JP2001335908A - Galvannealed steel sheet and its production method - Google Patents
Galvannealed steel sheet and its production methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度でかつ延性
に優れ、しかも母材とめっき皮膜の界面の密着性に優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a galvannealed steel sheet having high strength, excellent ductility, and excellent adhesion at the interface between a base material and a plating film, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、家電製品、建材、および自動車等
の産業分野においては溶融亜鉛めっき鋼板が大量に使用
されている。なかでも、塗装性、溶接性に優れた合金化
溶融亜鉛めっき鋼板が使用されることが多い。2. Description of the Related Art In recent years, galvanized steel sheets have been used in large quantities in industrial fields such as home appliances, building materials and automobiles. Above all, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet excellent in paintability and weldability is often used.
【０００３】一方、これらの産業分野においては、素材
の高性能化と同時に軽量化が強く推進されており、素材
鋼板に対する高強度化の要請が強く、数多くの高強度化
技術が開発されている。しかしながら、鋼板の高強度化
に伴い、延性が損なわれるため、加工性が劣化するとい
う問題があった。[0003] On the other hand, in these industrial fields, there is a strong push for higher performance and weight reduction of raw materials, and there is a strong demand for higher strength of raw steel sheets, and a number of higher strength technologies have been developed. . However, since the ductility is impaired with the increase in strength of the steel sheet, there is a problem that workability is deteriorated.
【０００４】この問題に対して、特開平 5− 70886号公
報に示されるように、Si、Alを適量添加し、鋼中に残留
オーステナイトを含む、局部延性が著しく改善された、
プレス成形時の加工性が良好な高張力鋼板が開発されて
いる。In order to solve this problem, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-70886, a suitable amount of Si and Al was added to the steel to contain residual austenite, and the local ductility was significantly improved.
High tensile strength steel sheets having good workability during press forming have been developed.
【０００５】このように、高強度でかつ加工性に優れた
材料が要求され、特に自動車車体用等の素材としては、
さらに、防錆能が高く、経済性にも優れている材料が要
求される。そのため、高強度でかつ加工性に優れた鋼板
を母材として、これに合金化溶融亜鉛めっきを施した材
料が要求されることとなった。As described above, a material having high strength and excellent workability is required. Particularly, as a material for an automobile body, etc.,
Further, a material having high rust prevention ability and excellent economic efficiency is required. Therefore, a material in which a steel plate having high strength and excellent workability is used as a base material and is subjected to alloying hot-dip galvanizing has been required.
【０００６】通常、溶融亜鉛めっき鋼板は、母材鋼板を
脱脂洗浄した後、または脱脂洗浄を行わずに、弱酸化性
雰囲気または還元性雰囲気中で予熱し、水素と窒素の混
合ガスからなる還元性雰囲気中で焼鈍し、その後、鋼板
をめっき温度付近まで冷却して溶融亜鉛浴に浸漬するこ
とにより製造される。Normally, a hot-dip galvanized steel sheet is preheated in a weakly oxidizing atmosphere or a reducing atmosphere after degreasing and cleaning of a base steel sheet or without degreasing and cleaning, and is made of a reducing gas comprising a mixed gas of hydrogen and nitrogen. It is manufactured by annealing in a neutral atmosphere, and then cooling the steel sheet to near the plating temperature and immersing it in a molten zinc bath.
【０００７】合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、この溶融亜
鉛めっき鋼板を、連続的に熱処理炉で 500〜 600℃の材
料温度で 3〜60秒間加熱してFe−Zn合金めっき皮膜を形
成させることにより製造される。めっき皮膜は、FeとZn
の金属間化合物からなり、めっき皮膜中のFe含有量は、
一般に 8〜12質量％である。めっき付着量は、通常、片
面当り20〜70g/m2であり、この範囲より少ないものは通
常の方法では製造することが難しく、また、この範囲を
上回るものはめっき皮膜の耐パウダリング性の確保が困
難であるため、一般には供給されていない。[0007] The galvannealed steel sheet is formed by continuously heating the hot-dip galvanized steel sheet in a heat treatment furnace at a material temperature of 500 to 600 ° C for 3 to 60 seconds to form an Fe-Zn alloy plating film. Manufactured. Plating film is Fe and Zn
Fe content in the plating film,
Generally, it is 8 to 12% by mass. Coating weight is usually per side 20 to 70 g / m 2, it is difficult to produce in this range less that the usual methods, also, those above this range of powdering resistance of the plating film Because it is difficult to secure, it is not generally supplied.
【０００８】このような合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母
材として、前掲の特開平 5− 70886号公報に記載される
残留オーステナイトを含有する加工性が良好な、かつ高
張力の材料を用いると、母材鋼板とめっき皮膜の界面の
密着性（以下、「皮膜密着性」と記す）が低下するとい
う問題が生じる。As a base material of such an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, if a material having good workability and high tensile strength containing residual austenite described in JP-A-5-70886 is used, There is a problem that the adhesion at the interface between the base steel sheet and the plating film (hereinafter, referred to as “film adhesion”) is reduced.
【０００９】この皮膜密着性は、塗装後の低温チッピン
グ性などと密接な関係があり、母材として極低炭素鋼を
用いる場合は、特開平10− 96064号公報に記載されるよ
うに、粒界へZnを侵入させることによるアンカー効果に
よって皮膜密着性を向上させることが可能である。しか
しながら、隣接するフェライト相間（粒界）にＣ濃度の
高いオーステナイト相などの第二相が存在すると、溶融
亜鉛めっき皮膜の合金化処理の際の粒界反応（鋼板とZn
との反応）が著しく抑制されて粒界へのZnの侵入が遮ら
れ、皮膜密着性が低下する。This film adhesion is closely related to the low-temperature chipping property after coating, and when using ultra-low carbon steel as the base material, as described in JP-A-10-96064, It is possible to improve film adhesion by an anchor effect by infiltrating Zn into the field. However, if there is a second phase such as an austenite phase having a high C concentration between adjacent ferrite phases (grain boundaries), a grain boundary reaction (steel sheet and Zn) during alloying treatment of the hot-dip galvanized film.
) Is remarkably suppressed, so that penetration of Zn into the grain boundaries is blocked, and the film adhesion decreases.
【００１０】このため、フェライト相と第二相を含む鋼
板を母材として用いた、高強度でかつ延性に優れ、高い
皮膜密着性を有する合金化溶融亜鉛めっき鋼板材料は、
未だ供給されるには至っていないのが現状である。[0010] Therefore, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet material having high strength, excellent ductility, and high film adhesion, using a steel sheet containing a ferrite phase and a second phase as a base material,
At present, it has not been supplied yet.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況に鑑みなされたもので、主として自動車用の素材と
して使用される合金化溶融亜鉛めっき鋼板で、特に、局
部延性に優れた残留オーステナイトを含む鋼板を母材と
して用いた、高強度でかつ延性に優れ、しかも皮膜密着
性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およびその製造
方法を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and is directed to an alloyed hot-dip galvanized steel sheet mainly used as a material for automobiles, and particularly to a retained austenite excellent in local ductility. It is an object of the present invention to provide an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having high strength, excellent ductility, and excellent film adhesion, using a steel sheet containing as a base material.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者らは、まず、前掲の公報（特開平 5− 708
86号公報）に記載されるSi、Alの複合添加による残留オ
ーステナイト（すなわち、第二相）を含む鋼を母材とし
て、これに合金化溶融亜鉛めっき処理を施し、皮膜密着
性を調査した。その結果、同程度のSi、Alを含有し、第
二相を含まない鋼を母材とした場合に比べて皮膜密着性
の低下が認められるが、上記のSi、Alを複合添加した鋼
に、さらにTiまたはNbを含有させた鋼を母材として用い
たところ、第二相を含んでいても皮膜密着性の向上が可
能であることが判明した。すなわち、このTiまたはNbを
含有させた鋼を溶融亜鉛めっきラインで還元雰囲気中で
焼鈍する際の低温での処理を、 450℃以上 550℃以下で
20秒以上行うと、皮膜密着性が向上する。さらに、めっ
き皮膜と接している側のフェライト相の結晶粒径が小さ
くなると皮膜密着性の向上が著しいことを知見した。本
発明はこれらの知見に基づいてなされたもので、その要
旨は、下記（１）の合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および
（２）のその製造方法にある。 （１）質量％で、Ｃ：0.05％以上0.25％以下、Si：0.02
％以上 2.5％以下、Mn：0.5％以上 3％以下、Al：0.03
％以上 2％以下と、Ti： 0.005％以上0.25％以下および
Nb：0.0025％以上0.25％以下の少なくとも一方を含有す
るとともに、下記式および式を満足し、残部がFeお
よび不純物からなり、不純物中のＰが0.04以下、Ｓが0.
01％以下、Ｎが0.01％以下で、かつ、オーステナイト相
を体積％で１％以上含有する母材鋼板の表面に、Fe含有
量が質量％で 7％以上15％以下の合金化溶融亜鉛めっき
皮膜を有し、このめっき皮膜下の母材鋼板表面のフェラ
イト結晶粒の平均粒径が 0.6μm 以上 6μm 以下で、め
っき皮膜と接している粒界部分に第二相が存在する下記
粒界の比率が90％以下である合金化溶融亜鉛めっき鋼
板。In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors first disclosed the above-mentioned publication (Japanese Patent Laid-Open No. 5-708).
No. 86), a steel containing residual austenite (that is, a second phase) due to the combined addition of Si and Al was used as a base material, which was subjected to alloying hot-dip galvanizing treatment, and the film adhesion was investigated. As a result, a decrease in film adhesion was observed as compared with the case where a steel containing the same degree of Si and Al and containing no second phase was used as a base material. Further, when steel containing Ti or Nb was used as a base material, it was found that the film adhesion could be improved even if the steel contained a second phase. In other words, low-temperature treatment when annealing the steel containing Ti or Nb in a reducing atmosphere in a hot-dip galvanizing line is performed at 450 ° C or higher and 550 ° C or lower.
When performed for 20 seconds or more, the film adhesion is improved. Furthermore, it has been found that when the crystal grain size of the ferrite phase on the side in contact with the plating film is reduced, the film adhesion is significantly improved. The present invention has been made based on these findings, and the gist lies in the following (1) alloyed hot-dip galvanized steel sheet and (2) its production method. (1) In mass%, C: 0.05% or more and 0.25% or less, Si: 0.02
% To 2.5%, Mn: 0.5% to 3%, Al: 0.03
% To 2% and Ti: 0.005% to 0.25% and
Nb: contains at least one of 0.0025% or more and 0.25% or less, satisfies the following formula and the formula, and the balance consists of Fe and impurities.
Hot-dip galvanizing with a Fe content of 7% to 15% by mass on the surface of a base steel sheet containing 01% or less, N of 0.01% or less, and containing 1% or more by volume of austenite phase The average grain size of the ferrite crystal grains on the surface of the base steel sheet under the plating film is 0.6 μm or more and 6 μm or less, and the second phase exists at the grain boundary part in contact with the plating film. Alloyed hot-dip galvanized steel sheet with a ratio of 90% or less.
【００１３】 0.5≦Si（％）＋Al（％） ・・・ 0.005≦Ti（％）＋２×Nb（％）≦0.25 ・・・ ただし、Si（％）、Al（％）、Ti（％）およびNb（％）
は、それぞれSi、Al、TiおよびNbの鋼中含有量（質量
％）を意味する。 「粒界部分に第二相が存在する粒界の比率」：合金化溶
融亜鉛めっき鋼板の断面において、観察の対象とした粒
界の数に対する第二相が存在する粒界の数の比率 （２）質量％で、Ｃ：0.05％以上0.25％以下、Si：0.02
％以上 2.5％以下、Mn：0.5％以上 3％以下、Al：0.03
％以上 2％以下と、Ti： 0.005％以上0.25％以下および
Nb：0.0025％以上0.25％以下の少なくとも一方を含有す
るとともに、下記式および式を満足し、残部がFeお
よび不純物からなり、不純物中のＰが0.04以下、Ｓが0.
01％以下、Ｎが0.01％以下である熱間圧延後または冷間
圧延後の鋼板を母材とし、これに、弱酸化性雰囲気中で
予備加熱処理を施し、続いて還元性雰囲気中で 780℃以
上 870℃以下の温度に昇温し、次いで 350℃〜 550℃ま
で冷却し、この温度領域で20秒以上保持（低温での保
持）する焼鈍処理を施した後、溶融亜鉛めっき処理を行
い、さらに合金化処理を行う上記（１）に記載の合金化
溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。前記の「フェライト結
晶粒の平均粒径」とは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の断
面において、めっき皮膜と接しているそれぞれのフェラ
イト結晶粒のめっき皮膜と接している部分の長さの平均
値をいう。0.5 ≦ Si (%) + Al (%) 0.005 ≦ Ti (%) + 2 × Nb (%) ≦ 0.25 where Si (%), Al (%), Ti (%) and Nb (%)
Means the contents (% by mass) of Si, Al, Ti and Nb in the steel, respectively. "Ratio of grain boundaries where the second phase exists in the grain boundary portion": ratio of the number of grain boundaries where the second phase exists to the number of grain boundaries observed in the cross section of the galvannealed steel sheet ( 2) By mass%, C: 0.05% or more and 0.25% or less, Si: 0.02
% To 2.5%, Mn: 0.5% to 3%, Al: 0.03
% To 2% and Ti: 0.005% to 0.25% and
Nb: contains at least one of 0.0025% or more and 0.25% or less, satisfies the following formula and the formula, and the balance consists of Fe and impurities.
A hot-rolled or cold-rolled steel sheet having an N content of 0.01% or less and a N content of 0.01% or less is used as a base material, which is subjected to a pre-heating treatment in a weakly oxidizing atmosphere, and then in a reducing atmosphere. The temperature is raised to 870 ° C or higher and 870 ° C or lower, and then cooled to 350 ° C to 550 ° C. After annealing in this temperature range for 20 seconds or more (low temperature), hot-dip galvanizing is performed. The method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet according to the above (1), wherein an alloying treatment is further performed. The `` average grain size of ferrite crystal grains '' is the average value of the length of the portion of each ferrite crystal grain in contact with the plating film in contact with the plating film in the cross section of the galvannealed steel sheet. Say.
【００１４】また、「第二相」とは、オーステナイト
相、パーライト相、マルテンサイト相等の薄膜状の相で
あり、「粒界部分」とは、隣接するフェライト相の粒界
に沿った部分をいう。したがって、「粒界部分に第二相
が存在する粒界」とは、フェライト相とフェライト相の
粒界に沿って第二相が存在している粒界をいう。The "second phase" is a thin film phase such as an austenite phase, a pearlite phase, a martensite phase, and the "grain boundary portion" is a portion along the grain boundary of an adjacent ferrite phase. Say. Therefore, the “grain boundary where the second phase exists at the grain boundary portion” refers to a grain boundary where the second phase exists along the ferrite phase and the grain boundary of the ferrite phase.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の合金化溶融亜鉛め
っき鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。
なお、母材鋼板の化学成分含有量の「％」、めっき皮膜
中のFe含有量の「％」およびめっき浴中のAl濃度の
「％」は、いずれも「質量％」を意味する。本発明の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板において、母材鋼板の化学組成
を上記のように規定するのは以下の理由による。 Ｃ：0.05％以上0.25％以下 Ｃは、残留オーステナイトを安定に析出させるために必
要な元素で、母材のＣ含有量が0.05％より低いとオース
テナイト相中のＣ濃度が下がるため不安定になり、残留
オーステナイト相を体積％で１％以上含有する鋼を製造
することが困難になる。一方、母材のＣ含有量を増加さ
せることにより容易に鋼の強度を高めることが可能で、
Ｃ含有量の増加は高張力鋼板を製造する上で得策ではあ
るが、同時に延性が劣化し、溶接にも支障が生じる。し
たがって、母材のＣ含有量は0.05％以上0.25％以下と規
定する。母材鋼板を、所定量の残留オーステナイトを安
定して有し、かつ、非常に高い延性を備える鋼板とする
ためには、Ｃ含有量が0.08％以上0.15％以下になるよう
に調整するのが好ましい。 Si：0.02％以上 2.5％以下 Siはフエライト相の体積率を増加させることにより、オ
ーステナイト相中のＣ濃度を増加させる作用を有してい
るが、その含有量が0.02％未満ではその作用効果が十分
発揮されない。一方、 2.5％を超えて含有させると、還
元雰囲気中での焼鈍処理（以下、「還元焼鈍処理」とい
う）時にSiの酸化物が母材鋼板の表面に濃化し、溶融亜
鉛めっき処理の際、濡れ性を確保することができなくな
る。したがって、Si含有量は0.02％以上 2.5％以下と規
定する。溶融亜鉛めっき処理後の合金化を速やかに進行
させることも考慮すると、Si含有量を0.02％以上 0.7％
以下とするのが好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a galvannealed steel sheet of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.
Note that “%” of the chemical component content of the base steel sheet, “%” of the Fe content in the plating film, and “%” of the Al concentration in the plating bath all mean “% by mass”. In the galvannealed steel sheet of the present invention, the chemical composition of the base steel sheet is specified as described above for the following reasons. C: 0.05% or more and 0.25% or less C is an element necessary for precipitating the retained austenite stably. If the C content of the base material is lower than 0.05%, the C concentration in the austenite phase becomes low, so that it becomes unstable. In addition, it becomes difficult to produce a steel containing 1% or more by volume of a retained austenite phase. On the other hand, it is possible to easily increase the strength of steel by increasing the C content of the base material,
Increasing the C content is a good measure for producing a high-strength steel sheet, but at the same time, ductility is deteriorated and welding is hindered. Therefore, the C content of the base material is specified to be 0.05% or more and 0.25% or less. In order for the base steel sheet to have a predetermined amount of retained austenite stably and to have extremely high ductility, it is necessary to adjust the C content to be 0.08% or more and 0.15% or less. preferable. Si: 0.02% or more and 2.5% or less Si has the effect of increasing the C concentration in the austenite phase by increasing the volume fraction of the ferrite phase, but if its content is less than 0.02%, the effect is not significant. Not enough. On the other hand, when the content exceeds 2.5%, during the annealing treatment in a reducing atmosphere (hereinafter referred to as “reduction annealing treatment”), oxides of Si are concentrated on the surface of the base steel sheet, and during the galvanizing treatment, It becomes impossible to ensure wettability. Therefore, the Si content is specified to be 0.02% or more and 2.5% or less. Considering that the alloying after hot-dip galvanizing is to proceed promptly, the Si content should be 0.02% or more and 0.7%
It is preferable to set the following.
【００１６】なお、後述するAlもSiと同様の作用効果を
有しており、両者をともに含有させることにより、効果
的にフェライト相の体積率を増加させ、オーステナイト
相中のＣ濃度を増加させてオーステナイト相を安定化さ
せ、残留オーステナイトを鋼中に１％以上残存させるこ
とができる。そのためには、〔Si（％）＋Al（％）〕が
0.5以上になるように、すなわち前記の式が満たされ
るように両者の含有量を調整することが必要となる。 Mn： 0.5％以上 3％以下 Mnはオーステナイト安定化元素であり、その効果を得る
には 0.5％以上含有させることが必要である。しかし、
3％を超えて含有させると、鋼の脆化が生じる。したが
って、Mn含有量は 0.5％以上 3％以下と規定する。な
お、Mn含有量が増加するに伴って鋼板の製造コストが上
昇するので、 0.5％以上 2.5％以下とするのが好まし
い。 Al：0.03％以上 2％以下 AlはSiと同様にフエライト相の体積率を増加させること
により、オーステナイト相中のＣ濃度を増加させる元素
である。しかし、含有量が0.03％未満ではその作用効果
が十分発揮されない。一方、Alの含有量が 2％を超える
と、鋼中の介在物が増加し、鋼の延性が劣化する。した
がって、Alの含有量は0.03％以上 2％以下と規定する。
より延性の高い材料を安定して製造する上から、 0.1％
以上 1.4％以下とするのが好ましい。なお、前記のよう
に、〔Si（％）＋Al（％）〕が 0.5以上になるように、
AlとSiの含有量を調整することが必要である。 Ti： 0.005％以上0.25％以下 Nb：0.0025％以上0.25％以下 TiおよびNbはいずれも皮膜密着性を向上させる作用を有
する元素であり、それらのいずれか一方または両方を含
有させる。Tiについては、含有量が 0.005％未満ではそ
の作用効果が十分発揮されない。一方、含有量が0.25％
を超えると、TiＣが生成して鋼が硬く脆化しやすくな
り、鋼としての性能が劣化する。したがって、Tiの含有
量は 0.005％以上0.25％以下とする。強度と延性のバラ
ンスを考慮すると、 0.005％以上0.05％以下とするのが
好ましい。Note that Al, which will be described later, has the same function and effect as Si. By including both of them, the volume fraction of the ferrite phase is effectively increased, and the C concentration in the austenite phase is increased. Thus, the austenite phase is stabilized, and 1% or more of retained austenite can remain in the steel. For this purpose, [Si (%) + Al (%)]
It is necessary to adjust the content of both so as to be 0.5 or more, that is, to satisfy the above formula. Mn: 0.5% or more and 3% or less Mn is an austenite stabilizing element, and it is necessary to contain 0.5% or more to obtain its effect. But,
If the content exceeds 3%, the steel becomes brittle. Therefore, the Mn content is specified to be 0.5% or more and 3% or less. Since the production cost of the steel sheet increases with an increase in the Mn content, the content is preferably 0.5% or more and 2.5% or less. Al: 0.03% or more and 2% or less Al is an element that increases the C concentration in the austenite phase by increasing the volume fraction of the ferrite phase, like Si. However, if the content is less than 0.03%, the effect is not sufficiently exhibited. On the other hand, if the Al content exceeds 2%, inclusions in the steel increase, and the ductility of the steel deteriorates. Therefore, the content of Al is specified to be 0.03% or more and 2% or less.
0.1% for stable production of more ductile materials
The content is preferably set to not less than 1.4%. In addition, as described above, so that [Si (%) + Al (%)] becomes 0.5 or more,
It is necessary to adjust the content of Al and Si. Ti: 0.005% or more and 0.25% or less Nb: 0.0025% or more and 0.25% or less Both Ti and Nb are elements having an effect of improving film adhesion, and one or both of them are contained. If the content of Ti is less than 0.005%, its function and effect are not sufficiently exhibited. On the other hand, the content is 0.25%
If it exceeds 300, TiC will be generated, and the steel will be hard and brittle, and the performance as steel will be degraded. Therefore, the content of Ti is set to 0.005% or more and 0.25% or less. Considering the balance between strength and ductility, the content is preferably 0.005% or more and 0.05% or less.
【００１７】Nbについては、含有量が0.0025％未満では
その作用効果が十分発揮されない。一方、含有量が0.25
％を超えると、Tiを含有させる場合と同様に鋼が脆化し
やすくなる。したがって、Nbの含有量は0.0025％以上0.
25％以下と規定する。強度と延性のバランスを考慮する
と、0.0025％以上0.03％以下とするのが好ましい。な
お、TiとNbの両方を含有させる場合は、〔Ti（％）＋２
×Nb（％）〕が 0.005％以上0.25％以下、となるよう
に、すなわち前記の式が満たされるように調整するこ
とが必要である。 0.005％に満たない場合は、皮膜密着
性を向上させる作用効果が発揮されず、0.25％を超える
と、鋼が脆化しやすくなる。Ti、Nbをそれぞれ単独に含
有させる場合と同様、強度と延性のバランスを考慮する
と、〔Ti（％）＋２×Nb（％）〕が 0.005以上0.06％以
下となるようにするのが好ましい。If the content of Nb is less than 0.0025%, its function and effect will not be sufficiently exhibited. On the other hand, the content is 0.25
%, The steel becomes brittle similarly to the case where Ti is contained. Therefore, the content of Nb is 0.0025% or more.
It is specified as 25% or less. In consideration of the balance between strength and ductility, the content is preferably 0.0025% or more and 0.03% or less. When both Ti and Nb are contained, [Ti (%) + 2
× Nb (%)] is required to be 0.005% or more and 0.25% or less, that is, it is necessary to adjust the above expression. If the amount is less than 0.005%, the effect of improving the film adhesion is not exhibited, and if it exceeds 0.25%, the steel is easily embrittled. As in the case where Ti and Nb are individually contained, considering the balance between strength and ductility, it is preferable that [Ti (%) + 2 × Nb (%)] is 0.005 or more and 0.06% or less.
【００１８】Ti、Nbを含有させることにより皮膜密着性
が向上するのは、以下の理由によるものと推測される。It is presumed that the film adhesion is improved by adding Ti and Nb for the following reasons.
【００１９】前述したように、合金化溶融亜鉛めっき鋼
板の母材として残留オーステナイトを含有する材料を用
いると皮膜密着性が低下するのは、粒界部分にＣ濃度の
高いオーステナイト相などの第二相が存在すると、前記
合金化処理の際の粒界反応が著しく抑制されて粒界への
Znの侵入が遮られることによるものである。しかし、T
i、Nbを含有させると、主としてフェライト結晶粒の粒
界にTiＣ、NbＣなどが生成し、粒界近傍のＣ濃度が低下
する。このため、粒界はTi、Nbが添加されていない場合
に比べて若干活性になる。また、TiＣ、NbＣは第二相が
生成する際の核発生頻度を高める作用も有しており、粒
界に沿って生成する第二相が細粒に分断された状態で生
成するため、前記の粒界反応の抑制が緩和されると考え
られる。As described above, when a material containing residual austenite is used as a base material of an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the film adhesion deteriorates because the second phase such as an austenite phase having a high C concentration in the grain boundary portion is formed. When a phase exists, the grain boundary reaction during the alloying treatment is significantly suppressed, and
This is because the penetration of Zn is blocked. But T
When i and Nb are contained, TiC, NbC and the like are mainly generated at the grain boundaries of the ferrite crystal grains, and the C concentration near the grain boundaries decreases. For this reason, the grain boundaries become slightly active compared to the case where Ti and Nb are not added. In addition, TiC and NbC also have the effect of increasing the frequency of nucleation when the second phase is generated, and the second phase generated along the grain boundary is generated in a state of being divided into fine grains, so that It is considered that the suppression of the grain boundary reaction is reduced.
【００２０】さらに、このような材料においては、還元
焼鈍処理における低温での保持の際、粒界部分にSiやMn
が酸化物として表面に濃化し、粒界部分にはこれらの酸
化物が偏析しているが、これら酸化物はめっき浴中のAl
によって還元されるため、粒界近傍ではめっき浴中のAl
濃度の低い部分が生じることになる。そのため、めっき
時に粒界近傍で母材とめっき皮膜の界面のAl濃度が低下
し、合金化処理の際の粒界近傍での反応性が高くなり、
粒界と粒内の反応差による凹凸、または、粒界へのZnの
侵入が生じやすくなって皮膜密着性が向上する。本発明
の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母材鋼板は、上記の合金
元素を有し、残部がFeと不純物からなる鋼板である。不
純物中のＰ、ＳおよびＮの含有量については上限を下記
のように規定することが必要である。 Ｐ：0.04％以下 Ｐは不可避的に混入する元素で、鋼板の延性を劣化さ
せ、また、溶融亜鉛めっき皮膜の合金化を遅延させる。
したがって、その含有量は低い方が好ましく、許容上限
を0.04％とする。好ましくは0.02％以下、より好ましく
は 0.012％以下である。下限は特に規定しないが、含有
量を 0.005％未満に調整しようとすれば製造コストが高
くなるので、 0.005％程度とするのがよい。 Ｓ：0.01％以下 Ｓも不純物として鋼中に含有される元素で、その含有量
が0.01％を超えると、MnＳの析出が増えて鋼板の延性が
阻害されするのみならず、オーステナイト安定化元素で
あるMnがMnＳの形成に消費される。したがって、Ｓ含有
量は0.01％以下に抑えることが必要である。Ｓ含有量の
下限は特に規定しないが、通常は、 0.008％程度までの
材料であれば、特に問題なく製造することができる。 Ｎ：0.01％以下 Ｎも不純物として不可避的に鋼中に含有される元素であ
り、その含有量は低い方が好ましい。Ｎ含有量が0.01％
を超えると、AlＮが生成しやすく、Alが消費されるの
で、Ｎ含有量の上限を0.01％と規定する。下限は特に規
定しないが、通常、0.0002％程度までの材料であれば、
特に問題なく製造可能である。上記の母材鋼板は、さら
に、体積％で１％以上の残留オーステナイトを含む組織
を有していることが必要である。これは、高い延性を得
るためで、例えば、引張強さＴs が590MPa程度では、伸
びＥl が30％以上の延性が必要であり、この強度と延性
のバランスを得るためには、残留オーステナイトが体積
％で１％以上含まれていることが必要である。残留オー
ステナイトの存在量の上限は特に規定しないが、母材鋼
板の引張強さを390MPa以上790MPa以下程度とすると、30
％以下とすることが好ましい。これを超える残留オース
テナイトが存在すると、引張強さが高くなりすぎ、延性
が劣化する。なお、このような組織は、後述するよう
に、上記の母材鋼板に適切な還元焼鈍処理を施すことに
より得ることができる。Further, in such a material, when holding at a low temperature in the reduction annealing treatment, Si or Mn
Are concentrated on the surface as oxides, and these oxides are segregated at the grain boundaries.
In the plating bath near the grain boundaries
A low concentration portion will result. Therefore, the Al concentration at the interface between the base material and the plating film decreases near the grain boundaries during plating, and the reactivity near the grain boundaries during the alloying process increases.
Irregularities due to the reaction difference between the grain boundaries and intragranules, or penetration of Zn into the grain boundaries are likely to occur, and the film adhesion is improved. The base steel sheet of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present invention is a steel sheet having the above-mentioned alloying elements, with the balance being Fe and impurities. It is necessary to define the upper limits of the contents of P, S and N in the impurities as follows. P: 0.04% or less P is an element that is inevitably mixed, deteriorating the ductility of the steel sheet and delaying alloying of the hot-dip galvanized film.
Therefore, the content is preferably low, and the allowable upper limit is set to 0.04%. Preferably it is 0.02% or less, more preferably 0.012% or less. The lower limit is not particularly specified, but if the content is adjusted to less than 0.005%, the production cost increases, so it is preferable to set the lower limit to about 0.005%. S: 0.01% or less S is an element contained in steel as an impurity. If its content exceeds 0.01%, not only precipitation of MnS increases and ductility of the steel sheet is inhibited, but also an austenite stabilizing element. Some Mn is consumed to form MnS. Therefore, the S content needs to be suppressed to 0.01% or less. The lower limit of the S content is not particularly specified, but usually, a material up to about 0.008% can be produced without any particular problem. N: 0.01% or less N is also an element inevitably contained in steel as an impurity, and the lower the content, the better. N content is 0.01%
If it exceeds, AlN is likely to be generated and Al is consumed, so the upper limit of the N content is defined as 0.01%. Although the lower limit is not particularly specified, usually, if the material is up to about 0.0002%,
It can be manufactured without any particular problem. The base steel sheet needs to further have a structure containing 1% or more of retained austenite by volume%. This is because high ductility is obtained. For example, when the tensile strength Ts is about 590 MPa, the elongation El is required to be 30% or more in ductility. It is necessary that the content be 1% or more in%. Although the upper limit of the amount of retained austenite is not particularly specified, when the tensile strength of the base steel sheet is about 390 MPa or more and 790 MPa or less,
% Is preferable. If the retained austenite exceeds this, the tensile strength becomes too high and the ductility deteriorates. In addition, such a structure can be obtained by performing an appropriate reduction annealing treatment on the base steel sheet as described later.
【００２１】なお、ここでいう残留オーステナイトの存
在量は、以下のようにＸ線回折により測定される値であ
る。すなわち、ターゲットにはCoを使用し、オーステナ
イト相の (220)面およびフェライト相の (211)面のそれ
ぞれの回折ピークの積分値の比率からオーステナイト相
の体積％を求め、残留オーステナイトの存在量（体積
％）とする。また、引張強さＴs および伸びＥl は、JI
S Z 2201に規定される５号引張り試験片により測定され
る値である。本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、上
記の母材鋼板の上にめっき皮膜を有する鋼板であるが、
めっき皮膜下の母材表面のフェライト結晶粒の平均粒径
が 0.6μm 以上 6μm 以下であり、めっき皮膜と接して
いる粒界部分に第二相が存在する粒界の比率が全粒界に
対して90％以下であることが必要である。Here, the amount of retained austenite is a value measured by X-ray diffraction as follows. That is, Co is used as the target, and the volume% of the austenite phase is determined from the ratio of the integral values of the diffraction peaks of the (220) plane of the austenite phase and the (211) plane of the ferrite phase, and the amount of retained austenite ( % By volume). The tensile strength Ts and elongation El are determined by JI
This is a value measured using a No. 5 tensile test piece specified in SZ2201. The galvannealed steel sheet of the present invention is a steel sheet having a plating film on the base steel sheet,
The average grain size of the ferrite crystal grains on the surface of the base material under the plating film is 0.6 μm or more and 6 μm or less, and the ratio of the grain boundary where the second phase exists in the grain boundary portion in contact with the plating film is Must be 90% or less.
【００２２】皮膜密着性は母材鋼板とめっき皮膜の界面
の幾何学的形状と関係があり、皮膜密着性を高めるため
には、前記界面の単位面積あたりの凹凸を増加させれば
よい。結晶粒界がこの凹凸に相当する作用効果を有して
おり、したがって、結晶粒が細粒であるほど皮膜密着性
が向上する。この効果を得るためには、フェライト結晶
粒の平均粒径が 6μm 以下であることが必要である。粒
径がこの上限を超えて大きくなると、隣接するフェライ
ト結晶粒の粒界部分に第二相が多くなり、皮膜密着性を
向上させることができなくなる。一方、現在、製造可能
なフェライト結晶粒の平均粒径の下限は 0.6μm であ
る。したがって、めっき皮膜下の母材表面のフェライト
結晶粒の平均粒径が 0.6μm 以上 6μm 以下とする。母
材鋼板が上記の組成を有するものであれば、還元焼鈍処
理でフェライト結晶粒の平均粒径を0.6μm 以上 6μm
以下とすることができる。The film adhesion has a relationship with the geometrical shape of the interface between the base steel sheet and the plating film. In order to enhance the film adhesion, the irregularities per unit area of the interface may be increased. The crystal grain boundaries have a function and effect corresponding to the irregularities. Therefore, the finer the crystal grains, the better the film adhesion. In order to obtain this effect, it is necessary that the average grain size of the ferrite crystal grains is 6 μm or less. If the particle size exceeds this upper limit, the second phase will increase in the grain boundary portion between adjacent ferrite crystal grains, and it will be impossible to improve the film adhesion. On the other hand, the lower limit of the average grain size of ferrite grains that can be manufactured at present is 0.6 μm. Therefore, the average grain size of ferrite crystal grains on the surface of the base material under the plating film should be 0.6 μm or more and 6 μm or less. If the base steel sheet has the above composition, the average grain size of the ferrite crystal grains in the reduction annealing treatment is 0.6 μm or more and 6 μm or more.
It can be:
【００２３】なお、フェライト結晶粒の平均粒径の測定
は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の断面を測定の対象と
し、粒径の大きさに応じて走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）観
察、または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察によりめっき
皮膜と接しているフェライト結晶粒の長さを測定して平
均値を求めることにより行う。例えば、粒径が 2μm 以
上とみられる場合は、倍率が5000倍のＳＥＭ観察により
めっき皮膜と接しているフェライト結晶粒（20個以上と
するのが好ましい）の長さを測定して平均値を求め、粒
径が 2μm 未満とみられる場合は、倍率が 10000倍以上
のＴＥＭ観察により同じくフェライト結晶粒（10個以上
とするのが好ましい）の長さを測定して平均値を求め、
フェライト結晶粒の平均粒径とすればよい。また、めっ
き皮膜と接している粒界部分に第二相が存在する粒界の
比率が全粒界に対して90％以下であることとするのは、
皮膜密着性を向上させるためである。前記粒界の比率が
90％を超えると、皮膜密着性の劣化が著しくなる。下限
については特に規定しないが、Ｃ含有量の下限を0.05％
とし、残留オーステナイトを少なくとも１％含有する鋼
板を製造する場合、前記第二相が存在している粒界の比
率が30％以下となることは殆どない。実際に鋼板として
の性能が良い部分で、密着性の良好なものを考慮する
と、第二相が存在している粒界の比率の範囲は5％以上9
0％以下となる。なお、第二相の存在の有無の判定は、
フェライト結晶粒の平均粒径の測定の場合と同様に、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の断面を対象とし、粒径の大き
さに応じてＳＥＭ観察、またはＴＥＭ観察によりめっき
皮膜と接している粒界部分における第二相の存在の有無
を判定し、観察の対象とした全粒界数に対する第二相が
存在する粒界数の比率を求めることにより行う。この場
合、第二相の厚みが 1μm未満であれば第二相が存在し
ない粒界とし、第二相の厚みが 1μm 以上であれば第二
相が存在する粒界とすればよい。また、観察の対象とす
る粒界の数ｎは10以上とするのが好ましい。本発明の合
金化溶融亜鉛めっき鋼板においては、さらに、めっき皮
膜中のFe含有量が 7％以上15％以下であることが必要で
ある。Fe含有量が 7％より低いと、めっき皮膜の表面に
η相が残存するため、塗装性、溶接性、フレーキング性
が劣化する。また、15％より高くなると、Γ相の厚みが
厚くなり、パウダリング性の劣化が著しくなる。上記本
発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を工程順に
説明する。The average grain size of the ferrite crystal grains is measured on a cross section of the galvannealed steel sheet, and observed with a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope according to the grain size. (TEM) Observation is carried out by measuring the length of the ferrite crystal grains in contact with the plating film and obtaining the average value. For example, if the particle size is considered to be 2 μm or more, the average value is determined by measuring the length of ferrite crystal grains (preferably 20 or more) in contact with the plating film by SEM observation at a magnification of 5,000 times. If the particle size is considered to be less than 2 μm, the length of the ferrite crystal grains (preferably 10 or more) is similarly measured by TEM observation at a magnification of 10,000 or more, and the average value is obtained.
What is necessary is just to make it the average particle diameter of a ferrite crystal grain. Further, the ratio of the grain boundary where the second phase exists in the grain boundary portion in contact with the plating film is 90% or less with respect to all the grain boundaries,
This is for improving the film adhesion. The ratio of the grain boundaries is
If it exceeds 90%, the adhesion of the film will be significantly deteriorated. The lower limit is not particularly specified, but the lower limit of the C content is 0.05%.
When a steel sheet containing at least 1% of retained austenite is manufactured, the ratio of the grain boundary where the second phase exists is hardly 30% or less. Considering that the steel sheet has good performance and good adhesion, the range of the grain boundary where the second phase exists is 5% or more.
0% or less. Incidentally, the determination of the presence or absence of the second phase,
Similar to the case of measuring the average grain size of ferrite crystal grains, the grain boundaries in contact with the plating film are observed by SEM observation or TEM observation according to the size of the grain, targeting the cross section of the galvannealed steel sheet. The presence or absence of the second phase in the portion is determined, and the ratio of the number of grain boundaries where the second phase exists to the number of all grain boundaries observed is determined. In this case, if the thickness of the second phase is less than 1 μm, the grain boundary does not have the second phase, and if the thickness of the second phase is 1 μm or more, the grain boundary has the second phase. Further, the number n of the grain boundaries to be observed is preferably 10 or more. In the galvannealed steel sheet of the present invention, the Fe content in the plating film must be 7% or more and 15% or less. If the Fe content is lower than 7%, the η phase remains on the surface of the plating film, and thus the paintability, weldability and flaking properties deteriorate. On the other hand, if it is higher than 15%, the thickness of the 厚 phase becomes thick, and the deterioration of the powdering property becomes remarkable. The method for producing the galvannealed steel sheet of the present invention will be described in the order of steps.
【００２４】まず、母材鋼板は、上述した化学組成を満
たすものであれば、熱間圧延後、および冷間圧延後の鋼
板のいずれであってもよい。熱間圧延後、酸洗処理を施
した鋼板でもよい。First, the base steel sheet may be either a steel sheet after hot rolling or a steel sheet after cold rolling, as long as it satisfies the above-mentioned chemical composition. A steel sheet which has been subjected to an acid washing treatment after hot rolling may be used.
【００２５】上記母材鋼板には、圧延油、防錆油などの
油が塗布されている場合が多いので、溶融亜鉛めっき処
理を施す前に、前処理として、脱脂処理を行うことが好
ましい。脱脂方法としては、アルカリ脱脂、アルカリ中
での電解脱脂など、通常使用されている方法を適用すれ
ばよい。アルカリとしては、 5〜20質量％の水酸化ナト
リウムを使用すればよい。Since the base steel sheet is often coated with an oil such as a rolling oil or an antirust oil, it is preferable to perform a degreasing treatment as a pretreatment before the hot dip galvanizing treatment. As the degreasing method, a commonly used method such as alkali degreasing or electrolytic degreasing in an alkali may be applied. As the alkali, 5 to 20% by mass of sodium hydroxide may be used.
【００２６】熱間圧延後の黒皮材を連続式溶融亜鉛めっ
き設備（ＣＧＬ設備）で直接還元した後、めっき処理す
る場合は、鋼板表面の油分を燃焼させてしまうので、脱
脂を省略することも可能である。また、黒皮材をＣＧＬ
設備中で酸洗し脱スケールするような場合には、上記の
脱脂は必要はない。In the case where the black scale material after hot rolling is directly reduced in a continuous hot-dip galvanizing equipment (CGL equipment) and then subjected to a plating treatment, oil on the surface of the steel sheet is burned, so that degreasing is omitted. Is also possible. In addition, black scale material is CGL
In the case of pickling and descaling in equipment, the above degreasing is not necessary.
【００２７】次いで、弱酸化性雰囲気中で予備加熱処理
を行う。バーナーによるガス加熱方式の加熱炉、ラジア
ントチューブを用いた加熱炉などがあるが、いずれの炉
を使用してもよい。なお、母材鋼板のSiとAlの合計含有
量は 0.5％以上であり、めっき濡れ性がよくないので、
この予備加熱工程で鋼板表面を酸化し、その後の還元焼
鈍処理の工程で還元鉄を生成させる方法を採るのが、濡
れ性を確保する上で好ましい。このときの目標酸化量と
しては、例えば、Si含有量が 0.2％以下、Al含有量が 1
％以下では、 0.2g/m2以上であれば十分めっき可能であ
る。また、Si含有量が 0.2％を超えるか、Al含有量が 1
％を超える場合は、 0.5g/m2 以上の酸化鉄を生成させ
ることが好ましい。Next, a preliminary heat treatment is performed in a weakly oxidizing atmosphere. There are a heating furnace using a gas heating method using a burner, a heating furnace using a radiant tube, and the like, and any furnace may be used. Since the total content of Si and Al in the base steel sheet is 0.5% or more and the plating wettability is not good,
It is preferable to employ a method of oxidizing the surface of the steel sheet in the preheating step and generating reduced iron in the subsequent reduction annealing step in order to ensure wettability. As the target oxidation amount at this time, for example, the Si content is 0.2% or less and the Al content is 1%.
% Or less, plating can be sufficiently performed at 0.2 g / m 2 or more. Also, if the Si content exceeds 0.2% or the Al content
%, It is preferable to generate iron oxide of 0.5 g / m 2 or more.
【００２８】続いて、還元焼鈍処理を行う。この処理
は、残留オーステナイトを安定に生成させ、適正な体積
比率に調整するために必要な処理で、まず、 780℃以上
870℃以下の温度に昇温する必要がある。フェライト相
＋オーステナイト相の２相組織とするためには、Ac1
変態点以上Ac3 変態点以下の温度領域で加熱する必要
があり、この温度領域より低いと、セメンタイトの再固
溶に時間がかかりすぎ、高いと、オーステナイト相の体
積率が増加しすぎるため、オーステナイト相中のＣ濃度
が低下する。Subsequently, a reduction annealing treatment is performed. This process is necessary to stably generate retained austenite and adjust it to an appropriate volume ratio.
It is necessary to raise the temperature to 870 ° C or lower. In order to obtain a two-phase structure of a ferrite phase and an austenite phase, Ac 1
Must be heated at a temperature region below the transformation point or higher Ac 3 transformation point, Below this temperature range, it takes too much time to re-dissolution of cementite and high, since the volume fraction of the austenite phase is excessively increased, The C concentration in the austenite phase decreases.
【００２９】その後、 350℃〜 550℃まで冷却し、この
温度領域で20秒以上保持（低温保持）する。これは、オ
ーステナイト相をベイナイト相に変態させながら、Ｃの
濃縮を促進させるためである。処理温度が 550℃を上回
るとベイナイト変態が生じず、一方、 350℃を下回ると
下部ベイナイト相が生成して、オーステナイト相へＣが
十分に濃縮しなくなる。なお、この温度領域での滞留時
間（低温保持時間）は、20秒以上とする。この時間は、
オーステナイト相中にＣを十分濃縮させるための必要時
間であり、より好ましくは60秒以上である。Thereafter, the temperature is cooled to 350 ° C. to 550 ° C., and the temperature is kept in this temperature range for 20 seconds or more (low temperature hold). This is to promote the concentration of C while transforming the austenite phase to the bainite phase. If the treatment temperature is higher than 550 ° C., bainite transformation does not occur, while if it is lower than 350 ° C., a lower bainite phase is formed and C is not sufficiently concentrated in the austenite phase. Note that the residence time (low-temperature retention time) in this temperature range is 20 seconds or more. This time
This is a necessary time for sufficiently concentrating C in the austenite phase, and is more preferably 60 seconds or more.
【００３０】前記の 780℃以上 870℃以下の温度から 3
50℃〜 550℃の温度領域までの冷却において、 700℃ま
でを徐冷することが好ましい。また、 700℃から 350℃
〜 550℃の温度領域への冷却は50℃/s程度の速度で行う
のが好ましい。From the above-mentioned temperature of 780 ° C. or more and 870 ° C. or less, 3
In cooling to a temperature range of 50 ° C to 550 ° C, it is preferable to gradually cool to 700 ° C. Also, from 700 ℃ to 350 ℃
Cooling to a temperature range of about 550 ° C. is preferably performed at a rate of about 50 ° C./s.
【００３１】なお、実際のＣＧＬ設備中では上記の冷却
パターンで冷却できないことも多いが、残留オーステナ
イトを安定に生成させ、適正な体積比率に調整すること
ができれば、上記のヒートパターンに限定されない。例
えば、 780℃から20℃/sで 500℃まで直線的に冷却され
た材料でも、残留オーステナイトを１％以上に調整する
ことは十分可能である。In the actual CGL facility, the cooling cannot be performed by the above cooling pattern in many cases. However, as long as the retained austenite can be generated stably and adjusted to an appropriate volume ratio, the heat pattern is not limited to the above. For example, even with a material cooled linearly from 780 ° C to 500 ° C at 20 ° C / s, it is sufficiently possible to adjust the retained austenite to 1% or more.
【００３２】めっき皮膜下の母材鋼板表面の粒界部分で
の第二相の存在率を下げるためには、上記低温保持の際
の雰囲気を、露点が−20℃以上−5 ℃以下程度の雰囲気
とするのが好ましい。この条件下で母材鋼板の表面を酸
化させると、粒界部分での酸化が生じやすく、表層部分
でのＣの濃縮が生じなくなるため第二相は成長しにくく
なる。この方法以外にも粒界部分での第二相の成長を抑
制する方法があり、第二相が存在する粒界が本発明で規
定する90％以下であれば、いずれの方法を用いても特に
問題はない。In order to reduce the abundance of the second phase at the grain boundary portion of the surface of the base steel sheet under the plating film, the atmosphere at the time of maintaining the low temperature should be set to a dew point of −20 ° C. or more and −5 ° C. It is preferable to use an atmosphere. If the surface of the base steel sheet is oxidized under these conditions, oxidation is likely to occur at the grain boundary portion, and C will not be concentrated at the surface layer portion, so that the second phase will not easily grow. In addition to this method, there is a method of suppressing the growth of the second phase at the grain boundary portion, and any method may be used as long as the grain boundary where the second phase exists is 90% or less as defined in the present invention. There is no particular problem.
【００３３】続いて、溶融亜鉛めっき処理を行う。この
処理は従来行われている方法に準じて行えばよく、めっ
き浴中のAl濃度は0.08％〜0.16％程度、めっき浴温は 4
40℃〜 480℃程度とすればよい。めっき処理後、ガスワ
イピングにより、めっき目付量を調整し、引き続き、合
金化炉で合金化処理を行う。Subsequently, hot-dip galvanizing is performed. This treatment may be performed according to a conventional method. The Al concentration in the plating bath is about 0.08% to 0.16%, and the plating bath temperature is 4%.
The temperature may be about 40 ° C to 480 ° C. After plating, the basis weight of plating is adjusted by gas wiping, and subsequently, alloying is performed in an alloying furnace.
【００３４】合金化処理は、前述したように、めっき皮
膜中のFe含有量が 7％以上15％以下になるように行う。
合金化処理は、通常、 480℃以上 600℃以下で操業され
ることが多い。しかし、高温で合金化させた場合、オー
ステナイト相が消失するので、残留オーステナイト量を
高くし、高延性を得るためには、 520℃以下の低温領域
で合金化することが好ましい。また、合金化処理の効率
を高めるためには、 480℃以上の温度域での合金化処理
が好ましい。上述したように、本発明の合金化溶融亜鉛
めっき鋼板は、局部延性に優れた残留オーステナイトを
含む鋼板を母材として用いためっき鋼板で、高強度でか
つ延性に優れ、しかも皮膜密着性に優れている。このめ
っき鋼板は、本発明の方法により容易に製造することが
できる。As described above, the alloying treatment is performed so that the Fe content in the plating film is 7% or more and 15% or less.
The alloying process is usually operated above 480 ℃ and below 600 ℃. However, when alloying at a high temperature, the austenite phase disappears, so that in order to increase the amount of retained austenite and obtain high ductility, alloying is preferably performed in a low temperature region of 520 ° C. or lower. Further, in order to increase the efficiency of the alloying treatment, the alloying treatment in a temperature range of 480 ° C. or more is preferable. As described above, the galvannealed steel sheet of the present invention is a plated steel sheet using a steel sheet containing retained austenite having excellent local ductility as a base material, and has high strength and excellent ductility, and excellent film adhesion. ing. This plated steel sheet can be easily manufactured by the method of the present invention.
【００３５】[0035]
【実施例】表１に示す化学組成を有する鋼を溶製し、こ
れに熱間圧延および冷間圧延を施して厚さ1.2mm の鋼板
とした。これらの鋼板から幅80mm、長さ200mm の板片を
切り出して母材鋼板とし、これらの母材鋼板に、溶融め
っきシミュレータ装置（レスカ社製）を使用して、大気
中または窒素雰囲気中で 550℃まで15℃/sで昇温し、そ
の温度で２秒間保持し、 200℃まで冷却する予備加熱処
理を施した後、表２に示す露点を有する水素（10体積
％）と窒素の混合ガス雰囲気中で同じく表２に示すヒー
トパターンで還元焼鈍処理を施した。EXAMPLE A steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted and subjected to hot rolling and cold rolling to obtain a steel sheet having a thickness of 1.2 mm. A 80 mm wide, 200 mm long plate piece was cut out from these steel sheets to form a base steel sheet. These base steel sheets were cut in air or in a nitrogen atmosphere using a hot-dip plating simulator (manufactured by Resca). Temperature rise to 15 ° C at 15 ° C / s, hold at that temperature for 2 seconds, perform preheating treatment to cool down to 200 ° C, and then a mixed gas of hydrogen (10% by volume) and nitrogen having a dew point shown in Table 2. In the atmosphere, a reduction annealing treatment was performed in the same heat pattern as shown in Table 2.
【００３６】[0036]
【表１】 [Table 1]
【表２】 続いて、溶融亜鉛めっき処理を行い、さらに合金化処理
を行った。めっき浴には、Al濃度が0.13％のFe飽和浴
（Feを飽和状態まで溶解させた溶融亜鉛浴）を使用し、
浴温は 460℃とした。合金化処理は、めっき処理の直
後、シミュレータ内で赤外加熱炉を使用して行った。こ
のようにして得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板につい
て、以下に述べる方法で剪断引張り試験および低温チッ
ピング試験により皮膜密着性を評価するとともに、母材
鋼板の引張強さ、伸び、および残留オーステナイトの体
積率、めっき皮膜下の母材表面のフェライト結晶粒の平
均粒径、粒界部分に第二相が存在する粒界の全粒界に対
する比率、およびめっき皮膜中のFe含有量を測定した。 〔引張試験〕上記のように作製した合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板からJIS Z 2201に規定される５号引張試験片を作
製し、引張試験を行って引張強さＴs および伸びＥl を
求めた。 〔残留オーステナイトの体積率〕合金化溶融亜鉛めっき
鋼板のめっき皮膜を酸で溶解し、除去した後の鋼板表面
について、前述した方法で残留オーステナイトの体積率
を求めた。 〔フェライト結晶粒の平均粒径〕粒径が 2μm 以上とみ
られる場合は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の断面を研磨
し、３％のナイタールによりエッチングを行い、ＳＥＭ
観察によりめっき皮膜と接しているフェライト結晶粒の
長さを結晶粒20個について測定し、その平均値をフェラ
イト結晶粒の平均粒径とした。粒径が 2μm 未満とみら
れる場合は、ＴＥＭにより同じく断面観察し、めっき皮
膜と接しているフェライト結晶粒の長さを結晶粒10個に
ついて測定し、その平均値をフェライト結晶粒の平均粒
径とした。 〔粒界部分に第二相が存在する粒界の比率〕合金化溶融
亜鉛めっき鋼板の断面を対象とし、めっき皮膜と接して
いる粒界部分10〜20個について第二相の厚みを測定し
て、第二相の厚みが 1μm 未満であれば第二相が存在し
ない粒界とし、 1μm 以上であれば第二相が存在する粒
界としてカウントし、観察の対象とした粒界の数に対す
る比率を求め、粒界部分に第二相が存在する粒界の比率
とした。 〔めっき皮膜中のFe含有量〕めっき皮膜をインヒビター
を含有する10％HCl で溶解し、溶液中のZnおよびFeを定
量し、めっき皮膜中のFe含有量を求めた。 〔皮膜密着性〕剪断引張り試験および低温チッピング試
験により評価した。 剪断引張り試験 合金化溶融亜鉛めっき鋼板から幅20mm×長さ80mmの試験
片を２枚（一組）作製し、図１に示すように、重なり部
分の長さが12.5mmになるように長手方向に重ね合わせ、
その部分に接着剤（サンスター製Ｅ６９７３）を塗布し
た後、乾燥機中で 180℃×20分の処理をして接着した。
なお、接着剤には、その厚みを規定するために平均粒径
100μm のビーズを２質量％添加した。[Table 2] Subsequently, a hot-dip galvanizing treatment was performed, and an alloying treatment was further performed. For the plating bath, use a Fe saturated bath with an Al concentration of 0.13% (a molten zinc bath in which Fe is dissolved to a saturated state).
The bath temperature was 460 ° C. The alloying treatment was performed using an infrared heating furnace in the simulator immediately after the plating treatment. The alloyed hot-dip galvanized steel sheet thus obtained was evaluated for film adhesion by a shear tensile test and a low-temperature chipping test as described below, and the tensile strength, elongation, and residual austenite of the base steel sheet were measured. The volume ratio, the average grain size of the ferrite crystal grains on the surface of the base material under the plating film, the ratio of the grain boundary where the second phase exists at the grain boundary to the entire grain boundary, and the Fe content in the plating film were measured. [Tensile Test] A No. 5 tensile test piece specified in JIS Z 2201 was prepared from the galvannealed steel sheet prepared as described above, and a tensile test was performed to determine the tensile strength Ts and elongation El. [Volume Ratio of Retained Austenite] The volume ratio of retained austenite was determined by the above-described method on the steel sheet surface after dissolving and removing the plating film of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet. [Average grain size of ferrite crystal grains] If the grain size is considered to be 2 μm or more, the section of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet is polished, etched with 3% nital, and SEM
By observation, the length of the ferrite crystal grains in contact with the plating film was measured for 20 crystal grains, and the average value was defined as the average grain size of the ferrite crystal grains. If the grain size is considered to be less than 2 μm, the cross section is also observed with a TEM, the length of the ferrite grains in contact with the plating film is measured for ten grains, and the average value is taken as the average grain size of the ferrite grains. did. [Proportion of grain boundary where the second phase exists at the grain boundary part] For the cross section of the galvannealed steel sheet, the thickness of the second phase was measured for 10 to 20 grain boundary parts in contact with the plating film. If the thickness of the second phase is less than 1 μm, it is regarded as a grain boundary where the second phase does not exist, and if it is 1 μm or more, it is counted as a grain boundary where the second phase exists, and the number of grain boundaries for observation is determined. The ratio was determined, and the ratio was defined as the ratio of the grain boundary where the second phase was present at the grain boundary portion. [Fe content in plating film] The plating film was dissolved in 10% HCl containing an inhibitor, Zn and Fe in the solution were quantified, and the Fe content in the plating film was determined. [Coating adhesion] Evaluated by a shear tensile test and a low-temperature chipping test. Shear tensile test Two specimens (one set) of 20 mm width x 80 mm length were prepared from a galvannealed steel sheet, and the longitudinal direction was set so that the length of the overlapping portion was 12.5 mm as shown in Fig. 1. Superimposed on
An adhesive (E6973, manufactured by Sunstar) was applied to the portion, and then bonded in a dryer at 180 ° C. for 20 minutes.
The adhesive has an average particle size in order to define its thickness.
2% by mass of 100 μm beads were added.
【００３７】接着後の試験片を、温度−20℃で 5分以上
保持した後、引張り試験を行って強度を測定した。な
お、接着性の評価は、めっき皮膜のない状態で上記のよ
うに接着し、同様に引張り試験を行って接着剤の強度を
測定し、その強度を 100としてこれに対する相対比率で
表し、下記の基準により行った。After the test piece after bonding was kept at a temperature of -20 ° C. for 5 minutes or more, a tensile test was performed to measure the strength. In addition, the evaluation of the adhesiveness was carried out in the same manner as above without a plating film, and the tensile strength was measured by performing a tensile test in the same manner. Performed according to criteria.
【００３８】 ◎：特に良好（相対比率で80％以上） ○：良好（相対比率で65％以上80％未満） △：やや不良（相対比率で55％以上65未満） ×：不良（相対比率で55％未満） 低温チッピング試験 合金化溶融亜鉛めっき鋼板から 150mm×70mmの試験片を
作製し、これに市販の浸漬式リン酸塩処理液（日本パー
カーライジング社製PB-L3080、付着量 3〜 7g/m2）で処
理した後、カチオン型電着塗料（日本ペイント社製PTU-
80、付着量20μm ）による下塗り→中塗り（関西ペイン
ト製TP-37 ／付着量35〜40μm ）→上塗り（関西ペイン
ト社製ネオ6000／付着量35〜40μm ）の３コート塗装を
施した。合計膜厚は 100μm 程度であった。◎: Particularly good (80% or more in relative ratio) ○: Good (65% or more to less than 80% in relative ratio) Δ: Somewhat poor (55% to less than 65 in relative ratio) ×: Poor (in relative ratio) Low-temperature chipping test A 150 mm x 70 mm test piece was prepared from an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, and a commercially available immersion type phosphating solution (PB-L3080 manufactured by Nippon Parker Rising Co., adhesion amount 3 to 7 g) / m 2 ), and then treated with cationic electrodeposition paint (Nippon Paint PTU-
80, an adhesion amount of 20 μm), and a three-coat coating of an intermediate coating (TP-37 manufactured by Kansai Paint / adhesion amount of 35 to 40 μm) → a top coating (Neo 6000 manufactured by Kansai Paint Co., adhesion amount of 35 to 40 μm). The total film thickness was about 100 μm.
【００３９】得られた塗装鋼板を−20℃に冷却保持し、
グラペロメーターを用いてJIS A 5001に規定される道路
用砕石100gを空気圧（ゲージ圧）1.98×105 Pa (2.0kg/
cm2)、衝突速度100〜150km/hの条件で衝突させ、各衝突
点での塗装の剥離径を測定した。この剥離径の最大のも
のから10測定点の平均値（平均剥離径）を求め、下記の
基準により評価した。The obtained coated steel sheet was cooled and maintained at -20 ° C.
Using a graperometer, 100 g of road crushed stone specified in JIS A 5001 is pneumatically (gauge pressure) 1.98 × 10 5 Pa (2.0 kg /
cm 2 ) and a collision speed of 100 to 150 km / h, and the peeling diameter of the coating at each collision point was measured. An average value (average peel diameter) at 10 measurement points was determined from the largest peel diameter, and evaluated according to the following criteria.
【００４０】 ◎：特に良好（平均剥離径が 3.0mm未満） ○：良好（平均剥離径が 3.0mm以上 4.0mm未満） △：やや不良（平均剥離径が 4.0mm以上 5.0mm未満） ×：不良（平均剥離径が 5.0mm以上） 測定結果を表３に示す。なお、表３の「評価」の欄の
「」の欄は剪断引張り試験による評価結果、「」の
欄は低温チッピング試験による評価結果で、両評価結果
を合わせて皮膜密着性を評価した。具体的には、の評
価との評価が同じであれば、その評価を「総合評価」
の欄に◎印（特に良好）、○印（良好）、△印（やや不
良）、または×印（不良）で表示し、異なる場合は、低
い方の評価を「総合評価」の欄に○印、△印、または×
印で表示した。◎: Particularly good (average peel diameter is less than 3.0 mm) ○: Good (average peel diameter is 3.0 mm or more and less than 4.0 mm) △: Somewhat poor (average peel diameter is 4.0 mm or more and less than 5.0 mm) ×: defective (Average peel diameter is 5.0 mm or more) Table 3 shows the measurement results. In addition, the column of "" in the column of "Evaluation" in Table 3 is the evaluation result by the shear tensile test, and the column of "" is the evaluation result by the low-temperature chipping test. The film adhesion was evaluated by combining both the evaluation results. To be specific, if the evaluation is the same as the evaluation,
欄 (especially good), 印 (good), △ (slightly poor), or × (bad), and if different, the lower evaluation is shown in the “Comprehensive evaluation” column. Mark, mark, or ×
Displayed with a mark.
【００４１】[0041]
【表３】 この結果から明らかなように、本発明で規定する条件を
満たす合金化溶融亜鉛めっき鋼板は高強度でかつ延性に
優れ、しかも皮膜密着性に優れている。[Table 3] As is clear from these results, the galvannealed steel sheet satisfying the conditions specified in the present invention has high strength, excellent ductility, and excellent film adhesion.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、
高強度でかつ延性に優れ、しかも皮膜密着性に優れてい
る。この鋼板は、本発明の方法により容易に製造するこ
とができる。The alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present invention comprises:
High strength, excellent ductility, and excellent film adhesion. This steel sheet can be easily manufactured by the method of the present invention.
【図１】実施例の剪断引張り試験で用いた試験片の接合
状態を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図であ
る。FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a joint state of test pieces used in a shear tensile test of an example, where FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view.
１：合金化溶融亜鉛めっき鋼板 ２：接着剤 1: Galvannealed steel sheet 2: Adhesive
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｃ 2/28 2/40 2/40 (72)発明者 有岡 照晃 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA22 AB07 AB09 AB28 AB42 AC12 AC73 AE11 AE12 AE21 AE27 4K037 EA01 EA05 EA06 EA15 EA16 EA18 EA19 EA25 EA27 EA28 EA31 FJ05 FJ06 FK08 GA05──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C23C 2/28 C23C 2/28 2/40 2/40 (72) Inventor Teruaki Arioka Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 4-53 No. 4 Kitahama Sumitomo Metal Industries, Ltd. F-term (reference) 4K027 AA02 AA05 AA22 AB07 AB09 AB28 AB42 AC12 AC73 AE11 AE12 AE21 AE27 4K037 EA01 EA05 EA06 EA15 EA16 EA18 EA19 EA25 J05 F06 F31
Claims (2)
i：0.02％以上 2.5％以下、Mn： 0.5％以上 3％以下、A
l：0.03％以上 2％以下と、Ti： 0.005％以上0.25％以
下およびNb：0.0025％以上0.25％以下の少なくとも一方
を含有するとともに、下記式および式を満足し、残
部がFeおよび不純物からなり、不純物中のＰが0.04以
下、Ｓが0.01％以下、Ｎが0.01％以下で、かつ、オース
テナイト相を体積％で１％以上含有する母材鋼板の表面
に、Fe含有量が質量％で 7％以上15％以下の合金化溶融
亜鉛めっき皮膜を有し、このめっき皮膜下の母材鋼板表
面のフェライト結晶粒の平均粒径が 0.6μm 以上 6μm
以下で、めっき皮膜と接している粒界部分に第二相が存
在する下記粒界の比率が90％以下であることを特徴とす
る合金化溶融亜鉛めっき鋼板。 0.5≦Si（％）＋Al（％） ・・・ 0.005≦Ti（％）＋２×Nb（％）≦0.25 ・・・ ただし、Si（％）、Al（％）、Ti（％）およびNb（％）
は、それぞれSi、Al、TiおよびNbの鋼中含有量（質量
％）を意味する。「粒界部分に第二相が存在する粒界の
比率」：合金化溶融亜鉛めっき鋼板の断面において、観
察の対象とした粒界の数に対する第二相が存在する粒界
の数の比率(1) In mass%, C: 0.05% or more and 0.25% or less, S
i: 0.02% to 2.5%, Mn: 0.5% to 3%, A
l: 0.03% or more and 2% or less, Ti: 0.005% or more and 0.25% or less, and Nb: at least one of 0.0025% or more and 0.25% or less, satisfy the following formula and the formula, and the balance consists of Fe and impurities. P in the impurities is 0.04 or less, S is 0.01% or less, N is 0.01% or less, and the Fe content is 7% by mass on the surface of the base steel sheet containing 1% or more by volume of the austenite phase. % Or more and 15% or less alloyed hot-dip galvanized coating, and the average grain size of ferrite crystal grains on the surface of the base steel sheet under this coating is 0.6μm or more and 6μm or less.
An alloyed hot-dip galvanized steel sheet according to claim 1, wherein the ratio of the following grain boundary in which the second phase exists in the grain boundary portion in contact with the plating film is 90% or less. 0.5 ≦ Si (%) + Al (%) ・ ・ ・ 0.005 ≦ Ti (%) + 2 × Nb (%) ≦ 0.25 However, Si (%), Al (%), Ti (%) and Nb (%) )
Means the contents (% by mass) of Si, Al, Ti and Nb in the steel, respectively. "Ratio of the grain boundary where the second phase exists in the grain boundary portion": ratio of the number of the grain boundary where the second phase exists to the number of the grain boundaries to be observed in the cross section of the galvannealed steel sheet
i：0.02％以上 2.5％以下、Mn： 0.5％以上 3％以下、A
l：0.03％以上 2％以下と、Ti： 0.005％以上0.25％以
下およびNb：0.0025％以上0.25％以下の少なくとも一方
を含有するとともに、下記式および式を満足し、残
部がFeおよび不純物からなり、不純物中のＰが0.04以
下、Ｓが0.01％以下、Ｎが0.01％以下である熱間圧延後
または冷間圧延後の鋼板を母材とし、これに、弱酸化性
雰囲気中で予備加熱処理を施し、続いて還元性雰囲気中
で 780℃以上 870℃以下の温度に昇温し、次いで 350℃
〜 550℃まで冷却し、この温度領域で20秒以上保持する
焼鈍処理を施した後、溶融亜鉛めっき処理を行い、さら
に合金化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。2. In% by mass, C: 0.05% or more and 0.25% or less;
i: 0.02% to 2.5%, Mn: 0.5% to 3%, A
l: 0.03% or more and 2% or less, Ti: 0.005% or more and 0.25% or less, and Nb: at least one of 0.0025% or more and 0.25% or less, satisfy the following formula and the formula, and the balance consists of Fe and impurities. The base material is a hot-rolled or cold-rolled steel sheet in which P in impurities is 0.04 or less, S is 0.01% or less, and N is 0.01% or less. And then heated to 780 ° C or more and 870 ° C or less in a reducing atmosphere, and then 350 ° C
2. The alloyed molten alloy according to claim 1, wherein the alloy is cooled to 550 ° C., subjected to an annealing treatment for maintaining the temperature in this temperature range for 20 seconds or more, then subjected to a galvanizing treatment, and further to an alloying treatment. Manufacturing method of galvanized steel sheet.
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