JP7328611B1 - めっき鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2021年10月26日に、日本に出願された特願2021-174676号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
前記めっき層の平均化学組成が、質量%で、
Al:15.0%超、30.0%以下、
Mg:5.0%超、15.0%以下、
Sn:0~0.70%、
Bi:0~0.35%、
In:0~0.35%、
Ca:0.03~0.60%、
Y :0~0.30%、
La:0~0.30%、
Ce:0~0.30%、
Si:0.01~0.75%、
Cr:0~0.25%、
Ti:0~0.25%、
Ni:0~1.00%、
Co:0~0.25%、
V :0~0.25%、
Nb:0~0.25%、
Cu:0~0.25%、
Mn:0~0.25%、
Fe:0~5.0%、
Sr:0~0.5%、
Sb:0~0.5%、
Pb:0~0.5%、
B :0~0.5%、
Li:0~0.5%、
Zr:0~0.5%、
Mo:0~0.5%、
W :0~0.5%、
Ag:0~0.5%、
P :0~0.5%、
残部がZnおよび不純物からなり、
Sn、BiおよびInの合計量ΣAが0%以上、0.75%未満であり、
Ca、Y、LaおよびCeの合計量ΣBが0.03~0.60%であり、
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの合計量ΣCが0~1.00%であり、
Sn≦Siおよび20.0≦Mg/Siを満たし、
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、Al2.15Zn1.85CaのX線回折ピークから求められるI1~I3と、CaZn2のX線回折ピークから求められるI4と、η’-MgZn2のX線回折ピークから求められるI5およびI6と、を下記式(1)~(6)で定義した場合に、下記式(A)および(B)を満足する、めっき鋼板。
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、MgAlSiのX線回折ピークから求められるI7~I9を下記式(7)~(8)で定義した場合に、下記式(C)を満足する、[1]に記載のめっき鋼板。
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、Mg9Sn5のX線回折ピークから求められるI10を下記式(10)で定義した場合に、下記式(D)を満足する、[1]または[2]に記載のめっき鋼板。
鋼板の形状は、主に板材であるがそのサイズに特に制限は無い。板材にめっき層を形成しためっき鋼板としては、通常の溶融亜鉛めっき工程で製造されるめっき鋼板であって、連続溶融亜鉛めっきライン(CGL)やバッチ式どぶ漬け亜鉛めっき工程など、溶融金属に浸漬して凝固させる工程で製造されるめっき鋼板がこれに当てはまる。このような方法により製造されためっき鋼板を加工(溶接を含む)、組み合わせをすれば、様々な製品に加工でき、耐食性に優れた鋼構造部材を製造することが可能である。
2段めっきやプレめっきなどの置換めっきを形成した際には、プレめっき層の厚みによって、プレめっき層中に含まれていた元素がAl-Fe合金層に含有される場合がある。Fe面上にめっき後にも、プレめっき層として残存し、その上に、界面合金層ができる場合もある。また、めっき元素の拡散が活発に行われ、Fe側へめっき成分が拡散するとプレめっき層下でAl-Fe合金層が形成する場合もある、反応性によって部分的に発生する場合もあり、厳密にはその位置は定義できないがこれらの層による性能変化は厚みが薄いため大きくない。
すなわち、本実施形態に係るめっき層は、Zn-Al-Mg合金層からなっていてもよく、Zn-Al-Mg合金層とAl-Fe合金層とからなっていてもよく、Zn-Al-Mg合金層とAl-Fe-Si合金層とからなっていてもよい。なお、Al-Fe合金層には、Alと原子半径の近いZnなどが置換体として一部取り込まれることが必然的に起こり、Feと原子半径の近い遷移金属Ni、Cr、Coなどもこれらの金属間化合物に置換体として取り込まれることは避けられないが、主たる構造はAl-Fe合金層として扱うことができる。
Alは、Znと同様に、めっき層の主体を構成する元素である。Zn-Al-Mg系めっきでは、めっき層中で主にAl相を形成する。Al含有量が15.0%以下であると、酸性環境での耐食性が十分でない。そのため、Al含有量は15.0%超とする。好ましくは、18.0%以上である。さらに好ましくは20%以上である。一方、Al含有量が30.0%を超えると、アルカリ性環境での耐食性が十分でない。そのため、Al含有量は30.0%以下とする。好ましくは、25.0%以下である。なお、めっき層中のAl含有量が高くなると相対的にZn含有量が減少して犠牲防食性が低下するため、めっき鋼板として犠牲防食性を確保するためには、Al含有量は15.0%超、30.0%以下とするべきである。ただし、この組成範囲では、耐食性が低いAl-Zn相(約20mass%のAlを含む相)が形成する。そのため、本実施形態では、後述する製造方法を採用することでAl-Zn相を少なくする。これにより、耐食性が向上し、酸性環境、アルカリ性環境での耐食性が確保しやすくなる。
Mgは、Znと同様に、めっき層の主体を構成する元素である。Mgが不足するとアルカリ性環境での耐食性が低くなる傾向にあることから、Mg含有量を5.0%超とする。好ましくは、7.0%以上である。一方、Mg含有量が15.0%超では酸性環境での耐食性が悪化する。そのため、Mg含有量は15.0%以下とする。好ましくは13.0%以下であり、より好ましくは10.0%以下である。
Sn:0~0.70%
Bi:0~0.35%
In:0~0.35%
Sn、BiおよびInの合計量ΣA:0%以上、0.75%未満
元素群A(Sn、Bi、In)の各元素は、任意に含有できる元素であるので、それぞれの含有量を0%以上とする。また、Snは、酸性環境およびアルカリ性環境でのめっき層の耐食性を大幅に向上させるMg9Sn5の形成に必要な元素である。Mg9Sn5の形成に最低限必要なSn含有量は0.01%であるから、Sn含有量は0.01%以上としてもよい。
なお、Sn、BiおよびInの合計量ΣAとは、Sn、BiおよびInの含有量の合計のことである。
Ca:0.03~0.60%
Y :0~0.30%
La:0~0.30%
Ce:0~0.30%
Ca、Y、LaおよびCeの合計量ΣB:0.03~0.60%
Caは、めっき層中の主要元素ではないが、Al2.15Zn1.85Caを形成するために必要な元素である。また、Caは、CaZn2を形成するためにも必要な元素である。このため、これらの金属間化合物を形成するのに最低限必要なCa含有量は0.03%以上であるため、Ca含有量は0.03%以上とする。これらの金属間化合物の含有によって酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性が改善する。Ca含有量は、好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.10%以上であり、より一層好ましくは0.20%以上である。一方、Ca含有量が0.60%超であると、酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性が劣化する。そのため、Ca含有量は0.60%以下とする。好ましくは0.50%以下であり、より好ましくは0.40%以下である。
なお、Ca、Y、LaおよびCeの合計量ΣBとは、Ca、Y、LaおよびCeの含有量の合計のことである。
Siは、めっき層中で、金属間化合物を形成させるために必要な元素である。本実施形態におけるめっき組成は、融点が高いため、溶融めっきをする際には500℃近傍の操業温度となる。この操業温度では、鋼板をめっき浴に浸漬した際に、AlおよびZnがFeと活発な相互拡散現象を起こして金属間化合物を形成するが、Siがこの過剰な反応を抑制する。Si含有量が0.01%以上であれば、Feの拡散反応が大幅に抑制されて、めっき層に含有される金属間化合物の形成が制御されやすい。しかし、Si含有量が0.01%未満では、めっき層内にFeが過剰に拡散することでめっき層の成分が不均一になって、酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性が極端に悪化する。そのため、Si含有量は0.01%以上とする。好ましくは0.10%以上であり、より好ましくは0.20%以上である。Si含有量が過剰になっても、Siがめっき層の構成元素と結合することで酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性が悪化することから、Si含有量は0.75%以下とする。好ましくは0.50%以下であり、より好ましくは0.40%以下である。
Cr:0~0.25%
Ti:0~0.25%
Ni:0~1.00%
Co:0~0.25%
V :0~0.25%
Nb:0~0.25%
Cu:0~0.25%
Mn:0~0.25%
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの合計量ΣC:0~1.00%
元素群Cの元素は、めっき層における任意添加元素であるため、それぞれの含有量は0%以上とする。これらの金属はめっき層中でAl、Znなどと置換し、電位が貴に移動する傾向があり、上記含有量範囲の含有で酸性環境での耐食性が改善する傾向にある。これらの元素の過剰な含有は、これらの元素を含む金属間化合物を形成するため、酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性を悪化させる。従って、Cr、Ti、Co、V、Nb、Cu、Mnの含有量はそれぞれ0.25%以下とする。また、Niの含有量は1.00%以下とする。更に、元素群Cの合計量が過剰であると、酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性を悪化させるため、Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの合計量ΣCは1.00%以下とする。合計量ΣCは、好ましくは0.80%以下であり、より好ましくは0.50%以下である。
なお、Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの合計量ΣCとは、Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの含有量の合計のことである。
本実施形態に係るめっき鋼板は溶融めっき鋼板であるため、製造時に鋼板(めっき原板)よりFeがめっき層に拡散する場合がある。めっき層中にFeが最大5.0%まで含有することがあるが、この元素の含有による耐食性変化は確認されていない。よって、Fe含有量は0~5.0%とする。
Sr:0~0.5%
Sb:0~0.5%
Pb:0~0.5%
B :0~0.5%
Li:0~0.5%
Zr:0~0.5%
Mo:0~0.5%
W :0~0.5%
Ag:0~0.5%
P :0~0.5%
元素群Dの元素は、めっき層に含有させてもよい任意添加元素であるため、それぞれの含有量は0%以上とする。これらの元素は、先に説明した元素群Cの元素と同様の効果があり、元素群Cよりも比較的含有させやすい元素である。よって、元素群Dの各元素の含有量はそれぞれ、0~0.5%とする。Sr、Sb、Pb、B、Li、Zr、Mo、W、AgおよびPの合計量ΣDは0~0.5%としてもよい。
なお、Sr、Sb、Pb、B、Li、Zr、Mo、W、AgおよびPの合計量ΣDとは、Sr、Sb、Pb、B、Li、Zr、Mo、W、AgおよびPの含有量の合計のことである。
Znは、50.00%超の割合で含有することが好ましい。本実施形態に係るめっき鋼板は、汎用性の高いZn系めっき鋼板であり、犠牲防食性を確保する目的で一定量以上のZnを含有させることで、鋼板に適切な犠牲防食性を付与する。例えば、1.6mm以上の切断端面が開放されるような環境でも、Zn量が50.0%を超えていれば、切断端面部に十分な犠牲防食性作用が現れ、高い耐食性を維持できる。特に、Zn含有量が50.00%以下の場合は、アルカリ性環境における耐食性が極端に悪化することから、Zn含有量は50.00%超とすることが好ましい。Zn含有量は、好ましくは55.00%以上であり、より好ましくは60.00%以上であり、より一層好ましくは65.00%以上である。
Si含有量は、Sn含有量以上にする必要がある。Si含有量がSn含有量未満になると、鋼板からめっき層中に過剰なFeが拡散し、目的とする金属間化合物形成が困難になる。その結果、酸性環境およびアルカリ性環境での耐食性が悪化する。
なお、「Sn≦Si」におけるSn、Siは、それぞれめっき層中のSn、Siの質量%での含有量を表す。
さらにSi含有量については、20.0≦Mg/Siを満たす必要がある。Mg含有量に対してSi含有量が高い場合、めっき層中にMg2Siが多量に形成するようになり、酸性環境での耐食性を十分に発揮することができなくなる。また、Mg含有量に対してSi含有量が高いと、Al-Ca-Si化合物の形成が促進されて、金属間化合物(Al2.15Zn1.85Ca)が形成されなくなる。ただし、Mg/Siが38.0を超えると、後述するように、めっき層中にMgAlSiが形成されなくなる。そのため、めっき層中にMgAlSiを形成させる場合は、Mg/Siを38.0以下とすることが好ましい。
なお、「Mg/Si」におけるMg、Siは、それぞれめっき層中のMg、Siの質量%での含有量を表す。
Al含有量およびMg含有量については、3.00≦Al/Mg≦4.00を満たすようにしてもよい。3.00≦Al/Mg≦4.00を満たすことで、めっき層中にMgAlSiを形成できるようになる。なお、「Al/Mg」におけるAl、Mgは、それぞれめっき層中のAl、Mgの質量%での含有量を表す。
本実施形態に係るめっき層は、Zn-Al-Mg系合金めっきにより形成されることから、主たる相としてめっき層中にZn相、Al相、Al-Zn相、η’-MgZn2相およびMgZn2相が含有される。各相の含有量によって耐食性は変化するが、金属間化合物の含有などめっき組織を制御することで、pH3.5未満の酸性環境での耐食性と、pH11.5超のアルカリ性環境での耐食性との差が小さくなり、耐食性を確保することができる。なお、主たる相を除く相としてはZn、Al、Mg元素以外に添加された元素による上記記載の金属間化合物でAl-Ca-Si化合物やMg-Sn化合物などである。
Zn相は、めっき層中に存在し、三元共晶組織(Zn/Al/MgZn2三元共晶組織)中に主に存在している。Zn相は、約20mass%未満のAlを含むZn相が含まれる。めっき層中のZn相は、pH5.0~11.5の環境下での耐食性を確保することが可能であり、この範囲での腐食量は少ないが、それ以外の範囲での腐食速度は大きい。
Al相は、めっき層中にAl初晶として塊状に存在するほか、三元共晶組織中にも一定量含有される。めっき層中のAl相は、pH3.5~10.5の環境下での耐食性を確保することが可能であり、この範囲での腐食量は少ないが、pH3.5~10.5から外れる範囲での腐食速度が大きい。
Al相中には、約90mass%のAlを含み残部にZnが含まれる。このためAlとしての性質が強く表れ、後述するAl-Zn相とはAl含有量が異なる。
Al-Zn相は、約20mass%の以上のAlを含むZn相であって、Al相、Zn相両方の性質が表れる。Al-Zn相は、本実施形態に係るめっき層を作製した場合、自ずと生成する。ここでいうAl-Zn相とは、前記の、Al相、Zn相の両方とも異なるが、AlおよびZnの2元素によって構成される相である。
Al-Zn相は、めっき層の凝固中に、Al相からZn相が分離したことによって生成した相であり、主に、室温に至るまでの過程でAl相の固溶限の低下が要因で形成する。結晶サイズで確認すると数nm~約3μmの細かい結晶粒が集合した組織である。Al-Zn相は、Zn相、Al相としての両方の性能を示すのは、その内部に細かい結晶粒単位でZn相、Al相の集合体を有するためで、何ら特別な性質を有しているわけではない。一方で、微細相は結晶粒界や、電位の異なる相の隣接はカップリング反応が促進されるため、この相の耐食性は、めっき層中のAl相(α)、Zn相(η)よりも耐食性が劣る傾向にある。
Al-Zn相は、酸性環境・アルカリ性環境での耐食性を極めて悪化させる。ただし、適切な熱処理(η’-MgZn2相の形成のための熱処理)によって、Al-Zn相を減少させることができ、酸性環境・アルカリ性環境での耐食性の悪化の懸念がなくなる。熱処理によって、Al-Zn相が減少してη’-MgZn2が生成することで、pH3.5~10.5の範囲における耐食性が向上する。
MgZn2相はめっき層中に存在し、MgZn2相として塊状に存在するほか、Al相と共にAl-MgZn2共晶線上で凝固した際に形成したデンドライト状組織や、三元共晶組織(Zn/Al/MgZn2)中にも一定量含有される。めっき層中のMgZn2相はpH5.0~pH11.5の範囲における耐食性を向上させることが可能であり、この範囲での腐食量を少なくすることができる。しかし、それ以外のpH範囲での腐食速度はほとんど変化させることができない。めっき層に含まれる相の中で最も多く存在する相がMgZn2相であるため、相構成の割合を変化させることによって耐食性を確保できるpH範囲は3.5~11.5であり、この範囲外での耐食性確保は困難である。
Al2.15Zn1.85Caは、データベース番号(ICDD-JCPDS粉末回折データベース)01-078-9051で示される物質である。Ca-Al-Zn系の金属間化合物は、例えば、(Z,Kristallogr.224(2009)397-406)で広く紹介されるが、Al4Caと相似する構造(一部Zn置換体)を形成する。これらの同構造の物質として例えば、Al4Ca、Ca0.5Zn3.5、Al3CaZn、Al2.5CaZn1.5、Al2.06CaZn1.62、Al2CaZn2、Al1.75CaZn2.25など、Al位置に一部がZn(0~2.25)に置換した物質も相似構造を示すことになるため、同種の性質をもつことが予測される。ただし、これらの物質は、原子半径が異なる置換体であるため、必ずしも回折ピークが同じ位置で得られるとは限らない。一方で、本実施形態では、特定の角度でAl2.15Zn1.85Caとして回折ピークが得られるものであるので、この物質が含有されるものとして扱う。
ただし、本発明者らが検討しためっき層においては、必ずしもJCPDSデータの金属間化合物の製造状況と同じではなく異なるために、僅かに回折ピークのシフトが見られ、22.89°(101面)に対応するものは22.90°、31.67°(103面)に対応するものは31.62°、43.94°(200面)に対応するものは44.04°になる。
この金属間化合物は、(ICDD-JCPDS粉末回折データベース)01-072-5741で示される物質である。置換体としてはCa(Al1.7Zn0.3)(JCPDSカード01-077-6005)が想定されるが、この置換体は、CaAl2構造を主とした異なる物質であり、CaZn2とは回折ピーク位置が異なるので、本実施形態では対象としない。
η’-MgZn2は、(ICDD-JCPDS粉末回折データベース)01-073-2566で示される物質である。この金属間化合物は、例えば、(ACTA,METALLURGICA VOL,18 AUGUST 1970 881-890)で広く紹介されるが、主相であるMgZn2とは結晶構造が異なる物質である。本実施形態に係るめっき層の組成範囲で、この金属間化合物に検出するのに都合の良い回折角度2θは2つあり、回折角度2θで26.20°(100面)および49.22°(-221面)である。これらの回折角度における回折ピークは、めっき層の主要の結晶構造の回折ピークが重ならないことから、定量化と含有量の見極めに都合が良い。すなわち、これらの回折角度において回折強度が一定量を超える回折ピークが得られれば、目的とする金属間化合物が確実に含有されているといえる。ただし、本発明者らが検討しためっき層においては必ずしもJCPDSデータの金属間化合物の製造状況が同じではなく異なるから、僅かに回折ピークのシフトが見られ、26.20°(100面)に対応するものは26.15°であり、49.22°(-221面)はそのまま49.22°でよい。
更に、めっき層が特定の成分組成となり、特定の製造条件を満たす場合は、めっき層中に金属間化合物MgAlSiが形成される。すなわち、めっき層の平均化学組成が、20.0≦Mg/Si≦38.0、及び、3.00≦Al/Mg≦4.00を満たすとともに、η’-MgZn2が形成しやすい温度領域で、十分な時間保持がなされた場合に、MgAlSiが形成される。
I7、I8およびI9の合計は3.10以下としてもよい。
更に、めっき層の平均化学組成が0.01≦Snを満たし、η’-MgZn2の形成しやすい温度領域で、十分な時間保持がなされたときには、Mg9Sn5がめっき層中に生成する。
I10は1.10以下としてもよい。
また、大気環境中でη’-MgZn2を形成させるべく、高温領域で長時間保持すると、めっき層の表面に酸化被膜が形成する場合がある。これらは窒素雰囲気中の加熱で形成の有無が変わる。
I11、I12およびI13の合計は3.10以下としてもよい。
本実施形態に係るめっき鋼板は、鋼板と、鋼板の表面に形成されためっき層とを備える。通常、Zn-Al-Mg系めっきは、金属の堆積と凝固反応によってめっき層を形成させる。最もめっき層を形成するのに容易な手段は、溶融めっき法により鋼板表面にめっき層を形成させることであり、ゼンジマー法やフラックス法などによって形成することが可能である。
以上をもって、本実施形態にて定義されるめっき鋼板のめっき層は完成する。
なお、めっき層の表面に被膜を有する場合には、湿式研磨などで、機械的除去によってめっき層に入熱が加わらないように完全に除去した後、上述のX線回折を実行する。
純水を希硫酸(0.4体積%)の滴下によってpH3.0に調整して、1リットルの酸溶液(常温23℃)を作製する。
試験片を酸溶液に1秒間浸漬し、引き上げ後、水平置きで温度:50℃、湿度:10%未満の大気開放型の乾燥炉に24時間放置する。
これを1サイクルとして60サイクル繰り返す。
60サイクル後、30重量%クロム酸(VI)(常温23℃)に試験片を浸漬して、めっき層表面に形成した腐食生成物を除去して、試験前後の腐食減量を測定し、酸性環境における耐食性の優劣を判定(6段階評価)する。評価がD~S+であれば、酸性環境における耐食性に優れると判断することができる。
60サイクル後の腐食減量が5g/m2以上、10g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「S」
60サイクル後の腐食減量が10g/m2以上、15g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「A+」
60サイクル後の腐食減量が15g/m2以上、20g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「A」
60サイクル後の腐食減量が20g/m2以上、30g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「B」
60サイクル後の腐食減量が30g/m2以上、40g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「C」
60サイクル後の腐食減量が40g/m2以上、50g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「D」
60サイクル後の腐食減量が50g/m2以上のものを酸性環境の耐食性「E」
純水をアンモニア水(3体積%)の滴下によってpH11.8に調整して1リットルのアルカリ溶液(常温23℃)を作製する。
試験片をアルカリ溶液に1秒間浸漬し、引き上げ後、水平置きで温度:50℃、湿度:10%未満の大気開放型の乾燥炉に24時間放置する。
これを1サイクルとして60サイクル繰り返す。
60サイクル後、30重量%クロム酸(VI)(常温23℃)に試験片を浸漬して、めっき層表面に形成した腐食生成物を除去して、試験前後の腐食減量を測定し、アルカリ性環境における耐食性の優劣を判定する。評価がD~S+であれば、アルカリ性環境における耐食性に優れると判断することができる。
60サイクル後の腐食減量が5g/m2以上、10g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「S」
60サイクル後の腐食減量が10g/m2以上、15g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「A+」
60サイクル後の腐食減量が15g/m2以上、20g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「A」
60サイクル後の腐食減量が20g/m2以上、30g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「B+」
60サイクル後の腐食減量が30g/m2以上、35g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「B」
60サイクル後の腐食減量が35g/m2以上、40g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「C」
60サイクル後の腐食減量が40g/m2以上、50g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「D」
60サイクル後の腐食減量が50g/m2以上のものをアルカリ性環境の耐食性「E」
表2A-1~表6B-2に示すめっき鋼板を製造し、性能を評価した。
各種めっき浴は、純金属を調合することで建浴した。めっき合金の成分は建浴後、Fe粉を添加して、試験中にFe濃度が上昇しないようにした。
なお、表中において「0」と記載した値については、ICPにおいて0.005%検出限界値未満であったことを示す。
B:N2ガスワイピング後、500~480℃の平均冷却速度が40℃/秒となるようにN2ガスを吹き付けた後、480~50℃の平均冷却速度が10~20℃/秒となるようN2ガスを吹き付けて冷却
C:N2ガスワイピング後、500~50℃の平均冷却速度が10~20℃/秒となるようN2ガスを吹き付けて冷却
純水を希硫酸(0.4体積%)の滴下によってpH3.0に調整して、1リットルの酸溶液(常温23℃)を作製した。次いで、試験片を酸溶液に1秒間浸漬し、引き上げ後、水平置きで温度:50℃、湿度:10%未満の大気開放型の乾燥炉に24時間放置した。これを1サイクルとして60サイクル繰り返した。60サイクル後、30重量%クロム酸(VI)(常温23℃)に試験片を浸漬して、めっき層表面に形成した腐食生成物を除去して、試験前後の腐食減量を測定し、酸性環境における耐食性の優劣を判定(6段階評価)した。
評価がD~S+であった場合、酸性環境における耐食性に優れるとして合格と判定した。一方、評価がEであった場合、酸性環境における耐食性に劣るとして不合格と判定した。
60サイクル後の腐食減量が5g/m2以上、10g/m2未満のものを酸性環境側の耐食性「S」
60サイクル後の腐食減量が10g/m2以上、15g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「A+」
60サイクル後の腐食減量が15g/m2以上、20g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「A」
60サイクル後の腐食減量が20g/m2以上、30g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「B」
60サイクル後の腐食減量が30g/m2以上、40g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「C」
60サイクル後の腐食減量が40g/m2以上、50g/m2未満のものを酸性環境の耐食性「D」
60サイクル後の腐食減量が50g/m2以上のものを酸性環境の耐食性「E」
純水をアンモニア水(3体積%)の滴下によってpH11.8に調整して1リットルのアルカリ溶液(常温23℃)を作製した。次いで、試験片をアルカリ溶液に1秒間浸漬し、引き上げ後、水平置きで温度:50℃、湿度:10%未満の大気開放型の乾燥炉に24時間放置した。これを1サイクルとして60サイクル繰り返した。60サイクル後、30重量%クロム酸(VI)(常温23℃)に試験片を浸漬して、めっき層表面に形成した腐食生成物を除去して、試験前後の腐食減量を測定し、耐食性の優劣を判定した。
60サイクル後の腐食減量が5g/m2以上、10g/m2未満のものをアルカリ性環境側の耐食性「S」
60サイクル後の腐食減量が10g/m2以上、15g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「A+」
60サイクル後の腐食減量が15g/m2以上、20g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「A」
60サイクル後の腐食減量が20g/m2以上、30g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「B+」
60サイクル後の腐食減量が30g/m2以上、35g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「B」
60サイクル後の腐食減量が35g/m2以上、40g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「C」
60サイクル後の腐食減量が40g/m2以上、50g/m2未満のものをアルカリ性環境の耐食性「D」
60サイクル後の腐食減量が50g/m2以上のものをアルカリ性環境の耐食性「E」
Claims (7)
- 鋼板表面に、めっき層を有するめっき鋼板であって、
前記めっき層の平均化学組成が、質量%で、
Al:15.0%超、30.0%以下、
Mg:5.0%超、15.0%以下、
Sn:0~0.70%、
Bi:0~0.35%、
In:0~0.35%、
Ca:0.03~0.60%、
Y :0~0.30%、
La:0~0.30%、
Ce:0~0.30%、
Si:0.01~0.75%、
Cr:0~0.25%、
Ti:0~0.25%、
Ni:0~1.00%、
Co:0~0.25%、
V :0~0.25%、
Nb:0~0.25%、
Cu:0~0.25%、
Mn:0~0.25%、
Fe:0~5.0%、
Sr:0~0.5%、
Sb:0~0.5%、
Pb:0~0.5%、
B :0~0.5%、
Li:0~0.5%、
Zr:0~0.5%、
Mo:0~0.5%、
W :0~0.5%、
Ag:0~0.5%、
P :0~0.5%、
残部がZnおよび不純物からなり、
Sn、BiおよびInの合計量ΣAが0%以上、0.75%未満であり、
Ca、Y、LaおよびCeの合計量ΣBが0.03~0.60%であり、
Cr、Ti、Ni、Co、V、Nb、CuおよびMnの合計量ΣCが0~1.00%であり、
Sn≦Siおよび20.0≦Mg/Siを満たし、
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、Al2.15Zn1.85CaのX線回折ピークから求められるI1~I3と、CaZn2のX線回折ピークから求められるI4と、η’-MgZn2のX線回折ピークから求められるI5およびI6と、を下記式(1)~(6)で定義した場合に、下記式(A)および(B)を満足する、めっき鋼板。
- 前記めっき層の平均化学組成が、20.0≦Mg/Si≦38.0および3.00≦Al/Mg≦4.00を満足し、
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、MgAlSiのX線回折ピークから求められるI7~I9を下記式(7)~(8)で定義した場合に、下記式(C)を満足する、請求項1に記載のめっき鋼板。
- 前記めっき層の平均化学組成が、0.01≦Snを満たし、
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、Mg9Sn5のX線回折ピークから求められるI10を下記式(10)で定義した場合に、下記式(D)を満足する、請求項1に記載のめっき鋼板。
- 前記めっき層の平均化学組成が、0.01≦Snを満たし、
Cu-Kα線を使用し、X線出力が40kV及び150mAである条件で測定した、前記めっき層表面のX線回折パターンにおいて、Mg9Sn5のX線回折ピークから求められるI10を下記式(10)で定義した場合に、下記式(D)を満足する、請求項2に記載のめっき鋼板。
- 前記めっき層中に、Zn相、Al相、Al-Zn相、η’-MgZn2相およびMgZn2相が含有される、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のめっき鋼板。
- 前記めっき層中に、Zn相、Al相、Al-Zn相、η’-MgZn2相およびMgZn2相が含有される、請求項5に記載のめっき鋼板。
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