JP2006052455A - 高張力溶融亜鉛めっき鋼板と製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
質量%で、C:0.06〜0.13%、Si :0.10%以下、Mn :2.0〜4.0%、P:0.05%以下、S:0.05%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.015%以下を含有し、さらにTi:0.500%以下およびNb:0.500%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.050%以上含有し、残部がFe および不純物からなる鋼組成を有し、フェライトの平均結晶粒径を5μm以下で硬質第2相の平均粒径を5μm以下とする。 Si :0.50%以下として、さらに、Cu:1.5%以下およびNi:1.5%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.03%以上含有させてもよい。
【選択図】 図7
Description
特許文献5にはTSが785MPa(80kgf/mm2)以上でYRが60%以下の高強度溶融亜鉛めっき鋼板の技術が開示されている。しかしながら、YRが60%以下の場合、軽加工部の降伏点は低く、耐側突用部材等のように高い降伏比が要求される用途には不向きである。
特許文献6にはYRが80%以上の高強度溶融亜鉛めっき鋼板に関する技術が開示されているが、YRが80%以上となると、プレス成形時の部品精度の観点からは不利となる。
特許文献8には特定組成の鋼をγ域で焼鈍することにより、加工性と材質安定性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板に関する技術が開示されている。しかしながら、強度確保のため、Cを0.13wt%以上添加しているため、スポット溶接性に劣る。
(1) 鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を備える溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が、質量%で、C:0.06〜0.13%、Si :0.10%以下、Mn :2.0〜4.0%、P:0.05%以下、S:0.05%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.015%以下を含有し、さらにTi:0.500%以下およびNb:0.500%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.050%以上含有し、残部がFe および不純物からなる鋼組成を有し、フェライトの平均結晶粒径が5.0μm以下で硬質第2相の平均粒径が5.0μm以下であることを特徴とする高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
C:0.06-0.13%
Cは鋼の強度を確保するのに必要な元素であるのでその含有量の下限を0.06%とする。しかし、過度の添加は溶接性を劣化させるため、含有量の上限を0.13%とした。好ましくは0.07%以上であり、また0.12%以下である。
Siは固溶強化元素であり、鋼板の強化に有効であるが、めっきの濡れ性、密着性を劣化させる。そのため良好なめっきの密着性を安定的に得るために含有量の上限を0.10%とする。ただし、CuおよびNiの1種または2種を合計で0.03%以上含有させると、めっき密着性が改善されるので、含有量の上限を0.50%まで緩和させることができる。
Mnは変態強化による鋼の高強度化に有効な元素である。また、鋼のAc3点を下げ、好適な焼鈍温度範囲を広げる効果も有する。そのため、2.0%以上含有させる。一方、過度の添加は強度・延性バランスを劣化させるので、含有量の上限を4.0%とする。望ましい含有量は、2.0〜3.0%の範囲である。
Pは固溶強化元素であり、鋼板の強化に有効であるが、めっきの密着性及び溶接性を劣化させる。そのため、P含有量の上限を0.05%とした。
Sは鋼に不可避的に含有される不純物であり、加工性、溶接性の観点からは低いほど望ましい。そのため、S含有量を0.05%以下とした。穴広げ性が要求される場合には、含有量を0.005%以下とするのが望ましい。
Alは鋼の脱酸のために添加することができ、この効果を得るには、Sol.Al含有量を0.01%以上とすることが好ましい。しかし、過剰に添加しても効果が飽和するのでSol.Al含有量の上限を0.1%とした。
Nは一般には不可避的に含有されるものであるが、本発明においては、鋼板中に、Ti系、Nb系、またはTi-Nb複合系の窒化物や炭窒化物を形成させて鋼板の強度を上昇させるのに有効であるから、下限を0.0005%とすることが好ましい。一方、過度の添加は粗大なTiNを形成させ、靱性が劣化するので、N含有量の上限は0.015%とする。
Ti、Nbは1種または2種含有され、炭化物、窒化物、または炭窒化物を形成させ、鋼板の高強度化に有効な元素である。また、焼鈍中のフェライトの再結晶を抑制する効果を有し、かつオーステナイトへの変態を促進し、焼鈍後の冷却時のフェライト変態を著しく促進させる効果を有する。また、結晶粒径を極度に微細化する効果を有する。このような効果を発現させるためには、少なくとも1種を合計で0.05%以上含有させる。また、過度に添加しても、効果が飽和するため、それぞれの含有量の上限を0.500%とした。好ましくはそれぞれの上限は0.300%である。
本発明は溶融亜鉛めっきを施すことにより耐食性を兼備させるものであるが、必要に応じて添加されるCuおよびNiの1種または2種は表面に濃化してSiの表面濃化を抑制するため、めっき性の観点から上限を0.10%に制限されるSi含有量を0.50%まで広げる効果を有する。そのため、Cuおよび/またはNiの1種または2種の合計含有量を0.03%以上とすることが好ましい。それぞれの含有量が1.5%を超えると効果が飽和するので、それぞれの含有量の上限は1.5%とすることが好ましい。
Cr:1.0%以下、Mo:1.0%以下、V:1.0%以下、B:0.01%以下
本発明は、Ti、Nbによる析出強化と、Mnによる変態強化により780MPa以上の高強度化を達成することができる。さらに高強度化し、980MPa以上とする場合、Cr、Mo、V、Bを1種又は2種以上添加すると効果的である。高強度化するためには、Cr、MoおよびVについてはそれぞれ0.03%以上、Bについては0.0003%以上含有させることが好ましい。一方、Cr、MoおよびVについては、過度に添加すると延性を極端に劣化させるので、それぞれの含有量の上限を1.0%とする。またBについては過度に添加すると靱性が劣化するので上限を0.01%をとする。
引張強度が780MPa以上となる領域で、良好な曲げ性を実現するためには、フェライトの平均結晶粒径および硬質第2相の平均粒径をそれぞれ5.0μm以下とする。さらにそれぞれ3.0μm以下とするのが望ましい。
本発明の場合、焼鈍中にオーステナイト粒が微細化(粒径1〜5μm)し、その後の冷却中に微細オーステナイト粒の一部が微細フェライトに変態する。残った微細オーステナイト粒のうち、あるものはベイナイトに、あるものはマルテンサイトに、あるものはマルテンサイト・オーステナイト混合物に変態する。後述する図7のSEM観察組織写真に示すように、それらを「硬質第2相」と総称する。それらの粒径はSEM観察写真から、切断法によって求めることができる。
熱間圧延条件は常法によるもので特に問題は無い。例えば、上記のように限定された成分を有する鋼を製鋼、分塊又は連続鋳造を経てスラブとした後、常法に従って熱間圧延を行う。このとき、粗圧延後、仕上圧延前の粗バーに対して、誘導加熱等により全長の温度均一化を図ると、特性変動を抑制することができるので好ましい。また、仕上圧延はAr3点以上で行うのが望ましい。
表4に示すように、本発明範囲を満たす場合、良好な強度・延性バランスと良好な曲げ性を兼ね備えている。一方、焼鈍温度が本発明範囲より低い実験No.12、13、42、43は未再結晶粒を含む混粒となり、強度・延性バランスに劣る。また、焼鈍温度が本発明より高いNo.15、44、焼鈍時間が本発明範囲より長いNo.14はフェライト粒径または硬質相粒径が5.0μmを超え、曲げ性に劣る。
化学成分及び製造条件が本発明範囲内であるNo.53〜65は強度・伸びバランス、曲げ性、スポット溶接性、めっき密着性に優れる。一方、化学成分が本発明の範囲外であるNo.66〜73は、強度・延性バランス、曲げ性、スポット溶接性、めっき密着性のいずれかが不良であった。
Claims (4)
- 鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を備える溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が、質量%で、C:0.06〜0.13%、Si :0.10%以下、Mn :2.0〜4.0%、P:0.05%以下、S:0.05%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.015%以下を含有し、さらにTi:0.500%以下およびNb:0.500%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.050%以上含有し、残部がFe および不純物からなる鋼組成を有し、フェライトの平均結晶粒径が5.0μm以下で硬質第2相の平均粒径が5.0μm以下であることを特徴とする高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
- 鋼板の表面に溶融亜鉛めっき層を備える溶融亜鉛めっき鋼板において、前記鋼板が、質量%で、C:0.06〜0.13%、Si :0.50%以下、Mn :2.0〜4.0%、P:0.05%以下、S:0.05%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.015%以下を含有し、さらにTi:0.500%以下およびNb:0.500%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.050%以上含有し、さらに、Cu:1.5%以下およびNi:1.5%以下の群から選ばれる1種または2種を合計で0.03%以上含有し、残部がFe および不純物からなる鋼組成を有し、フェライトの平均結晶粒径が5.0μm以下で硬質第2相の平均粒径が5.0μm以下であることを特徴とする高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
- 前記鋼板の鋼組成が、Feの一部に代えて、質量%で、Cr:1.0%以下、Mo:1.0%以下、V:1.0%以下およびB:0.01%以下の群から選ばれる1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の高張力溶融亜鉛めっき鋼板。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の鋼組成を備える冷間圧延鋼板を、Ac3点〜950℃の温度域に5〜200s滞在させた後に溶融亜鉛めっきを施すことを特徴とする高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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