CN1531604A - 镀有铝合金体系的高强度钢板以及具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度汽车零件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备高强度汽车部件(具体地说，一种需要高强度的零件，例如汽车的底盘组件)的热压方法。更具体地说，本发明提供了一种适用于高温成型(热成型)的镀铝钢板或镀铝－锌钢板，其中在高温成型之后获得高强度，本发明还提供了这种钢板的制备方法。另外，本发明提供了一种热浸镀铝钢板，它抑制了在压制成型期间电镀层的合金化反应并具有漂亮的外观，本发明还提供了一种具有优异的喷漆后耐腐蚀性的热压用的镀有铝－体系的钢板。具体地说，本发明是一种具有优异的耐热性和优异的喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝体系的钢板，其特征在于在该钢板的表面上具有Fe－Al－体系镀层，以质量计，该镀层中含有总量大于0.1％的Mn和Cr，以质量计，该钢板含有C：0.05－0.7％、Si：0.05－1％、Mn：0.5－3％、P：不大于0.1％、S：不大于0.1％和Al：不大于0.2％，此外还含有一种或多种选自以下的元素：Ti：0.01－0.8％、Cr：不大于3％和Mo：不大于1％，以便满足以下表达式1：Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo＞0.4 ...1。

Description

镀有铝合金体系的高强度钢板以及具有优异的耐热性和喷漆后耐腐 蚀性的高强度汽车零件
                      技术领域
本发明涉及一种镀有铝合金体系的钢板，其适用于通过高温压制生产的需要强度的部件(例如汽车零件的结构部件)以及所述钢板的制备方法，具体地说，本发明涉及一种需要高强度的部件(如汽车等的底盘组件)以及用于制备这种部件的钢材。
                      背景技术
为了减轻汽车重量(源自全球环境问题)，要求用于汽车的钢板具有尽可能高的强度。然而，一般说来，提高钢板强度的同时，伸长率和r-值降低，因此成型性受损。因此需要一种同时具有高强度、高成型性和形状固定性的钢板。
解决该问题的一种方法是一种通过将残留奥氏体转变成马氏体而制备的TRIP(相变感生塑性)钢，并且最近TRIP钢的使用越来越多。然而，尽管可以使用TRIP钢制备成型性优异的1,000MPa级高强度钢板，但是难以保证更高强度的钢板的良好的成型性，例如，强度不低于1,500MPa的超高强度钢板。而且，通过该工艺难以解决形状固定性的问题。
为了解决这些问题，有一种温压工艺，它是一种最近才引起注意的工艺，是另一种协调高强度和高成型性的方式。日本未审专利公开号2000-234153公开了一种在加热的同时形成钢板并利用成型期间产生的热量来增加强度的工艺。该工艺的目的在于通过适当控制钢中的组分，在铁氧体的温度范围内加热该钢板，并在该温度范围内利用沉淀强化来增加强度。
在日本未审专利公开号2000-87183中提出了一种高强度钢板，其中在成型温度下的屈服强度降至远远低于室温下的屈服强度，旨在提高压制成型的精确度。然而，通过该工艺获得的强度可能有一定的限制。
作为一种克服该缺陷的工艺，在文献(SAE，2001-01-0078)中公开了一种工艺，它是将钢板加热至形成奥氏体单相的温度范围，然后在压制成型期间将其冷却。
该工艺通过将钢板在不低于800℃的高温下成形来获得所需物料性能，这样做解决了高强度钢板的成型问题，并且在成型之后冷却时将其淬火。然而，由于该工艺涉及在大气中加热，因此在钢板表面上产生氧化物并且需要在下面的过程中除去这些氧化物。在上述文献(SAE，2001-01-0078)中还公开了一种抑制加热期间的这种氧化的镀铝工艺。
另外，可以采用如下方式来获得高强度：在室温下形成钢板之后，通过将部分钢板快速加热和快速冷却来进行淬火。在这种情况下，通过局部加热钢板，可以仅提高需要高强度的这部分的强度。日本未审专利公开号2000-83640公开了这样一种工艺并为此使用碳含量在0.15-0.5％的钢板。
在上述现有技术中公开了一种热成型工艺和一种将镀铝钢板用于热成型的工艺。然而，在这些现有技术中，当将钢板加热至不低于800℃的高温时，在短时间内Fe扩散至表面并且铝镀层变成金属间化合物，本文后面称之为“铝合金体系镀层”。由于这种铝合金体系镀层非常硬且脆，有时它产生裂缝并以粉状剥离，因此喷漆后耐腐蚀性受损受到关注。即使不产生裂缝，在喷漆后耐腐蚀性方面存在镀铝钢板比其它表面处理过的钢板(例如，热浸镀锌钢板或热浸电退火(galvannealed)钢板)差的情形。更具体地说，在高温成型之后评价喷漆后耐腐蚀性，并且当有划痕(例如以交叉形状切割的划痕)时，基底钢的腐蚀易于从这部分沿深度方向蔓延，并且其延伸速度比牺牲防腐蚀型的热浸镀锌或热浸电退火钢板要快。
而且，也存在剥落的镀层堆积在模具上，并在压制期间产生疤痕的可能性。这是由于，尽管所述电镀层可以经受热成型的加工，但是实际上难以对整个零件进行热加工，并且存在所述电镀层易于在加工延迟并且温度降低的部分剥离的问题。这里的另一个问题是，当温度降低时，淬火使得基底钢形成主要由马氏体组成的硬结构，因此应力趋于逐渐升高。
                      发明概述
本发明人为了解决上述问题进行了彻底的研究，并发现可以通过在高温成型后的钢板表面上施加含有Mn和Cr总量大于0.1％的Fe-Al-体系来制备具有优异的喷漆后耐腐蚀性的涂镀钢板(plated steelsheet)。经过热成型和局部快速加热之后的铝-体系镀层全部转化成铝合金体系镀层，并且该化合物非常脆，因此在加工期间易于产生裂缝。本发明定义的镀有铝体系的钢板是指镀层中Al和Fe含量至少为70％的涂镀钢板。而且，由于该镀层具有比基底钢板高的电势，因此基底钢的腐蚀从裂缝开始，并且喷漆后耐腐蚀性趋于降低。为了避免喷漆后耐腐蚀性的降低，将Mn加入到所述铝合金体系镀层中是非常有效的。尽管Mn的功能还不清楚，但是据说Mn起通过控制合金层的电势使Fe-Al-体系镀层的电势接近基底钢板的电势的作用，并且除了该功能之外，Mn还可以控制在磷酸盐处理(喷漆前的预处理)中磷酸盐结晶的形状。
通过将C、Si、Mn、P、S和Al指定为基底钢组分，并加入Ti、Cr和Mo(其加入是有效的)，以便满足以下等式1：
Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo＞0.4    ...1
从而可以获得极其优异的耐热性，尤其是加工之后的耐热性。
估计是这些元素加速了Al和Fe之间的扩散，并且这样以来即使在镀层中产生裂缝时，Fe和Al之间的反应在裂缝的周围进行，因此几乎不曝露基底钢。
而且，本发明人还获悉通过加入N、Nb、V、Ni、Cu、B、Sn和Sb作为钢组分，可以获得更优异的喷漆后耐腐蚀性。
与此同时，合金化处理之后的电镀层含有Si也是有益的，并且加入Zn、Mg等可以获得更好的耐腐蚀性。为了抑制合金层中的裂缝，合金层中的Al含量不大于35％是重要的。而且，从喷漆后耐腐蚀性的角度来看，Fe-Al-体系合金层的理想厚度是3-35μm。
而且，为了克服上述问题，本发明人详细研究了合金化处理之后影响镀有铝体系的钢板的可加工性的因素，并获得以下知识。即，由于铝合金体系镀层和基底钢都硬，因此内部应力增加，但是，由于在铝合金体系镀层和基底钢之间存在软层，因此使应力减弱，故剥落耐性显著提高。所述软层由铁氧体相组成，并且估计所述软层不小于1μm的事实防止了合金层中的裂缝蔓延至基底钢。
此外，为了克服上述问题，本发明人详细研究了合金化处理之后影响镀有铝体系的钢板的可加工性的因素，并获得以下知识。即，通过使加热条件最佳化可以防止电镀层剥落。其原因还不清楚，但是估计是在加热条件镀层被合金化，相结构发生复杂变化，并且出现保证可加工性的合适的相结构。本发明的要点如下：
(1)一种具有优异的喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于在该钢板的表面上具有Fe-Al-体系镀层，该镀层中含有总量大于0.1％的Mn和Cr。
(2)一种具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于在该钢板的表面上具有Fe-Al-体系镀层，以质量计，该镀层中含有总量大于0.1％的Mn和Cr，以质量计，该钢板含有C：0.05-0.7％、Si：0.05-1％、Mn：0.5-3％、P：不高于0.1％、S：不高于0.1％和Al：不高于0.2％，此外还含有一种或多种选自以下的元素：Ti：0.01-0.8％、Cr：不高于3％和Mo：不高于1％，以便满足以下等式1：
Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo＞0.4    ...1
(3)如第(2)项的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于该钢还含有(以质量计)一种或多种选自以下的元素：N：不高于0.1％、Nb：不高于0.1％、V：不高于0.1％、Ni：不高于1％、Cu：不高于1％、B：0.0003-0.03％、Sn：不高于0.1％和Sb：不高于0.1％。
(4)如第(1)项的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于该钢含有(以质量计)：C：0.15-0.55％、Si：不高于0.5％、Mn：0.2-3％、P：不高于0.1％、S：不高于0.04％、Al：0.01-0.1％和N：不高于0.01％，并且还含有一种或多种选自以下的元素：B：0.0002-0.0050％、Ti：0.01-0.8％、Cr：不高于2％、Mo：不高于1％、Ni：不高于1％、Cu：不高于0.5％和Sn：不高于0.2％。
(5)如第(1)-(4)项任一的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层还含有1-20％的Si。
(6)如第(1)-(5)项任一的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层中的Al浓度不高于35重量％。
(7)如第(1)-(6)项任一的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层还含有Zn：1-50％和Mg：0.1-10％中的一种或两种。
(8)如第(1)-(7)项任一的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层的厚度是3-35μm。
(9)一种用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于具有：在钢板的表面上主要由Fe-Al组成的镀层；在该镀层下面的厚度从不小于2μm至不大于钢板厚度的十分之一的铁氧体层；和在该铁氧体层下面主要由马氏体组成的基底钢。
(10)如第(9)项的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于钢板表面上的铝合金体系镀层和金属间化合物层下面的铁氧体层含有Si。
(11)如第(9)或(10)项的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于铁氧体相的硬度不高于200。
(12)一种高强度汽车零件，其是通过将由如第(1)-(11)项任一的钢组成的至少一部分压制成型而形成的。
(13)如第(12)项的高强度汽车零件，其特征在于在其表面的至少一部分上具有厚度为1-200μm的镀膜。
(14)一种高强度汽车部件的热成型方法，其中，在采用热成型方法制备该汽车部件时，所用钢板是通过在含有不小于0.05重量％的C的钢上电镀以Al为主要组成的金属而制得的，该部件是在比以下条件A、B、C和D的时间更长的加热条件下加热之后通过压制成型而形成的，并且所述部件的至少一部分在不低于10℃/秒的冷却速率下冷却：
A(800℃，13分钟)、B(900℃，6分钟)、C(1,050℃，1.5分钟)、D(1,200℃，0.3分钟)。
                    附图简述
图1是显示铝合金体系镀层中Mn和Cr的总量对喷漆后耐腐蚀性的影响的图。
图2是显示Ni、Cu和Sn的加入量与裸露耐腐蚀性之间的关系的图。
图3是显示Ni、Cu和Sn的加入量与喷漆后耐腐蚀性之间的关系的图。
图4是显示Cr和Mo的加入量与裸露耐腐蚀性之间的关系的图。
图5是显示Cr和Mo的加入量与喷漆后耐腐蚀性之间的关系的图。
图6是950℃的温度下Fe-Al-Si-体系的三相图。
图7是显示通过光学显微镜拍摄的本发明结构的一个实例的照片(反向散射电子图象)。
图8是显示外层厚度与电镀层的可加工性之间的关系的图。
图9是显示通过光学显微镜拍摄的本发明金属结构的一个实例的照片(反向散射电子图象)。
图10是显示通过将本发明的钢板成形而获得的形状的图。
图11是显示了本发明的加热时间与加热温度之间的关系的图。
              实施本发明的最佳方式
                   实施方式1
下面解释用于本发明的钢板的化学组成。
C：本发明的钢板在成型之后具有不低于1,000MPa的高强度，其是通过在高温压制之后快速冷却并由此将其结构转化成主要由马氏体组成的结构而获得的。在这种意义下，C含量不小于0.05％是理想的，并且为了稳定地获得高强度，该含量不小于0.1％更理想。另一方面，即使C含量增加至不小于0.7％，其强度饱和并且也趋于产生焊接裂缝，因此其上限定在0.7％。
Si：由于Si含量太低使得疲劳特性受损，因此其加入量不小于0.05％是理想的。然而，在再结晶退火期间Si在钢板表面上形成稳定氧化物薄膜并阻碍镀铝性能。为此，Si的上限定在1％。
Mn：Mn是公知的强化钢板可硬化性的元素。同样，Mn也是防止由S(是一种不可避免的杂质)引起的热脆化所需的元素。为此，其加入量不小于0.5％是优选的。而且，Mn还强化镀铝之后的耐热性。然而，由于Mn加入量超过3％使得淬火之后的抗冲性能受损，因此该值确定为其上限。
Ti：Ti对铝镀层的耐热性影响最大。在超过900℃的温度范围内使用钢板的情况下，正如本发明的情形，从耐热性的角度优选加入Ti，并且其加入量不小于0.01％对获得该效果是理想的。然而，由于Ti与C形成TiC，降低了赋予强度的C的量，因此必需相应于Ti的加入量增加C的量。而且，Ti的影响在约0.8％的量时达到饱和，因此该值确定为其上限。
Cr：与Mn和Ti类似，Cr有利于提高镀铝之后的耐热性。然而，Mn通过在钢板的表面上形成稳定的氧化物而使镀铝性能受损，其方式与Si相同。而且，Cr是一种相对昂贵的元素，因此在加入它时其上限定在3％。
Mo：与Mn、Ti和Cr相似，Mo也有利于提高镀铝之后的耐热性，并且其加入是理想的。然而，由于Mo是一种相对昂贵的元素，并且其效果会饱和，因此其上限定在1％。
在本发明中，优选加入提高镀铝之后的耐热性的元素，诸如Ti、Mn、Cr和Mo，其方式满足以下表达式：
Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo＞0.4，
具体地说，Ti和Cr具有在加热期间防止镀层剥落的效果。而且，Mn可以相对大量地加入并且对耐热性非常有利。
本发明还将P、S和Al加入到钢中。然而，由于P和Al损害钢的延展性和疲劳强度，并且S使其韧性受损，因此对它们每一个确定了一个上限。此外，偶尔需要时可以在钢中含有Ni、Nb、V、N、Cu、B、Sn和Sb中的一种或多种。Ni和Cu对钢的耐腐蚀性有利，并且B提高可硬化性。
在许多情况下，钢板是在将铝镀层合金化之后，然后喷漆才使用的。在这些情况下，喷漆后耐腐蚀性受铝合金体系镀层中Mn和Cr的量的影响。当这些元素的量不小于0.1％时，获得良好的喷漆后耐腐蚀性。作为加入Mn和Cr的方法，有钢组分扩散法和将它们加入到镀浴中的方法，并且只要其加入量不小于0.1％，这两种方法任意一种都可以获得该效果。已知1-5个相可以共存于一个铝合金体系镀层中，这取决于电镀的沉积量、钢组成、加热条件等。由于在表面附近的相的影响特别大，因此在分析它们时，优选通过在距离表面5μm深度内的区域的横截面上的约5个部分使用诸如EPMA定量分析等的手段来测定它们，并计算其平均值，从而进行判断。正如后面所述，在热浸镀铝的情形下，通常加入Si，此时，Si也含在铝合金体系镀层内。其量是约1-20％，并且1-5相的铝合金体系镀层中的Si的量可以有很大的变化。尽管1-5相的Fe-Al-体系镀层可以具有不同的组成，诸如Fe-Al-Si-体系铝合金体系镀层、Fe2Al5、FeAl3、Fe3Al、FeAl、溶解Al的铁氧体，等等，在任意这些组成中，只要Mn和Cr的总量不小于0.1％，便可以获得稳定的喷漆后耐腐蚀性。至于存在许多相时应分析哪一相，由于已知Mn和Cr有利于提高喷漆后耐腐蚀性，并且腐蚀现象是一种宏观现象，因此本发明人认为：即使存在多个相，通过在随机的约5个部分分析它们，并计算其平均值，可以获得常规信息，并且这样做，可以进行判断。而且，为了观察加热之后的结构的横截面，规定横截面用2-3％的nitral蚀刻。这是由于不蚀刻的话，不能观察到基底金属和溶解Al的铁氧体之间的界面。
镀铝的沉积量影响耐腐蚀性、可焊性、可加工性等等。如果沉积量太小，喷漆后耐腐蚀性不足，而如果太大，可焊性和可加工性受损。至于可加工性，它是由于在加热之后的压制期间脆的铝合金体系镀层趋于剥离。
镀铝方法没有特别的限制，并且可以使用热浸镀法、电镀法、真空沉积法、在金属外覆以另一金属的方法等等。目前工业上最广泛使用的方法是热浸镀法，并且经常将Al-10％Si用于镀浴中，其中含有Fe作为不可避免的杂质。除了这些之外，已经报道了加入Cr和Mn提高喷漆后耐腐蚀性。作为其它添加元素，推荐有Mg、Ti、Zn、Sb、Sn、Cu、Ni、Co、In、Bi、混合稀土等，并且只要电镀层主要由Al组成，那么可以使用这些元素。
本发明没有特别定义镀铝的预处理和后处理。作为电镀预处理，推荐预电镀Ni、Cu、Cr或Fe等，并且这些中任意的都可以采用。作为电镀后处理，推荐有铬酸盐处理、树脂镀层处理等等，旨在主要防止生锈和光滑，但是由于有机树脂受热时消失，因此它不是优选的。至于铬酸盐处理，考虑目前对六价铬的管制，优选含有三价铬的处理薄膜，例如电解铬酸盐等等。可以使用无机体系铬酸盐处理以外的其它后处理。也可以预先使用氧化铝、二氧化硅、MoS2等的处理，旨在光滑。
                    实施方式2
下面将描述本发明的实施方式2中调节钢组份的理由。
N是一种不可避免包含的元素并且在不加入B时要特别添加的，但是，当加入B并且其量过大时，必需增加Ti的加入量。结果，存在的问题是最终产生的TiN量增加并且发生热裂缝，并且成本也增加。因此，其上限定在0.1％。
加入B是为了提高压制成型期间或之后冷却时的可硬化性，并且为了获得该效果，其加入必需不小于0.0002％。然而，当其加入量过大时，存在热裂缝的问题并且该效果饱和。因此，其上限定在0.03％。
Ni、Cu和Sn具有在高温加热之后的压制成型期间通过改变高温加热期间合金化铝镀层的状态来改变表面裂缝状态的效果，并且由于它们导致成型产品的喷漆后耐腐蚀性提高因此是重要的。至于这些元素，由通过测定Ni、Cu和Sn的加入量获得的图2和3所示的结果，和实验室试验中高温成型之后样品的裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性，本发明人发现，为了获得上述效果，不得不加入Ni、Cu和Sn，以便它们可以满足等式3。这里，采用在实施例中所示的条件下测定的方法，使用取自在高温成型之后进行加工的部分的样品来评价其裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。
(Ni+0.5×Cu+3×Sn)≥0.012    ...3
至于Ni、Cu和Sn中的每一种，加入过量的Ni使得这些效果饱和并且使成本增加，Cu和Sn具有产生表面裂缝的问题，因此每一元素的上限分别定在1.0％、1％和0.2％。
本发明的钢板的制备条件没有特别的规定，但是下面将解释优选的制备条件。
将具有上述组份的钢铸造，并将所得热平板，直接或者在加热之后，或者将冷却并再加热的平板，热轧。这里，几乎不能识别直接轧制热平板和再加热之后轧制之间钢的性能的差异。而且，再加热温度不特定，但是考虑到生产率，优选将其调节在1,000-1,300℃的范围内。
至于热轧，可以采用常规热轧法或者将平板彼此相连并在精轧时轧制的连续热轧法。考虑到生产率和钢板厚度的精确度，优选控制热轧时的抛光温度不低于Ar3转化温度。
采用常规方法进行热轧之后的冷却。在这种情况下，从生产率的角度，优选将该冷却温度控制在不低于550℃。另一方面，如果冷却温度太高，酸渍能力受损，因此优选将该冷却温度控制在不高于750℃。
就酸渍处理或冷轧处理而言，可以使用常规方法，并且就接下来的镀铝处理或接下来的镀铝-锌处理而言，也可以使用常规方法。即，在镀铝处理的情况下，镀浴中Si浓度为5-12％是合适的，而在镀铝-锌处理中，镀浴中Zn浓度为40-50％是合适的。
这里，至于电镀处理中的气氛，可以使用具有非氧化炉的连续电镀设备或者没有非氧化炉的连续电镀设备进行电镀，只要保持常规条件。因此，在生产本发明的产品时不需要特别的控制，并且因此生产率不受到干扰。
在上面的生产条件下，在电镀之前没有对钢板表面进行金属预电镀，但是即使使用Ni预电镀、Fe预电镀或其它金属预电镀以提高电镀性能时，也不会产生特定的问题。
而且，即使当Mg和Zn包括在铝镀层或者Mg包括在铝-锌电镀层时，不会产生特定的问题并且可以制得具有类似性能的钢板。
                     实施方式3
下面首先解释在实施方式3中按照本发明调节钢组份的理由。
C元素的加入使冷却之后的结构由马氏体构成，并且确保材料质量，并且要求其加入量不小于0.15％以保证强度不低于1,200MPa。另一方面，如果加入量过大，几乎不能保证抗冲击变形的强度，因此其上限定在0.55％。
Si是一种溶质强化元素，并且可以相对低的成本增加钢板的强度。然而，如果其加入过量，那么电镀性能将受损，因此其上限定在0.5％。
Mn加入是为了保证在广泛的冷却速率范围下的冷却后强度。
当C量大但是Mn的加入量小时，在常规冷却速率的范围(该范围可以在压制成型期间获得)内不能获得马氏体结构，因此其强度几乎不能得到保证。在钢板厚度为1.4mm的情况下，本文引证的冷却速率的范围不高于500℃/秒。为了展示这种功能，要求其加入量不小于0.2％。另一方面，如果Mn量太大，不仅成本增加，而且该效果饱和。因此，其上限定在3％。
S是一种不可避免地包含并且引起可加工性受损的元素。因此，需要尽可能地降低其量。通过使其量降低至不高于0.04％，消除了可加工性的问题，并且因此确定其含量不高于0.04％。
P是一种溶质强化元素，并且可以相对低的成本增加钢板的强度。然而，如果其加入量增加太大，那么在热轧或冷轧期间因脆化产生裂缝，并且因此其上限定在0.1％。
Al用作脱氧剂，并为了展示这种效果，要求钢中Al含量不小于0.005％。另一方面，其加入量超过0.1％使得氧化物-体系包含物增加，并引起表面质量降低的问题，因此其上限定在0.10％。
Cr和Mo具有在高温加热之后的压制成型期间通过改变高温加热期间合金化铝镀层的状态来改变表面裂缝的状态的作用，并且由于它们导致成型产品的喷漆后耐腐蚀性提高因此是重要的。对于这些元素，由通过测定Cr和Mo的加入量获得的图2和3所示的结果，和实验室试验中高温成型之后样品的裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性，本发明人发现不得不加入Cr和Mo。这里，采用在实施例中所示的条件下测定的方法，使用取自高温成型后经过加工的部分的样品来评价其裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。
对于Cr和Mo中的每一种，加入过量的Cr导致性能问题和成本增加，并且过量的Mo使得这些效果饱和并且使成本增加。因此每一元素的上限分别定在2.0％和1.0％。
对其它组份没有特别的规定。不可避免地包括Ni，并且如果其量在常规范围内，不会产生问题。
本发明的钢板的制备条件没有特别的规定，但是下面将解释优选的制备条件。
将具有上述组份的钢铸造，并将所得热平板，直接或者在加热之后，或者将冷却并再加热的平板，热轧。这里，几乎不能识别直接轧制热平板和再加热之后轧制之间钢的性能的差异。而且，再加热温度不特定，但是考虑生产率，优选将其调节在1,000-1,300℃的范围内。
至于热轧，可以采用常规热轧法或者将平板彼此相连并在精轧时轧制的连续热轧法。考虑生产率和钢板厚度的精确度，优选控制热轧时的抛光温度不低于Ar3转化温度。
采用常规方法进行热轧之后的冷却。在这种情况下，从生产率的角度考虑，优选将该冷却温度控制在不低于550℃。另一方面，如果冷却温度太高，酸渍能力受损，因此优选将该冷却温度控制在不高于750℃。
就酸渍处理或冷轧处理而言，可以使用常规方法，并且就接下来的镀铝处理或接下来的镀铝-锌处理而言，也可以使用常规方法。即，在镀铝处理的情况下，镀浴中Si浓度为5-12％是合适的，并且在镀铝-锌处理中，镀浴中Zn浓度为40-50％是合适的。
这里，对电镀处理中的气氛，可以使用具有非氧化炉的连续电镀设备或者没有非氧化炉的连续电镀设备进行电镀，只要保持常规条件。因此，在生产本发明的产品时不需要特别的控制，并且因此生产率不受到干扰。
在上面的生产条件下，在电镀之前没有对钢板表面进行金属预电镀，但是即使使用Ni预电镀、Fe预电镀或其它金属预电镀以提高电镀性能时，也不会产生特定的问题。
而且，即使当Mg和Zn包括在铝镀层或者Mg包括在铝-锌电镀层时，不会产生特定的问题并且可以制得具有类似性能的钢板。
                    实施方式4
通过加热铝镀层并由此将其转变成合金层，即Fe-Al-体系镀层，并且还通过将Al量控制在不大于35％，并由此将Fe-Al-体系镀层转变成Fe+Fe3Al(其中溶解有Al和Si)，这样与那些含有Fe+Fe3Al之外的其它相的电镀层相比，在经受加工的部分获得更优异的可加工性和耐腐蚀性。
C：本发明的钢板在成型之后具有不低于1,000MPa的高强度，其是通过热轧之后快速冷却并由此将其结构转化成主要由马氏体组成的结构而获得的。为了这样做，C含量必需不小于0.05％。另一方面，即使C含量增加至不小于0.7％，该强度饱和并且也趋于产生焊接裂缝，因此其上限定在0.7％。
除C之外的钢组份没有特别限制，但是推荐诸如Si、Mn、P、Al、N、Cr、Mo、Ti、Nb、B、Ni、Cu、V、Sn、Sb等的元素作为加入元素或者不可避免的杂质元素。这些元素可以在偶尔需要时加入。实例是：Mn和B在可硬化性方面有效；Cr、Ti和Mo在铝镀层的耐热性方面有效；并且Ni和Cu提高耐腐蚀性。其加入的理想范围是：Mn：0.5-3％、Si：不高于1％、P：不高于0.1％、S：不高于0.1％、Al：不高于0.1％、N：不高于0.01％、Cr：不高于2％、Mo：不高于0.5％、Ti：不高于0.5％、Nb：不高于0.1％、B：不高于0.05％、Ni：不高于1％、Cu：不高于1％、V：不高于0.1％、Sn：不高于0.1％和Sb：不高于0.1％。
如上所述，镀铝的沉积量越小，越容易形成Fe+Fe3Al区域。在这种意义下，两面的沉积量不大于120g/m2是理想的。
镀铝方法没有特别的限制，并且可以使用热浸镀法、电镀法、真空沉积法、在金属外覆以另一金属的方法等等。目前工业上最广泛使用的方法是热浸镀法，并且经常将Al-10％Si用于镀浴中，其中含有Fe作为不可避免的杂质。在这种情况下，在加热之后Si进入合金层并且Si量可以随相结构而变化。然而，Fe+Fe3Al区域中的Si量不大于15％，并因此将该值确定为Si的上限。作为其它添加元素，推荐有Mn、Cr、Mg、Ti、Zn、Sb、Sn、Cu、Ni、Co、In、Bi、混合稀土等，并且只要电镀层主要由Al组成，那么可以使用这些元素。加入Zn和Mg能够有效地防止红锈产生。然而，加入过量的这些元素(其蒸汽压力高)使得产生含有Zn和Mg的烟雾和在表面上产生粉状物质，等等。因此，Zn的加入量不小于60％并且Mg的加入量不小于10％是不理想的。
本发明没有特别定义镀铝的预处理和后处理。作为电镀预处理，推荐预电镀Ni、Cu、Cr或Fe等，并且这些中任意的都可以采用。作为电镀后处理，推荐有铬酸盐处理、树脂镀层处理等等，旨在主要防止生锈和光滑，但是由于有机树脂受热时消失，因此它不是优选的。至于铬酸盐处理，考虑目前对六价铬的管制，优选含有三价铬的处理薄膜，例如电解铬酸盐等等。也可以使用无机体系铬酸盐处理以外的其它后处理。还可以预先使用氧化铝、二氧化硅、MoS2等的处理，旨在光滑。
                     实施方式5
在实施方式5中，将解释对铝-体系镀层的组成的限制。本文所述的铝-体系镀层是指一种还未加热并因此还未合金化的镀层。
Si：Si能够有效地降低镀铝-体系的合金层(一种由在镀层和钢板之间的界面上形成的金属间化合物构成的层)的厚度。而且，通过加入Mg，与Si复合形成Mg2Si，有效地提高了耐腐蚀性。为了享有这些效果，其加入量不小于1％是有效的。过量加入Si使得熔点升高，并且当Si单相在镀层上结晶时，它使得耐腐蚀性受损。因此，其上限定在15％。
Mg：已知Mg能够有效地提高耐腐蚀性，特别是在盐破坏环境下。特别是通过形成Mg2Si，释放到环境中的效率增加并且耐腐蚀性提高。为了保证耐腐蚀性，Mg的加入量不小于0.5％。由于过量加入使得镀浴的表面产生剧烈氧化并使镀浴的熔点升高，因此将其加入量定在不大于10％。为了抑制镀浴表面的氧化，加入少量Ca(不大于0.5％)是有效的，并且可以加入大致这一量的Ca。
Zn：Zn具有比Al或钢更低的电势，并且具有抑制基底钢腐蚀的功能。当Zn加入量不小于1％时这些效果开始出现，并且当Zn量是20-60％时获得最佳性能。然而，加入量超过60％时，耐腐蚀性大大受损。因此，Zn量的下限和其上限分别定在1％和60％。
当实际使用本发明的镀有铝-体系的钢板制备一零件时，在压制之后用模具快速冷却零件来进行淬火，因此该结构主要由马氏体构成。为了保证部件足够的强度，测定马氏体的百分比不小于60％体积。本文中，马氏体的百分比是通过抛光和蚀刻样品，之后用光学显微镜观察并使用图象分析计算得出的。
                  实施方式6
下面描述在实施方式6中调节钢板的组份等的原因。
本发明的钢板在通过铝镀层合金化形成的金属间化合物层和主要由马氏体组成的基底钢之间具有一厚度从不小于2μm至不大于钢板厚度的十分之一的软铁氧体层。通常，约1-10％的Al存在于铁氧体层中。除了Al之外，该铁氧体相也可以含有Si。其厚度限制在不小于1μm。其原因在于，如果该软铁氧体层的厚度不大于上面的厚度，那么不能充分获得该镀层的剥落耐性。另一方面，由于该层软，如果太厚的话，整个钢板的强度受损。为此，确定其上限不大于钢板厚度的十分之一。通常，经常通过热浸镀法制得一镀铝钢板，并且在这种情况下，在钢板和镀层之间的界面上的铝合金体系镀层(称作“合金层”)趋于生长。如果该层生长过度，那么钢板的可加工性受损，并且，因此在加入约10％的Si的镀浴中制得该镀铝钢板。在本发明中，由于是在整个镀层受热合金化之后趁热加工镀铝钢板，不需要在镀浴中加入Si，但是即使加入Si也没有特别的问题。
在本发明中，根据维氏硬度，优选铁氧体层的硬度不高于200。如上所述，该层起着防止硬合金层在加工期间剥离的作用。为此，优选该层是软的。然而，当该层含有溶质强化元素如Al、Si等时，它比常规铁氧体层硬。
接下来，描述与本发明有关的其它组份。首先，关于钢组份，由于本发明旨在获得常规TRIP钢不能获得的高强度区域，并通过淬火增强强度，理想的C量不小于0.05％，优选不小于0.1％。至于钢中的其它元素，通常使用Si、Mn、Ti、B、Cr、Mo、Al、P、S、N等元素。Si在疲劳特性方面有效，Mn和B有利于提高可硬化性。Ti、Si、Cr、Mo和Al是在镀铝之后提高耐热性的元素。
至于铝镀层的构造，如上所述，铝镀层主要由Al组成并且可以含有Si。作为其它加入元素，推荐有Cr、Mg、Ti、Sb、Sn、Zn等，并且只要该镀层主要由Al组成，那么它们都可使用。然而，Zn的沸点低，并且当过量使用时，在加热期间Zn在其表面上产生锌粉，这样在压制期间引起磨损。因此，其加入量不小于60％是不理想的。
在铝合金体系镀层中产生的组分有FeAl3、Fe2Al5、Fe3Al、Fe2Al5Si等。这些相趋于以层状方式形成多层结构，但是这些相的结构并不特别规则。当其组成主要由Al和Fe构成，并且将Si加入到铝镀浴中时，其含有约5-10％的Si。这些元素在所有组成中占不小于90％。而且，可以保留有少量未合金化的Al，但是只要其量小，它不影响镀铝钢板的性能。
用光学显微镜测定铁氧体层的厚度。通过将横截面抛光，并且之后用约2％的nital蚀刻它，清楚地观察到铁氧体层的厚度。然而，存在一种几乎不能观察到金属间化合物层的边界的情况，在这种情况下，另外采用EPMA分析。这样，由Fe和Al之间的放射强度的差异可以容易地鉴定铁氧体层。它是通过测定约5个随机部分的厚度并计算其平均值进行铁氧体层的厚度的测定来确定的。而且，基底钢由主要由马氏体组成的结构组成，并且例如可以通过用苦味酸酒精溶液蚀刻并用光学显微镜观察到该结构。
图7显示了本发明的结构的实例。在其界面处识别到两层，并且根据EPMA定量分析的结果，下层是厚度为约5μm的铁氧体层。在本文的图7中，标号1显示该层由Al：26.85％、Si：9.83％、Fe：59.92％组成；标号2显示组成为Al：49.54％、Si：3.11％、Fe：44.89％；标号3显示组成为Al：30.75％、 Si：8.88％、Fe：56.91％；标号4显示组成为Al：9.59％、Si：2.92％、Fe：84.02％。
最后，对于涂镀钢板的加热和冷却条件，对加热和冷却方法没有特别的限制。为了获得硬化结构，事实上冷却速率大大影响它，并且冷却速率不低于约30℃/秒是理想的。这取决于钢组份，并且对于具有良好的可硬化性的钢，主要由马氏体组成的理想结构甚至可以在约10℃/秒的冷却速率下获得，或者在另一情况下，要求冷却速率不低于100℃/秒，这取决于钢等级。为了获得所需厚度的铁氧体层，需要使加热条件最佳化。
                    实施方式7
下面描述在实施方式7中调节钢板组成等的理由。
本发明是一种在成型之后具有不低于约1,000Mpa的高强度的高强度钢板，并且其是在经受热轧或局部快速加热之后，通过快速冷却将其淬火而获得的钢板，这样做，将其转变成主要由马氏体组成的结构。因此，测定基底钢的硬度不低于250。该硬度是根据维氏硬度测定的。为了获得该硬度，C量为0.05％是理想的。至于钢中的其它元素，没有特别的限制，但是经常使用元素Si、Mn、Ti、B、Cr、Mo、Al、P、S、N等。Si在疲劳特性方面有效，Mn和B有利于提高可硬化性。Ti、Si、Cr、Mo和Al是在镀铝之后提高耐热性的元素。
而且，本发明钢板在基底钢的表面上有一主要由Al和Fe组成的铝合金体系镀层，并且该铝合金体系镀层的厚度限制在3-35μm，优选3-18μm。如上所述，这一限制是在考虑到可焊性、喷漆后耐腐蚀性和耐热性之间的平衡才确定的。即，当层厚小于3μm时，不能获得足够的喷漆后耐腐蚀性和耐热性。特别是在铝镀层中不加Si的情况下，耐热性受损明显。通过可点焊性确定其厚度的上限。当电镀厚度不大于35μm时，可以获得与镀锌钢板相同的可点焊性(电极寿命)；并且当电镀厚度不大于18μm时，可以获得与热浸合金化镀锌钢板相同的可点焊性。可以将FeAl3、Fe2Al5、Fe3Al、Fe2Al8Si等形成为合金层。而且，在合金化层和基底钢之间的界面处可以经常地识别含有Al的铁氧体层的形成。
通常，在镀铝钢板中，Fe-Al-体系合金化层趋于生长并破坏可加工性。因此，经常发生加入Si以抑制合金层生长并提高可加工性。在热轧的情况下，由于钢板是在铝镀层受热并合金化至其表面之后趁热加工的，因此不是特别需要加入Si。然而，事实上也可以加入Si。在对部分钢板进行快速加热的情况下，由于在室温下进行加工，因此Si的加入必不可少。推荐Cr、Mg、Ti、Sb、Sn、Zn等作为铝镀层中的其它加入元素，并且只要该镀层主要由Al组成，那么这些元素都可以使用。然而，Zn的沸点低，并且当过量使用时，在加热期间Zn在其表面上产生锌粉，这样在压制期间引起磨损。因此，其加入量不小于60％是不理想的。
本发明没有特别定义电镀的预处理和后处理，以及压制期间钢板的加热方法及其冷却方法。作为电镀后处理，推荐有铬酸盐处理、树脂镀层处理等等，旨在主要防止生锈和光滑，然而，至于铬酸盐处理，考虑目前对六价铬的管制，优选含有三价铬的处理薄膜，例如电解铬酸盐等等。可以使用树脂镀层处理通常可以有效地提高成型性，并且在成型之后将一部分钢板快速加热时特别有效。当钢板受热然后成型时，树脂薄膜分解，因此没有影响。
对镀铝钢板的制备方法也没有规定。可以使用常规制钢条件和热轧条件。经常通过热浸镀法进行镀铝，但是方法并不限于此，可以使用在无水溶剂中电镀、蒸汽沉积处理等。作为电镀之前的预处理推荐有Ni预电镀等，并且可以采用它。
加热或冷却钢板的方法也没有特别的规定。可以采用一种加热装置如电加热、在炉中加热、高频加热等。在这些装置中，高频加热适合快速对部分钢板进行加热。
                    实施方式8
下面描述在实施方式8中调节钢板组份等的理由。
如上所述，本发明是一种通过加热之后趁热形成镀铝钢板，之后将其立即冷却，并由此将其淬火以保证所需强度的工艺，并要求钢板的组份赋予该钢板优异的可硬化性。为了满足该要求，要求C量不小于0.05％，优选不小于0.1％。至于钢中的其它元素，经常使用元素Si、Mn、Ti、B、Cr、Mo、Al、P、S、N等。Si在疲劳特性方面有效，Mn和B有利于提高可硬化性。Ti、Si、Cr、Mo和Al是在镀铝之后提高耐热性的元素。
加热之后在表面上可以产生铝合金体系镀层组分有FeAl3、Fe2Al5、Fe3Al、Fe2Al5Si等。这些相趋于以层状方式形成多层结构，但是这些相的结构并不特别规则。当其组成主要由Al和Fe构成，并且将Si加入到铝镀浴中时，其中含有约5-10％的Si。这些元素在所有组成中占不小于90％。而且，在镀层受热转变成铝合金体系镀层至其表面之后，才将镀铝钢板经受压制加工。这是由于，当Al大量留在表面上时，可焊性和喷漆后耐腐蚀性受损。
至于本发明的加热和冷却条件，对加热和冷却方法没有特别的限制。可以使用任意一种加热方式，例如在大气炉中加热、感应加热、电加热等。此时的加热速率也没有限制。加热速率事实上大大取决于钢板的厚度和形状。新近获悉，在炉中停留时间越长，在接下来的成型期间的镀层附着性越好。加热温度大致在800-1,200℃的范围内，优选900-1,000℃，并且重要的是保持钢板在该温度范围内持续约几分钟。然而，停留时间取决于温度，并且确定该停留时间必需长于以下四个条件的时间：A(800℃、13分钟)、B(900℃、6分钟)、C(1,050℃、1.5分钟)和D(1,200℃、0.3分钟)。
然而，较长的停留时间使得压制成型时的生产率受损。通过在950℃下加热5-8分钟可以获得实际上足够的镀层附着性，这一条件是作为折衷点而确定的。硬化结构实际上大大受到冷却速率的影响，并且为了获得所述硬化结构，要求冷却速率不低于10℃/秒。这取决于钢组份，并且在为具有良好可硬化性的钢板的情况下，即使在约10℃/秒的冷却速率下也可以获得主要由马氏体组成的所需结构，或者在另一情况下，根据钢等级要求冷却速率为约30℃/秒。
接下来，以实施例为基础详细解释本发明。
                       实施例1
对作为物料的酸渍钢板(厚1.8mm)和冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表1所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。表1中的第1、3、5、7和9号是冷轧钢板，其它的是热轧钢板。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在浸镀之后采用气体擦去法(gas wiping method)将电镀的沉积量调整至每面40g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零锌花(zero-spangle)处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。镀层外观良好，没有未电镀缺陷等。评价由此制得的热浸镀铝钢板的可硬化性和耐热性。评价方法示于下。
作为实际的合金化的方法，将镀铝钢板在950℃下加热30分钟，之后冷却，同时在氮气环境下将其***由钢制成的模具之间。冷却速率是100℃/秒。肉眼评价钢板镀层的剥落。另外，施加100g载荷下测定钢板横截面的维氏硬度。之后，将钢板经受常用于镀铝的化学处理，并镀锌，涂布厚度为20μm的阳离子电沉积漆(Nippon Paint Co.，Ltd.；powernix 110)，烘焙，并在切出十字形状之后经受20天的喷盐试验(JIS-Z2371)，并测定十字形切割部分的腐蚀深度。这里，十字形切割的深度是约50μm。因此，由记录值减去50μm得到的值是真正的腐蚀深度。而且，为了获得Fe-Al金属间化合物中的Mn和Cr的浓度，淬火之后，在从表面到5μm深的区域的横截面的5个经抛光的部分，使用EPMA通过定量分析一样品来测定Mn和Cr的量。评价结果示于表2。
耐热性的评价标准
○：没有剥落
△：从边缘部分剥落
×：产生剥落
喷漆后耐腐蚀性的评价标准
○：腐蚀深度不大于80μm
×：腐蚀深度大于80μm
(每一值包括十字形切割的深度。)
                                                                             表1
  编号                                                             化学组成(质量％)
  C   Si   Mn   P   S   Al   N   Ti   Cr   Mo   B   Ti*
  1   0.23   0.12   1.21   0.02   0.009   0.03   0.004   0.02   0.13   -   0.002   0.76
  2   0.21   0.20   0.81   0.02   0.007   0.05   0.004   0.22   0.20   -   -   0.83
  3   0.17   0.15   1.24   0.01   0.008   0.03   0.003   0.01   1.10   -   0.0008   1.73
  4   0.42   0.7   2.41   0.01   0.009   0.01   0.003   0.66   0.21   -   0.001   2.08
  5   0.23   0.31   1.54   0.02   0.007   0.05   0.003   0.02   0.44   -   0.002   1.23
  6   0.25   0.18   1.22   0.01   0.01   0.04   0.003   0.02   0.66   0.20   0.005   1.29
  7   0.24   0.2   0.41   0.01   0.02   0.05   0.004   0.09   0.10   0.15   0.01   0.47
  8   0.2   0.2   2.43   0.01   0.01   0.04   0.003   0.09   0.21   -   0.0008   1.52
  9   0.03   0.1   1.4   0.02   0.01   0.03   0.004   0.25   0.15   -   0.0003   1.1
  10   0.23   0.12   0.3   0.01   0.008   0.05   0.003   0.03   0.23   -   -   0.41
  11   0.24   0.10   0.51   0.01   0.008   0.03   0.004   0.05   0.03   -   0.0022   0.34
注1)Ti*：Ti+0.5Mn+Cr+0.5Mo
                           表2
    编号    Mn+Cr量     耐热性     维氏硬度   喷漆后耐腐蚀性
1 0.4 ○ 515 ○
2 0.22 ○ 480 ○
    3    0.96     ○     405   ○
    4    0.85     ○     766   ○
    5    0.30     ○     511   ○
    6    0.30     ○     548   ○
    7    0.15     ○     539   ○
    8    0.78     ○     466   ○
    9    0.44     ○     200   ○
    10    0.19     ○     311   ○
    11    0.21     △     522   ○
当C量过低时，如第9个钢板，其强度降低。一般说来，通过将维氏硬度乘以3得到接近材料强度的值(MPa)，并且在这种情况下，获得最多仅仅600Mpa级别的强度。当对淬火有效的元素(例如Mn、B等)的加入量小时，如第10号钢板，即使C量大也不能获得淬火效果，并且该强度在一定程度上趋于受损。而且，在Ti*：Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo的值小的情况下，如第11号钢板，加热之后镀层剥离并且耐热性在一定程度上趋于受损。在第1-8号钢板中，其中这些元素在钢中的加入量得到适当控制，强度、耐热性和喷漆后耐腐蚀性都显示出良好的结果。
接下来，表1中本实施例的第7号钢板在主要含有Al-10％Si-2％Fe并且其中加入Mn和Cr的镀浴中电镀。电镀的沉积量是每一面60g/m2，并且获得良好的电镀外观。在加热之后将钢板用模具在900℃下淬火2分钟。冷却速率是约100℃/秒。此时镀浴中的Mn和Cr的量和评价结果示于表3。当金属间化合物中的Mn和Cr的量小时，如第1号钢板，喷漆后耐腐蚀性差，但是随着镀浴中Mn和Cr的加入量增加，其耐腐蚀性提高。此时金属间化合物内Mn和Cr的量与喷漆后耐腐蚀性的关系示于图3。应理解的是喷漆后耐腐蚀性随Mn和Cr的量增加而提高。
                                  表3
    编号   镀浴中元素的量(％) 金属间化合物内元素的量(％)   喷漆后耐腐蚀性
    Mn     Cr     Mn     Cr
    1     0     0     0.08     0   ×
    2     0.1     0     0.11     0   ○
    3     0.2     0     0.24     0   ○
    4     0.4     0.05     0.51     0.08   ○
    5     0.6     0     0.73     0   ○
    6     0.8     0.1     0.75     0.14   ○
                         实施例2
将表4中所示具有不同化学组成的钢铸造，再次加热至1,050-1,250℃的温度，之后热轧、酸渍、冷轧、退火、经受电镀处理(镀铝或者镀铝-锌：镀″Galvalium″)，之后以0.8％的收缩率(reductionrate)经受回火轧。而且，作为整个合金化过程，将这些钢板加热至900-1,000℃的温度，在该温度下保持5分钟，之后用室温的模具进行压制成型，然后调查其性能。对物料性能的测定是通过从轧制时快速冷却的部分切取样品，并对其施加抗拉试验来进行的。该试验是按照JIS-Z2201将样品切割成5个试验片，并按照JIS-Z2241中所述的测定方法进行的。评价结果示于表5。
                                                                           表4
 钢号   C   Si   Mn   S   P   Al   Ti   N   Ni   Cu   B   Sn     Ti-3.42*N
 1   0.22   0.20   1.05   0.020   0.020   0.025   0.020   0.0024   0.02   0.02   0.0030   -     0.012
 2   0.21   0.15   0.94   0.018   0.023   0.024   0.022   0.0035   0.25   0.10   0.0027   -     0.010
 3   0.22   0.15   0.94   0.018   0.023   0.024   0.022   0.0025   0.01   0.01   0.0027   0.01     0.013
 4   0.16   0.48   1.70   0.009   0.015   0.021   0.017   0.0025   0.80   0.02   0.0002   -     0.008
 5   0.35   0.05   1.00   0.015   0.012   0.030   0.020   0.0028   0.01   0.01   0.0020   -     0.010
 6   0.53   0.10   1.10   0.010   0.020   0.026   0.200   0.0021   0.02   0.01   0.0010   0.05     0.193
 7   0.53   0.10   0.30   0.010   0.020   0.030   0.020   0.0020   0.90   0.02   0.0047   -     0.013
 8   0.22   0.20   1.00   0.002   0.015   0.035   0.005   0.0034   0.02   0.02   0.0005   -     -0.007
 9   0.21   0.20   1.10   0.022   0.021   0.028   0.020   0.0026   0.00   0.02   0.0020   -     0.011
 10   0.22   0.20   2.00   0.010   0.010   0.030   0.020   0.0033   0.01   0.01   -   -     0.009
 11   0.35   0.15   2.10   0.012   0.013   0.023   0.018   0.0028   0.05   0.01   -   0.01     0.008
 12   0.24   0.20   2.50   0.008   0.009   0.035   0.026   0.0035   0.02   0.01   -   -     0.014
                                                表5
  钢号   冷却温度(℃)   退火温度(℃) 电镀类型   成型之前的TS(Mpa)   成型之前的加热温度(℃)   YP(MPa)   TS(MPa)   裸露耐腐蚀性   喷漆后耐腐蚀性
  1   630   780 镀铝   560   950   1250   1580   ○   ○
  610   775 镀Galvalium   550   950   1255   1600   ○   ○
  2   680   760 镀铝   550   950   1220   1610   ○   ○
  650   780 镀Galvalium   558   950   1210   1590   ○   ○
  3   620   730 镀铝   570   950   1280   1550   ○   ○
  630   730 镀Galvalium   564   950   1270   1540   ○   ○
  4   650   830 镀铝   500   980   1110   1310   ○   ○
  660   840 镀Galvalium   508   980   1100   1320   ○   ○
  5   630   770 镀铝   603   950   1480   1830   ○   ○
  640   770 镀Galvalium   605   950   1490   1820   ○   ○
  6   650   775 镀铝   654   940   1610   1990   ○   ○
  660   780 镀Galvalium   660   940   1620   1980   ○   ○
  7   650   760 镀铝   780   910   1850   2100   ○   ○
  650   760 镀Galvalium   774   910   1820   2120   ○   ○
  8   650   790 镀铝   553   950   750   980   ○   ○
  9   630   800 镀铝   558   950   1210   1540   ×   ○
  10   640   780 镀铝   554   950   1240   1580   ○   ○
  630   775 镀Galvalium   550   950   1230   1575   ○   ○
  11   650   760 镀铝   572   950   1200   1510   ○   ○
  650   760 镀Galvalium   563   950   1205   1520   ○   ○
  12   620   730 镀铝   595   950   1270   1560   ○   ○
  630   730 镀Galvalium   598   950   1275   1570   ○   ○
从压制成型期间经过加工的部分切取样品，并评价作为高温成型之后的表面性能的裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。通过使样品经受湿罐试验(相对湿度：95％，温度：40℃)持续3天来评价裸露耐腐蚀性；在样品上切出十字形切痕，然后通过使样品经受持续30天的喷盐试验(JIS-Z2134)来评价喷漆后耐腐蚀性。采用阳离子电沉积漆作为这种情况下的喷漆，并且喷漆厚度是15μm。从其外观判断其裸露耐腐蚀性，并使用标记○或×来标记，其评价标准是：×代表发生红锈，○代表没有红锈。同样，从其外观判断喷漆后耐腐蚀性，并使用标记○、△或×来标记，其评价标准是：○代表起凸不大于2mm，△代表起凸大于2mm但不大于4mm，并且×代表起凸大于4mm。第1-7号钢是组份在本发明所述范围内的钢，并且在本发明所述范围内的条件下生产的所有钢板在高温成型之后可以保证高强度，而且，在裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性方面都没有问题。这里，在第7号钢的情况下，还显示了在这些条件(退火温度得自本发明所述的范围)下制得的钢板的结果，并且，在这种情况下，由于钢板强度太高，因此没有评价这些性能。在第8和9号钢的情况下，钢板组成偏离本发明所述的范围内。结果，在第8号钢的情况下，高温成型之后的强度(为本发明的一个目标)低，并且在为第9号钢的情况下，无法保证裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。
                     实施例3
将表6中所示具有不同化学组成的钢铸造，再次加热至1,050-1,250℃的温度，之后热轧、酸渍、冷轧、退火、经受电镀处理(镀铝或者镀铝-锌)，之后以0.8％的收缩率经受回火轧。而且，作为整个合金化过程，将这些钢板加热至900-1,000℃的温度，在该温度下保持5分钟，之后用室温的模具进行压制成型，然后调查其性能。对物料性能的测定是通过从轧制时快速冷却的部分切取样品，并对其施加抗拉试验进行的。该试验是按照JIS-Z2201将样品切割成5个试验片并按照JIS-Z2241中所述的测定方法进行的。评价结果示于表7。
                                                                      表6
    钢号   C     Si     Mn     S   P   Al   N   Cr   Mo     Cr+7×Mo     注
    1   0.16     0.20     0.72     0.006   0.020   0.035   0.0025   1.00   0.18     2.260     本发明实施例
    2   0.21     0.21     0.68     0.008   0.018   0.032   0.0030   0.95   0.15     2.000     本发明实施例
    3   0.50     0.25     0.75     0.006   0.020   0.026   0.0028   0.98   0.17     2.170     本发明实施例
    4   0.23     0.20     1.50     0.010   0.015   0.030   0.0030   0.32   0.00     0.320     本发明实施例
    5   0.22     0.45     2.20     0.009   0.010   0.038   0.0035   0.00   0.05     0.350     本发明实施例
    6   0.23     0.15     0.30     0.008   0.012   0.032   0.0026   1.90   0.00     1.900     本发明实施例
    7   0.21     0.20     0.50     0.008   0.010   0.033   0.0028   0.00   0.80     5.600     本发明实施例
8 0.22 0.21 0.65 0.006 0.015 0.032 0.0030 0.10 0.02 0.240 本发明实施例
    9   0.22     0.20     0.70     0.008   0.014   0.025   0.0025   0.25   0.00     0.250     本发明实施例
    10   0.21     0.18     0.45     0.010   0.012   0.028   0.0025   0.00   0.03     0.210     对比实施例
                                                   表7
钢编号   冷却温度(℃)   退火温度(℃) 电镀类型   成型之前的TS(MPa)   成型之前的加热温度(℃)   YP(MPa)   TS(Mpa)   裸露耐腐蚀性   喷漆后耐腐蚀性 注
  1   630   780     镀铝   565   980   1080   1280   ○   ○   本发明实施例
  620   780     镀铝-锌   560   980   1090   1270   ○   ○   本发明实施例
  2   650   770     镀铝   605   950   1290   1560   ○   ○   本发明实施例
  650   765     镀铝-锌   600   950   1285   1580   ○   ○   本发明实施例
  3   635   740     镀铝   725   930   1705   1890   ○   ○   本发明实施例
  630   750     镀铝-锌   750   930   1700   1900   ○   ○   本发明实施例
  4   645   775     镀铝   500   950   1390   1610   ○   ○   本发明实施例
  650   780     镀铝-锌   508   950   1400   1600   ○   ○   本发明实施例
  5   630   770     镀铝   603   950   1300   1550   ○   ○   本发明实施例
  630   770     镀铝-锌   605   950   1320   1555   ○   ○   本发明实施例
  6   650   770     镀铝   654   950   1390   1620   ○   ○   本发明实施例
  640   760     镀铝-锌   660   950   1380   1620   ○   ○   本发明实施例
  7   640   770     镀铝   780   950   1320   1510   ○   ○   本发明实施例
  650   760     镀铝-锌   774   950   1325   1520   ○   ○   本发明实施例
  8   630   765     镀铝   553   950   1320   1580   ○   ○   本发明实施例
  635   760     镀铝-锌   555   950   1310   1570   ○   ○   本发明实施例
  9   640   770     镀铝   558   950   1340   1575   ○   ○   本发明实施例
  645   770     镀铝-锌   562   950   1350   1585   ○   ○   本发明实施例
  10   630   765     镀铝   554   950   1350   1595   ×   ×   对比实施例
  640   760     镀铝-锌   550   950   1330   1530   ×   ×   对比实施例
从压制成型期间经受加工的部分切取样品，并在高温成型之后评价作为表面性能的裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。通过使样品经受持续3天的湿罐试验(相对湿度：95％，温度：40℃)来评价裸露耐腐蚀性；在样品上切出十字形切痕，然后通过使样品经受持续30天的喷盐试验(JIS-Z2134)来评价喷漆后耐腐蚀性。采用阳离子电沉积漆作为这种情况下的喷漆，并且喷漆厚度是15μm。从其外观判断其裸露耐腐蚀性，使用标记○或×标记，其评价标准是：×代表发生红锈，○代表没有红锈。同样，从其外观判断喷漆后耐腐蚀性，使用标记○、△或×标记，其评价标准是：○代表起凸不大于2mm，△代表起凸大于2mm但不大于4mm，并且×代表起凸大于4mm。第1-9号钢是组份在本发明所述范围内的钢，并且在本发明所述范围内的条件下生产的所有钢板在高温成型之后可以保证高强度，而且，在裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性方面都没有问题。在第10号钢的情况下，钢板组成偏离本发明所述的范围，并因此无法保证裸露耐腐蚀性和喷漆后耐腐蚀性。
                     实施例4
对作为物料的酸渍钢板(厚1.8mm)和冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表8所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。表8中的第1、3、5和7号是冷轧钢板，其它的是热轧钢板。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至两个面都是80g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零锌花处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。电镀外观良好，没有未电镀缺陷等。性能示于表9。
评价由此制得的热浸镀铝钢板的可硬化性和可加工性。可加工性是通过如下评价的：作为实际合金化的方法，将镀铝钢板在大气中950℃下加热10分钟，之后冷却，同时将其***由钢制成的模具之间(冷却速率：约30℃/秒)，将其冷却至室温，之后使其经受冲击试验。而且，施加100g载荷下测定钢板横截面的维氏硬度。
可加工性的评价标准
○：没有剥落
△：产生裂缝
×：产生粉状剥落
                                                      表8
  编号                                                化学组成(重量％)
  C   Si   Mn   P   S   Al   N   Ti   Cr   Mo   B
  1   0.23   0.12   1.21   0.02   0.009   0.03   0.004   0.02   0.13   -   0.002
  2   0.21   0.20   0.81   0.02   0.007   0.05   0.004   0.22   0.20   -   -
  3   0.17   0.15   1.24   0.01   0.008   0.03   0.003   0.01   1.10   -   0.0008
  4   0.23   0.31   1.54   0.02   0.007   0.05   0.003   0.02   0.44   -   0.002
  5   0.25   0.18   1.22   0.01   0.01   0.04   0.003   0.02   0.66   0.20   0.005
  6   0.24   0.2   0.95   0.01   0.02   0.05   0.004   0.09   0.5   0.15   0.01
  7   0.2   0.2   2.43   0.01   0.01   0.04   0.003   0.09   0.21   -   0.0008
  8   0.04   0.1   1.4   0.02   0.01   0.03   0.004   0.25   0.15   -   0.0003
                             表9
    编号     可加工性     Fe-Al镀层中的Al量(％)     维氏硬度
    1     ○     15     515
    2     ○     15     480
    3     ○     15     405
    4     ○     15     511
    5     ○     15     548
    6     ○     15     539
    7     ○     15     466
    8     ○     15     209
当C量相对低时，如第8号钢中的，其强度也相对低。一般说来，通过将维氏硬度乘以3得到接近材料拉伸强度的值(MPa)，并且在这种情况下，获得最多仅仅600Mpa级别的强度。在为第1-7号钢的情况下，强度和可加工性都显示良好的结果。使用EPMA定量分析这种情况下Fe-Al镀层中Al的量，并且该值是约15％。这里，该值是通过在从表面到10μm深的范围内分析淬火后样品横截面的5个部分并将该分析数据平均获得的。
接下来，表8中本实施例的第1号钢板用主要由Al-10％Si-2％Fe组成的金属电镀，并且电镀的沉积量是每一面都在60g/m2到200g/m2之间。将由此获得的样品在大气中950℃下加热，同时改变停留时间，用冲击试验评价其可加工性，并通过实施例4的第1项中所述的方法测定Fe-Al镀层中Al的量。如表10中所示，其可加工性取决于Fe-Al镀层中Al的量，并且当Al的量不大于35％时，获得良好的可加工性。而且，Fe-Al镀层中Al的量取决于沉积量和停留时间，并且可以理解为沉积量越小并且停留时间越长，扩散进行越充分，并且Fe-Al镀层中Al的量越少。
                            表10
    编号   沉积量(g/m2)     停留时间  Fe-Al镀层中Al的量(％)   可加工性
    1   60     0  36   △
    2   60     1  29   ○
    3   60     2  17   ○
    4   80     0  38   ×
    5   80     1  35   △
    6   80     2  20   ○
    7   120     2  42   ×
    8   120     4  36   ×
    9   120     6  15   ○
    10   200     5  44   ×
    11   200     10  38   ×
    12   200     15  377   ×
                      实施例5
对作为物料的酸渍钢板(厚1.8mm)和冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表11所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀Al-Si-Mg。表11中的A、C、E和G号是冷轧钢板，其它的是热轧钢板。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至每面40g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零锌花处理。此时的镀浴组成是Al-8％Si-6％Mg-1％Fe-0.1％Ca。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。电镀外观显示闪烁图案并且良好，没有未电镀缺陷等。这种情况下的制备条件示于表12。
评价由此制得的热浸镀钢板的可硬化性和耐腐蚀性。下面描述评价方法。作为实际合金化方法，将该热浸镀钢板经受5％拉伸应力，然后在950℃下加热5分钟，之后冷却，同时将其***钢板之间。冷却速率是约30℃/秒。肉眼观察冷却之后的样品以评价其耐热性。然后，通过使样品经受持续3天的湿罐试验(相对湿度：95％，温度：40℃)来评价裸露耐腐蚀性；在样品上切出十字形切痕，然后通过使样品经受持续30天的喷盐试验(JIS-Z2134)来评价喷漆后耐腐蚀性。采用阳离子电沉积漆作为这种情况下的喷漆并且喷漆厚度是15μm。而且，通过施加100 g载荷测定钢板的维氏硬度。
耐热性的评价标准
○：良好
△：在表面上产生裂缝状图案
×：产生红垢(red scales)
裸露耐腐蚀性的评价标准
○：良好
△：产生红锈
喷漆后耐腐蚀性的评价标准
◎：油漆起凸不大于1mm
○：油漆起凸不大于2mm
△：油漆起凸2-4mm
×：油漆起凸大于4mm
                                                       表11
 钢号  C  Si  Mn  P  S  Al  N  Ti  Cr   Mo   Ni   B
 A  0.21  0.20  0.81  0.02  0.007  0.05  0.004  0.05  0.20   -   -   0.0005
 B  0.17  0.15  1.24  0.01  0.008  0.03  0.003  0.15  1.10   -   -   0.0008
 C  0.42  0.7  2.41  0.01  0.009  0.01  0.003  0.46  0.21   -   -   0.001
 D  0.23  0.31  1.54  0.02  0.007  0.4  0.003  0.24  0.44   -   -   0.002
 E  0.25  0.18  1.22  0.01  0.01  0.04  0.003  0.003  0.66   0.20   -   0.005
 F  0.24  0.2  0.95  0.01  0.02  0.05  0.004  0.001  -   0.15   0.33   0.01
 G  0.08  0.1  1.4  0.02  0.01  0.03  0.004  0.25  0.15   -   -   0.0003
 H  0.24  0.10  0.31  0.01  0.008  0.03  0.004  0.21  0.03   -   -   0.0001
                                       表12
    编号     所用钢编号     裸露耐腐蚀性     喷漆后耐腐蚀性     维氏硬度
    1     A     ○     ○     485(○)
    2     B     ○     ○     401(○)
    3     C     ○     ○     769(○)
    4     D     ○     ○     509(○)
    5     E     ○     ○     544(○)
    6     F     ○     ○     540(○)
    7     G     ○     ○     289(×)
    8     H     ○     ○     301(×)
当C量太小时，如第7号钢板中的，不能获得足够的强度。一般说来，通过将维氏硬度乘以3得到接近材料强度的值(MPa)，并且在这种情况下，获得最多仅仅800Mpa级别的强度。当对淬火有效的元素如Mn、B等的量小时，如第8号钢板，即使C量大也不能获得淬火效果。在为第1-6号钢板的情况下，其中这些钢中加入的元素量适当控制，在为Mn-B-体系或Mo-Cr-Ni-体系的情况下，强度和耐腐蚀性都显示良好的结果。
然后，使用表11中的钢E，随着热浸镀管线的镀浴组成的变化来研究镀层组成与涂镀钢板性能之间的关系。镀层组成与镀后的性能之间的关系汇总于表13。这里，每一种情况下的维氏硬度在470-510的范围内。
在为第8号钢板(属于Mg-Zn-体系)的情况下，耐腐蚀性差。另一方面，第4-7号钢板(属于Si-Mg-体系)显示优异的耐腐蚀性。同样，第1-3号钢板(属于Si-Mg-Zn-体系)显示优异的耐腐蚀性。
                                              表13
  编号           镀层的组成(质量％)     裸露耐腐蚀性     喷漆后耐腐蚀性
    Si     Mg     Zn    Ca
  1     2     3     40    0.1     ○     ◎
  2     5     7     20    0.1     ○     ◎
  3     8     6     10    -     ○     ◎
  4     12     8     -    0.1     ○     ◎
  5     8     6     -    0.1     ○     ◎
  6     6     3     -    -     ○     ◎
  7     9     0.5     -    -     ○     ◎
  8     -     1     3    -     ×     ×
                         实施例6
对作为物料的冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表14所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至每一面都是60g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零闪烁处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。电镀外观良好，没有未电镀缺陷等。将由此制得的镀铝钢板加热至950℃，并以实际合金化方法评价空气冷却期间镀层的可加工性(剥落耐性)。
此时，通过改变加热时间和加热方式改变铁氧体层的厚度。通过冲击试验进行加工，随着冷却期间加工温度的变化肉眼判断剥落状态，并且在不发生镀层剥落的最低温度下评价镀层的可加工性。这里，在为该钢的情况下，即使在10℃/秒的冷却速率下可硬化性依然良好，并且即使在空气冷却的情况下仍获得主要由马氏体组成的结构。图8显示了中间铁氧体层的厚度与这种情况下可以获得良好加工的最低温度之间的关系。
如图8所示，应理解，当铁氧体层的厚度不小于2μm，优选不小于4μm时，镀层的剥落耐性提高。当铁氧体层的厚度是约0.5μm时，即使在800℃下加工也观察到镀层的粉状剥落。而且，作为实际合金化方法，镀层的可加工性取决于电镀的沉积量。尽管铁氧体层的厚度是2μm，当每一面的沉积量是30g/m2时，获得良好加工的最低温度是约500℃。而且，通过用光学显微镜观察和接下来的图象分析来分析此时基底钢的结构，并且在所有情况下不小于80％的结构由马氏体组成。
                                                 表14
   C    Si     Mn    P    S    Al    N    Ti   Cr   Mo    B
   0.36    0.21     0.65    0.02    0.006    0.027    0.003    0.002   1.01   0.16    0.0001
                         实施例7
对作为物料的酸渍钢板(厚1.8mm)和冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表15所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。表15中的第1、3和5号是冷轧钢板，其它的是热轧钢板。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至每个面都是60g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零闪烁处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。电镀外观良好，没有未电镀缺陷等。作为实际合金化方法，将由此制得的热浸镀铝钢板加热至950℃，通过水冷模具冷却，在温度达到约600℃时经受压制成型。肉眼判断在经过弯曲加工的部分的电镀层的剥落状态，所有钢板都没有观察到电镀层剥落。此时，铁氧体层的厚度是10-20μm，并且在所有基底钢中的马氏体百分比不小于80％。这里，冷却速率是约150℃/秒。
                                                          表15
 编号  C  Si  Mn  P  S  Al  N  Ti  Cr   Mo  B
 1  0.22  0.20  0.94  0.02  0.007  0.025  0.003  0.22  0.05   0.002  0.0017
 2  0.16  0.17  0.69  0.02  0.007  0.037  0.004  0.002  0.98   0.17  0.0001
 3  0.20  0.20  0.67  0.02  0.006  0.033  0.003  0.002  0.96   0.17  0.0002
 4  0.22  0.15  0.88  0.03  0.007  0.022  0.004  0.55  0.12   0.01  0.0005
 5  0.25  0.55  0.72  0.02  0.009  0.025  0.003  0.31  0.58   0.12  0.0020
                      实施例8
对作为物料的冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表16所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至每一面都是30-80g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零闪烁处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。电镀外观良好，没有未电镀缺陷等。评价由此制得的镀铝钢板的淬火之后的硬度、金属间化合物的厚度、可焊性、耐热性和喷漆后耐腐蚀性。作为实际合金化方法，通过将钢板在大气中950℃下加热0.5-20分钟进行淬火，之后在平板状态下用模具将该钢板压制并将其冷却。此时，冷却速度是约300℃/秒。这样做，通过改变沉积量和加热时间获得具有不同厚度的合金层以及合金化至表面的淬火钢板。这里，所有钢板的外观几乎均匀。并且这些性能的评价方法和评价标准显示如下。
                                                           表16
  编号  C   Si   Mn   P   S   Al   N   Ti   Cr   Mo   B
  1  0.22   0.20   0.94   0.02   0.007   0.025   0.003   0.22   0.05   0.002   0.0017
[硬度]
在钢板的横截面的中心部分通过赋予100g载荷测定维氏硬度。
[金属间化合物的厚度]
通过使用显微镜观察钢板的横截面，然后用2％nitral蚀刻它，之后用EPMA分析该结构来测定金属间化合物的厚度。一个分析实例示于图9。标号1显示具有如下组成的层：Al：26.85％、Si：9.83％、Fe：59.92％；标号2显示具有如下组成的层：Al：49.54％、Si：3.11％、Fe：44.87％；标号3显示具有如下组成的层：Al：30.75％、Si：8.88％、Fe：56.91％；和标号4显示具有如下组成的层：Al：9.59％、Si：2.92％、Fe：84.02％。
[可焊性]
在以下条件下评价可点焊性：
电极：由分散有铜的氧化铝制成并具有6φ-40R电极头的Dome电极，
压力：600kgf，
焊接电流：10kA，
焊接时间：12个周期(60Hz)。
评价标准：
○：大于2,000个周期的连续点焊
△：1,200-2,000个周期的连续点焊
×：小于1,200个周期的连续点焊
[喷漆后耐腐蚀性]
在化学处理液(常用于钢板的镀铝和镀锌)中将一钢板经受约2分钟的化学处理，然后涂布厚度为20μm的阳离子电沉积漆，在140℃下烘烤20分钟，在切出十字形切痕之后经受20天的喷盐试验，并根据十字形切痕部分的腐蚀深度判断喷漆后耐腐蚀性。此处用切割机切出的十字形切痕的深度是约50μm。因此，由测定值减去50μm获得的值是真正的腐蚀深度。
评价结果汇总于表17。
评价标准
○：腐蚀深度不大于80μm
×：腐蚀深度大于80μm
                                   表17
  编号  合金层的厚度(μm)     基材的硬度(Hv)   可点焊性     喷漆后耐腐蚀性
  1  2     397   ○     ×
  2  5     395   ○     ○
  3  10     399   ○     ○
  4  17     401   ○     ○
  5  25     398   △     ○
  6  32     399   △     ○
  7  38     397   ×     ○
如表17所示，当合金层的厚度小时，钢板趋于具有优异的可点焊性，但是喷漆后耐腐蚀性较差。当该厚度太薄时，如第1号钢板，该钢板具有较差的喷漆后耐腐蚀性，并且当该厚度太厚时，如第7号钢板，该钢板具有较差的可点焊性。同样，在为第5和6号钢板的情况下，钢板趋于具有较差的可点焊性。因此，当认为可点焊性重要时，使合金层的厚度相对薄些是较理想的。
                  实施例9
将表18中显示的钢所制得的钢板用主要由Al-10％Si-2％Fe组成的金属电镀，并且观察到良好的电镀外观。测定在与实施例7的第1项相同条件下淬火之后的合金层的厚度，这些值在8-15μm的范围内。对于这些钢板，评价与实施例7的第1项相同的评价项。结果，所有钢板获得相当于实施例1的评价等级○的评价结果，并且显示良好的可焊性和良好的喷漆后耐腐蚀性。
                                                                   表18
  编号   C   Si   Mn   P   S   Al   N   Ti   Cr   Mo   B
  1   0.22   0.20   0.94   0.02   0.007   0.025   0.003   0.22   0.05   0.002   0.0017
  2   0.16   0.17   0.69   0.02   0.007   0.037   0.004   0.002   0.98   0.17   0.0001
  3   0.20   0.20   0.67   0.02   0.006   0.033   0.003   0.002   0.96   0.17   0.0002
  4   0.36   0.21   0.65   0.02   0.006   0.027   0.003   0.002   1.01   0.16   0.0001
  5   0.22   0.15   0.88   0.03   0.007   0.022   0.004   0.55   0.12   0.01   0.0005
  6   0.25   0.55   0.72   0.02   0.009   0.052   0.003   0.31   0.58   0.12   0.0020
  7   0.23   0.18   0.21   0.03   0.007   0.025   0.003   0.27   0.03   0.01   0.0022
                         实施例10
对作为物料的冷轧钢板(厚1.2mm)(具有表19所示的钢组成并通过常规热轧和冷轧法制得)施加热浸镀铝。在热浸镀铝时，使用非氧化炉还原炉型的管线，在电镀之后通过气体擦去法将电镀的沉积量调整至每一面都是60g/m2，并且在此之后，将钢板冷却并经受零闪烁处理。此时的镀浴组成是Al-10％Si-2％Fe。镀浴中的Fe是电镀设备和镀浴中的钢板不可避免地提供的组份。电镀外观良好，没有未电镀缺陷等。将由此制得的热浸镀铝钢板在大气中加热，然后保持在不同温度下，并形成图10所示的形状。此时，用水冷模具将这些钢板冷却。加热速率是约5-10℃/秒，而冷却速率各部分不尽相同，在冷却速率高的部分其约为100℃/秒，在冷却速率低的部分其约为20℃/秒。评价此时电镀层的可加工性(剥落耐性)。在压制表面上以条状或点状形成电镀层剥落。在表20中显示了加热条件和电镀层的剥落状态之间的关系。另外，本发明的加热条件示于图11。
                                                     表19
  C     Si     Mn     P     S   Al   N   Ti   Cr   Mo   B
  0.24     0.21     0.95     0.02     0.006   0.027   0.003   0.002   1.01   0.16   0.0018
                          表20
    编号     加热温度(℃)     加热时间(分钟)     附着性
    1     800     20     △
    2     850     15     ○
    3     900     13     ○
    4     950     8     ○
    5     1000     6     ○
    6     1050     4     ○
    7     1100     2     ○
    8     900     5     ×
    9     1000     2     ×
附着性的评价标准
○：电镀层没有剥落
△：在部分电镀层产生裂缝
×：电镀层发生剥落
如表20所示，对于实际的合金化过程，如果温度低至800℃，即使加热20分钟，也难以达到理想的附着性。而当加热温度升高时，停留时间不大于10分钟便获得良好的附着性。对于实际的合金化过程，当在900℃下停留时间为5分钟，或者在1,000℃下停留时间为2分钟时，附着性仍然不足。
                   工业实用性
如上所述，本发明提供了一种形成高强度汽车零件的热轧方法，并且大大有利于在未来减轻汽车的重量。

Claims (14)

1、一种具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于在该钢板的表面上具有Fe-Al-体系镀层，该镀层中含有总量大于0.1％的Mn和Cr。
2、一种具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于在该钢板的表面上具有Fe-Al-体系镀层，以质量计，该镀层中含有总量大于0.1％的Mn和Cr，以质量计，该钢板含有C：0.05-0.7％、Si：0.05-1％、Mn：0.5-3％、P：不高于0.1％、S：不高于0.1％和Al：不高于0.2％，此外还含有一种或多种选自以下的元素：Ti：0.01-0.8％、Cr：不高于3％和Mo：不高于1％，以便满足以下表达式1：
Ti+0.5×Mn+Cr+0.5×Mo＞0.4  ...1
3、如权利要求2的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于，以质量计，该钢还含有一种或多种选自以下的元素：N：不高于0.1％、Nb：不高于0.1％、V：不高于0.1％、Ni：不高于1％、Cu：不高于1％、B：0.0003-0.03％、Sn：不高于0.1％和Sb：不高于0.1％。
4、如权利要求1的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于，以质量计，该钢含有：C：0.15-0.55％、Si：不高于0.5％、Mn：0.2-3％、P：不高于0.1％、S：不高于0.04％、Al：0.01-0.1％和N：不高于0.01％，并且还含有一种或多种选自以下的元素：B：0.0002-0.0050％、Ti：0.01-0.8％、Cr：不高于2％、Mo：不高于1％、Ni：不高于1％、Cu：不高于0.5％和Sn：不高于0.2％。
5、如权利要求1-4任一项的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层还含有1-20％的Si。
6、如权利要求1-5任一项的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于Fe-Al-体系镀层中的Al浓度不高于35重量％。
7、如权利要求1-6任一项的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层还含有Zn：1-50％和Mg：0.1-10％中的一种或两种。
8、如权利要求1-7任一项的具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述Fe-Al-体系镀层的厚度是3-35μm。
9、一种用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于其具有：钢板表面上的主要由Fe-Al组成的镀层；在该镀层下面的厚度从不小于2μm至不高于钢板厚度的十分之一的铁氧体层；和在该铁氧体层下面的主要由马氏体组成的基底钢。
10、如权利要求9的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于钢板表面上的铝合金体系镀层和金属间化合物层下面的铁氧体层中含有Si。
11、如权利要求9或10的用于高强度汽车部件的镀有铝合金体系的钢板，其特征在于所述铁氧体相的硬度不高于200。
12、一种压制成型的高强度汽车零件，其至少一部分是由如权利要求1-11任一项的钢制成的。
13、如权利要求12的高强度汽车零件，其特征在于在其表面的至少一部分上具有厚度为1-200μm的镀膜。
14、一种高强度汽车部件的热轧方法，其中，在采用热压方法制备该汽车部件时，所用钢板是用主要由Al组成的金属电镀含有不小于0.05重量％的C作为钢组分的钢而制得的，该部件是在比以下A、B、C和D条件的时间更长的加热条件下加热之后通过压制成型形成的，并且该部件的至少一部分在不低于10℃/秒的冷却速率下冷却：
A(800℃，13分钟)、B(900℃，6分钟)、C(1,050℃，1.5分钟)、D(1,200℃，0.3分钟)。
CNB028120361A 2001-06-15 2002-06-14 镀有铝合金体系的高强度钢板以及具有优异的耐热性和喷漆后耐腐蚀性的高强度汽车零件 Ceased CN100370054C (zh)

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