-Cr-Si-Mn-O复合氧化膜，但当与Sn或Sn和Ni一起加入Cr时，直接在铁基质的表面之下形成Cr氧化物(一种内部氧化物)，防止了镀锌性能较差的Mn、Si和Al的表面饱和与氧化，因此表面氧化物膜的厚度降到5nm或更低，在热浸镀锌过程中展现出优越的镀锌性能。

也即，当现有的加入了大量的Al和Si以及Mn的高锰钢在高温下退火之后进行镀锌过程时，形成了具有Al氧化物(Al-O)和Mn氧化物(Mn-O)的双层结构的厚氧化物膜，其与熔融锌的可沾性差，导致加工过程中产生镀层失效和镀层分层；但是在本公开内容的基体钢——其中加入了Sn或在基体钢中单独添加或结合添加Ni和Cr——中，由于形成了与熔融锌具有较好可沾性的Mn氧化物(Mn-O)并且氧化物的厚度逐步降低，因此可以生产一种具有高的锰含量的热浸镀锌钢板，其具有优越的镀锌性能和镀层粘附性。

当具有上述优点的本公开内容的高锰钢进行热浸镀锌时，抑制了Al、Mn和Si氧化物在高锰钢表面的形成，从而增加镀层粘附性，因此可以获得具有优越表面外观的热浸镀锌钢板。当具有上述优点的本公开内容的钢材被热轧或冷轧之后以常规方法进行热浸镀锌时，可以获得具有极佳表面外观的热浸镀锌钢板，但是在下文中将描述一种更优选的获得热浸镀锌钢板的方法。

热浸镀锌过程之前的退火过程的大气露点温度优选设置为-30℃至-60℃，并且重结晶退火温度优选设置为750℃至850℃。当退火过程的大气露点温度超过-30℃时，铁(Fe)基质以及Mn被氧化形成厚的氧化膜，因而发生镀层分层。相反，当大气露点温度低于-60℃，Mn或Si的选择性氧化被抑制，但是仍会容易地发生Al的选择性氧化，其是导致高锰钢镀层失效和镀层分层的主要原因。并且，为了将大气露点温度保持在低于-60℃的温度，需要多个去除气体中的水或氧气的设备，因此不优选。

当退火温度低于750℃时，难以确保材料品质，因此该温度不优选。当退火温度超过850℃时，材料会软化，由于合金元素例如Mn、Si、Al等的表面饱和与氧化，会形成选择性氧化层，需要加入更大量的Sn或Ni来阻止所述氧化层的形成。因此，超过850℃的退火温度不优选。

在钢板如上所述进行退火之后，将钢板浸在热浸镀锌浴中，以将所述钢板镀锌。在这一方面，待镀锌材料被浸在热浸镀锌浴中的合适温度，即，钢板浸镀温度，适合为480℃至520℃，并且Al在该热浸镀锌浴中的合适浓度为0.2重量％至0.25重量％。当退火材料被浸在热浸镀锌浴中，为了使铁基质中的Fe和热浸镀锌浴中的Al优先与彼此反应，铁基质表面的氧化物膜应被去除并且在热浸镀锌浴中固溶。然而，当氧化层太厚或者浸镀温度太低时，无法去除氧化层，从而与熔融锌的可沾性差，产生镀层失效。为了防止所述镀层失效的产生，需要钢板的输入温度(incoming temperature)为480℃或更高。这是因为，钢板的输入温度越高，越容易去除氧化物层。然而，当钢板的输入温度超过520℃时，会从铁基质中洗脱过量的铁并且与镀锌浴中的Zn或Al反应形成Fe-Zn-基的底部渣滓和Fe-Al-基的漂浮渣滓，一部分所述渣滓混入镀锌层而劣化表面外观。因此，超过520℃的输入温度不优选。

当退火的钢材料(钢板)浸在镀锌浴中时，镀锌浴中的Al优先与钢板反应而减少钢板表面残留的氧化物膜，并且形成Fe-Al-Zn-Si-Ni-基的层，其为软的界面间抑制层，从而起到抑制脆性Zn-Mn-Fe-基的金属间化合物生长的作用。为了获得上述有益效果，镀锌浴中Al的浓度优选为0.2重量％以上。因此，将镀锌浴中Al的浓度控制为0.2重量％以上是有利的，但当Al的浓度超过0.25％时，会容易形成Fe-Al-基的漂浮渣滓，并且产生像镀锌层流下来一样的流动型外观。因此，Al的上限被限定为0.25％。

也即，根据本公开内容，添加了Sn的高锰钢材料在退火气氛中进行退火，在不利地影响镀层粘附性的范围内形成少量氧化物，之后进行热浸镀锌，产生没有镀层失效且不发生镀层分层的高锰热浸镀锌钢板。

实施发明的方式

在下文中，在实施例中更详细地描述本公开内容。应注意，下列实施例不应被解释为限定本公开内容的范围，而仅是示例性地提供用于更详细地描述本公开内容。本公开内容的范围由权利要求以及从权利要求合理推论出的内容所限定。

(实施例)

含有C：0.65％、Mn：15％、Si：0.6％、Al：2％、Ti：0.1％、B：0.001％、P：0.017％、以及S：0.0005％、并还含有下表1中所示组成的Sn、Ni和Cr(以重量计)的高锰钢在真空中溶解以制备钢锭，所制备的钢锭在1,100℃均热(soak)，热轧，然后在450℃卷绕。在酸蚀之后，以45％减缩比将所述钢材进行冷轧，产生宽度为200mm，厚度为1.2mm的钢板。

[表1]

这些钢板被去除油脂，并在800℃的退火温度下进行40秒的重结晶-退火，该过程在包括5％氢气、其余为氮气、露点温度为-60℃的还原性气氛中进行。

在如上文所述制造并退火的钢板上的表面氧化物的形状、厚度和组成使用以下设备观测和测算：聚焦离子束(FIB)场发射-透射电子显微镜(FE-TEM)、能量色散X射线能谱仪(EDS)、辉光放电光谱仪(GDS)等等，测算结果列于表1中。

其后，将通过上述方法制造的退火钢板的表面进行热浸镀锌。镀锌处理通过以下方式进行：在上述条件下将试样退火，将钢板冷却至500℃，将所述钢板浸在Al浓度为0.23％的镀锌浴中，并且用气刀(airknife)(其为一种设备，将空气吹到具有未完全固化的镀锌层的钢板的表面以控制镀锌层的厚度)控制钢板一个表面的粘附量为60g/m2。

根据下列标准，评价在如上文所制造的热浸镀锌钢板中镀层失效的发生、以及镀层粘附性的好坏，以此进行对镀锌品质的评价。

为了评价镀层失效的程度，对表面外观拍照来测量未镀层部分的尺寸，并且根据以下标准将目标钢板评级。

第1级：没有镀层失效。

第2级：未镀层部分的平均直径低于1mm。

第3级：未镀层部分的平均直径为1-2mm。

第4级：未镀层部分的平均直径为2-3mm。

第5级：未镀层部分的平均直径为3mm以上。

所述热浸镀锌钢板的镀层粘附性通过以下方式评价：进行OT-弯曲测试，之后对外部缠绕部分进行胶带测试，并根据以下标准评价镀层分层的发生。

第1级：没有分层

第2级：分层少于5％

第3级：分层为5-少于10％

第4级：分层为10-少于30％

第5级：分层不少于30％

评价高锰热浸镀锌钢板的镀层失效指数和镀层粘附指数，并且评价结果示于表1中。在所述评价结果中，在基体钢中Sn的添加量为0.06-0.2％(在本公开内容所定义的添加范围内)的情况下(试样编号3-5)、在基体钢中加入Ni并且Ni的添加量为0.01-0.2％(在本公开内容所定义的添加范围内)的情况下(试样编号8-11、13-16)、Cr的添加量为0.01-0.2％(在本公开内容所定义的添加范围内)的情况下(试样编号19-22和24-26)、以及Ni和Cr结合加入基体钢，并且Ni和Cr的各自添加量为0.01-0.2％(在本公开内容所定义的添加范围内)的情况下(试样编号28-29、31和33)，当试样被退火随后镀锌时，由于试样具有厚度不超过20nm的不连续氧化物Mn-O或Mn-Cr-O，因此在镀锌过程中不发生镀层失效，并且也可以制造在加工过程中不发生镀层分层的热浸镀锌钢板。

相反，在不向基体钢添加Sn的情况下(编号1)、添加Sn但Sn的添加量不满足本公开内容所定义的下限0.06％的情况下(编号2)、向基体钢中不添加Sn而单独添加Ni的情况下(编号7)、以及向基体钢中不添加Sn而单独添加Cr的情况下(编号18)，当所述试样被退火之后镀锌时，由于所述试样具有连续的厚表面氧化物且所形成的氧化物的组成为Al-氧化物，由于所形成的Al-Mn-复合氧化物与Al-Cr-Si-Mn-O复合氧化物与熔融锌的可沾性差，因此镀锌过程中会发生镀层失效，并且即便被镀覆，所述镀层在加工过程中也会分层。

在添加了Sn且Sn的添加量超过0.2％(其为Sn的上限)的情况下(编号6)、在基体钢中加入Ni的高锰钢中，Ni的添加量超过2％(其为本公开内容所定义的上限)的情况下(编号12和17)、以及在基体钢中结合加入Ni和Cr的高锰钢中，Ni的添加量超过本公开内容所定义的上限的情况下(编号32和35)，由于镀锌前的退火所形成的表面氧化物为不连续的Mn氧化物并且其厚度不大于5nm，因此镀锌过程中不产生镀层失效，并且也可以制造在加工过程中不发生镀层分层的热浸镀锌钢板。然而，在Sn的添加量超过本公开内容所定义的上限的情况下(编号6)，在热轧的再加热中产生了热脆性；并且在Ni的添加量超过上限的情况下(编号12和17)，由于在热轧过程中迅速发生内部氧化而产生裂纹，因此所述组成不优选。

并且，在基体钢中加入Cr的高锰钢中，Cr的添加量超过2％(其为本公开内容所定义的上限)的情况下(编号23和27)以及在基体钢中结合加入Ni和Cr的高锰钢中，Cr的添加量超过本公开内容所定义的上限的情况下(编号30和36)，由于形成厚的复合氧化物而劣化与熔融锌的可沾性并且导致镀层失效或镀层分层，因此所述组成不优选。

Claims (5)

1.一种具有优越镀层粘附性的高锰钢，以重量计，其含有C：0.3-1％、Mn：8-25％、Al：1-8％、Si：0.1-3.0％、Ti：0.01-0.2％、Sn：0.06-0.2％、B：0.0005-0.01％，其余为铁和不可避免的杂质。

2.权利要求1的高锰钢，以重量计，其还含有Ni：0.01至2％和Cr：0.01至2.0％中的至少一种。

3.权利要求1或2的高锰钢，在其表面上存在一个Sn-饱和层。

4.一种制造热浸镀锌钢板的方法，所述方法包括：

制造一种钢板，以重量计，其含有C：0.3-1％、Mn：8-25％、Al：1-8％、Si：0.1-3.0％、Ti：0.01-0.2％、Sn：0.06-0.2％、B：0.0005-0.01％，其余为铁和不可避免的杂质；

将所述钢板在露点温度为-30℃至-60℃、退火温度为750℃至850℃的条件下进行退火；并且

在480℃至520℃的浸镀温度下，将所述经退火的钢板浸到热浸镀锌浴中，所述热浸镀锌浴以重量计含有Al：0.2-0.25％。

5.权利要求4的方法，其中所述钢板以重量计还含有Ni：0.01至2％和Cr：0.01至2.0％中的至少一种。