JP2010024525A - 合金化亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C:0.02〜0.2質量%、Mn:1.5〜3.5質量%、Cr:0.03〜0.5質量%、Al:0.01〜0.15質量%、かつSi:0.04質量%以下、P:0.03質量%以下、S:0.03質量%以下で、残部Feおよび不可避的不純物の化学組成を有する鋼板に、さらに、Se、Sb、Zn、Baの中から選ばれた1種または2種以上を、合計で0.001〜0.2質量%の範囲で含有させて溶融亜鉛めっき処理を施し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するようにした。鋼板表面に濃化しやすいSe、Sb、Zn、Baの作用により、Si、Mnなどの易酸化性元素の焼鈍時の選択酸化による鋼板表面への濃化が抑制され、めっき性や合金化処理性の低下が防止される。
【選択図】なし
Description
Cは鋼板の強度に大きく作用し、低温変態生成物の量や形態を変化させることにより、伸びや伸びフランジ性などの延性にも影響する。0.02質量%未満では自動車用の高強度ニーズに応えることができず、0.2質量%を超えて添加すると溶接性の低下を招く。このため、C量の下限を0.02質量%とし、好ましくは0.04質量%であり、上限を0.2質量%とし、好ましくは0.15質量%である。
(2)Mn:1.5〜3.5質量%
Mnは強化元素であり、高強度かつ極めて優れた加工性を具備する高強度鋼板としての特性を得るためには、少なくとも1.5質量%以上の添加量が必要である。また、伸びなどの延性の低下、および炭素当量の増大による溶接性への悪影響を避けるため、3.5質量%以下の添加量であることが望ましい。
(3)Cr:0.03〜0.5質量%
Crは焼入れ性を高め、組織強化を図る上で有効な元素であり、オーステナイト相においてCを濃化させて相安定度を高め、マルテンサイトを生成させやすくするのみならず、Cr酸化物を鋼板表面に形成するため、めっき性にも影響を及ぼす。添加量が0.03質量%未満では、焼入れ性向上の効果が期待できない。一方、0.5質量%を超えて添加しても焼入れ性向上の効果が飽和し、製造コスト面でも不利となる。しかも、0.5質量%を超える添加量は、めっき性を損ねる。
(4)Al:0.01〜0.15質量%
Alは製鋼段階での脱酸剤として有効な元素であるため、0.01質量%以上の添加量が必要である。しかし、0.15質量%を超えるAl添加量は、製造コストの上昇を招くとともに、鋼板表面性状へ悪影響を及ぼす。
(5)Si:0.04質量%以下
Siは、α相における固溶C量を減少させることにより、伸びなどの延性、すなわち加工性を向上させる元素である。しかし、Siは鋼板表面に酸化皮膜を形成し、溶融亜鉛との濡れ性を極めて悪化させる元素であるため、本願発明では基本的に添加を必要とせず、不可避的不純物として混入する場合には、その上限を0.04質量%以下、好ましくは0.02質量%以下に止める必要がある。
(6)P:0.03質量%以下
Pは、鋼板の高強度化に有効な元素であるが,0.03質量%を超えると、めっきムラが生じやすくなり、また、合金化処理が困難になるため、本願発明では基本的に添加せず、不可避的不純物として混入する場合には、その上限を0.03質量%以下に止める必要がある。
(7)S:0.03質量%以下
Sは熱間圧延時の熱間割れの原因となる上に、スポット溶接性を著しく損なう元素である。鋼板中で析出物として固定されるが、その量が増加すると、伸びや伸びフランジ性などの延性劣化を招くため、不可避的不純物として混入する場合には、その上限を0.03質量%以下に止める必要がある。
(8)Se、Sb、Zn、Ba:合計で0.001〜0.2質量%
前述したように、めっき不良や合金化ムラを低減し、優れた表面外観を得るためには、SiやMnの表面酸化を抑制する必要がある。そのためには、鋼板表面に濃化しやすく、また粒界に偏析しやすいSe、Sb、Zn、Baの1種または2種以上を、合計で0.001質量%以上添加する必要がある。この添加量未満では、前記表面酸化の抑制効果が発揮されず、0.2質量%を超える添加は、表面酸化の抑制効果が飽和するだけでなく、脆化など鋼板の機械的性質の劣化を招く。これらの元素の作用は、基本的には同じであり、合計の添加量が上記添加量の範囲内で、2種以上の複数の元素を添加してもよい。また、後述するように、Cu、Ni、Tiなどの元素と複合添加すると、相乗作用により、めっき欠陥や合金化ムラを低減し、優れた表面外観をもたらす効果が増大する。
(9)Cu:0.003〜0.5質量%、Ni:0.003〜1.0質量%
Cu、Niは、鋼板自体の強度を向上させ、かつ、めっき性を向上させることができる有効な元素である。とくに、Feよりも酸化しにくいCu、Niが鋼板表面に濃化することにより、SiやMnの酸化物の形態を変化させて、めっき性の低下を防止することができる。このようなめっき性低下の防止効果の観点からは、0.003質量%以上の添加量が必要であるが、過度の添加量はコスト上昇や加工性の劣化をもたらすため、それぞれ上限を、0.5質量%および1.0質量%とする。
(10)Ti:0.003〜1.0質量%
Tiは、炭化物を形成するため、鋼板の高強度化に有効な元素であり、また、C、Nを粒界に固定して、鋼板のr値を上昇させる効果もある。これらの効果を発揮するためには、0.003質量%以上の添加量が必要であり、Cu、Niの場合と同様に、過度の添加量はコスト上昇や加工性の劣化をもたらすため、上限を1.0質量%とする。
(11)V:0.003〜1.0質量%、Nb:0.003〜1.0質量%
V、Nbは、上記Tiと同様に、炭化物を形成し、鋼板の高強度化に有効な元素であり、その効果を発揮するためには、0.003質量%以上の添加量が必要である。過度の添加量は、コスト上昇や加工性の劣化をもたらすため、その上限を1.0質量%とする。
(12)Mo:0.003〜1.0質量%
Moはめっき性を損なわずに、固溶強化により高強度化を図ることができる有効な元素である。その効果を発揮するためには、0.003質量%以上の添加量が必要である。過度の添加量は、コスト上昇をもたらすため、その上限を1.0質量%とする。
(13)B:0.0002〜0.1質量%
Bは、鋼板の溶接性や焼入れ性を向上させる作用がある。このような作用を効果的に発現させるためには、添加量を0.0002質量%以上とするのが好ましい。しかし、過度の添加量は、前記向上作用が飽和するだけでなく、延性が劣化し、加工性が低下するため、添加量の上限を0.1質量%とする。
(14)Ca:0.0005〜0.005質量%、Mg:0.0005〜0.01質量%
Caは、鋼中介在物の形態を制御して、延性を高め、加工性を向上させる作用がある。このような作用を効果的に発現させるためには、0.0005質量%以上の添加量が好ましい。しかし、過度に添加すると、鋼中の介在物量が増加し、延性が劣化し、加工性が低下するため、その上限を0.005質量%とする。Mgについても、その作用、および好ましい添加量範囲は、Caの場合と同様である。CaやMgには、鋼の清浄化作用があるため、鋼板表面の清浄度も向上し、めっき層付与および合金化処理の均一化を促進する作用もある。
(1)めっき性の評価
めっき性は、不めっき部および合金化ムラを評価項目とし、これらの評価項目の発生の有無を目視観察して評価し、その発生状況を符号表示した。符号の具体的表示内容は以下のとおりである。
◎:不めっき部、合金化ムラの発生なし
◎○:不めっき部発生なし、合金化ムラ一部(面積率で4%未満)発生あり
○:不めっき部なし、合金化ムラ一部(面積率で10%未満)発生あり
×:不めっき部発生あり、合金化ムラ多発生(面積率で10%以上)あり
(2)耐パウダリング性の評価
耐パウダリング性は、曲げ角60°、曲げ半径1mmのV型パンチを用いて、V曲げ試験を行い、曲げ部の内側におけるめっき剥離量を測定して、剥離状況を符号表示した。符号の具体的表示内容は以下のとおりである。
◎:めっき剥離量が6mg以下
○:めっき剥離量が10mg以下
×:めっき剥離量が10mg超過
Claims (4)
- C:0.02〜0.2質量%、Mn:1.5〜3.5質量%、Cr:0.03〜0.5質量%、Al:0.01〜0.15質量%、かつSi:0.04質量%以下、P:0.03質量%以下、S:0.03質量%以下で、残部Feおよび不可避的不純物の化学組成を有する鋼板に、溶融亜鉛めっき処理を施した後にめっき層を合金化処理した合金化溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記化学組成を有する鋼板が、さらに、Se、Sb、Zn、Baの中から選ばれた1種または2種以上を、合計で0.001〜0.2質量%の範囲で含有していることを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、Cu:0.003〜0.5質量%、Ni:0.003〜1.0質量%、Ti:0.003〜1.0質量%の中から選ばれた1種または2種以上を、合計で0.003〜2.5質量%の範囲で含有している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。
- 前記鋼板が、さらに、V:0.003〜1.0質量%、Nb:0.003〜1.0質量%、B:0.0002〜0.1質量%、Mo:0.003〜1.0質量%の中から選ばれた1種または2種以上を0.001〜1.0質量%含むことを特徴とする請求項1または2に記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
- 前記鋼板が、さらに、Ca:0.0005〜0.005質量%、Mg:0.0005〜0.01質量%の中の1種または2種を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の合金化溶融亜鉛めっき鋼板。
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