JPH05247586A - めっき密着性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板 - Google Patents
めっき密着性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板Info
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Abstract
する優れた強度・延性バランスを損なわずにめっき性に
優れた溶融亜鉛めっき鋼板を提供する。 【構成】 wt%で、C:0.05〜0.30%、Si:0.5%
以下、Mn:0.8〜3.0%、P:0.02%以下、S:0.0
1%以下、Al:0.5〜1.5%、N:0.008%以下を含
有し、残部がFe及び不可避的不純物よりなる。
Description
高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板に係り、残留オーステ
ナイトを含有する複合組織鋼板の特徴である優れた強度
・延性バランスを損なうことなく、めっき密着性に優れ
た溶融亜鉛めっき鋼板を提供するものである。
燃費向上が望まれており、その達成を目的として車体を
軽量化しようとする動きが活発になっている。即ちこの
ため、自動車に使用される鋼板を薄くすることにより車
体重量を軽減し、薄肉化にともなう車体強度の低下を鋼
板の高強度化によって補っているわけであるが、一方で
自動車用鋼板に対する高延性化の要求はますますきびし
くなっており、高強度と高延性を兼ね合わせた素材が期
待されている。
イトの加工誘発変態を利用することにより、引張強さ8
0〜100kgf /mm2 で30%程度の破断伸びを有する
鋼板が特開昭60−43430号公報などで提案されて
いる。このような鋼板は、C、Si、Mnを基本成分とする
鋼板をオーステナイト化した後にベイナイト変態温度域
に焼入れて等温保持する、いわゆるオーステンパー処理
を行なうことによって製造される。
ステナイト中に濃化させることで残留オーステナイトが
生成されるわけであるが、Mnはオーステナイトを安定化
するために必要であり、Siはオーステナイト中へのCの
濃化を促進するための必須元素とされており、他の種類
の鋼板に比べてC、Si、Mnが多量に添加されているのが
特徴である。また最近では、材料とプロセス、vol.2
(1989)、1846に示されるように、Alが残留オ
ーステナイトの生成に対してSiと同様の効果を有するこ
とが見いだされている。
強度化・高延性化が要求される一方で、自動車車体の耐
食性を向上させるために、電気めっき、溶融めっきを施
した鋼板が求められており、特に厚めっきが可能でコス
ト的にも有利な溶融亜鉛めっきの使用量が増加してい
る。ところが、上記した鋼板には多量のSiが添加されて
いるため溶融亜鉛めっきを施すことは困難であり、優れ
た強度・延性バランスを有してはいるものの、耐食性の
点で問題があった。
うな問題点を解決するために研究を重ね、残留オーステ
ナイトを含有する複合組織鋼板の持つ優れた強度・延性
バランスを生かしつつ、めっき密着性を向上させるため
の化学成分について種々の検討を行った。
n:1.82wt%、P:0.009%、S:0.005%を含
有し、Si、Al含有量の異なる種々の冷延鋼板を製造し、
連続溶融亜鉛めっきラインで目付量60/60g/m2の
亜鉛めっき鋼板を得た。得られためっき材について、強
度・延性バランスの指標としてのTS(引張強さ)×E
l(破断伸び)を引張試験によって調査した。また、め
っき密着性の指標としてのめっき剥離量をドロービード
試験によって調査した。結果は図1に示すごとくであ
る。
の領域ではめっき剥離量が増加しており、一方、Al<0.
5%の領域ではTS×Elが低くなっていることから、
めっき密着性と強度・延性バランスを両立させうるSi、
Al添加量は限定されることが図1よりわかる。
(1989)、1846では、残留オーステナイトの生
成に対するSi、Al添加の影響が述べられているが、めっ
き密着性については何ら触れられておらず、Si、Alの添
加量についてもめっき密着性に関しては好ましくないも
のとなっているため、めっき密着性と強度・延性バラン
スの両立を目的とした本発明の思想とは明らかに異なる
ものである。
についてもさらに研究を重ねた結果、めっき密着性に優
れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板が得られることを
初めて見いだして本発明に至ったものであり、以下のご
とくである。
Si:0.5%以下、Mn:0.8〜3.0%、P:0.02%以
下、S:0.01%以下、Al:0.5〜1.5%、N:0.00
8%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物から
なることを特徴とするめっき密着性に優れた高強度高延
性溶融亜鉛めっき鋼板。
%、Nb:0.005〜0.05%、B:0.0005〜0.00
3%、Cu:0.2〜1.0%、Ni:0.2〜1.0%、Cr:0.2
〜1.0%、Mo:0.2〜1.0%から選ばれる1種または2
種以上の元素を、Ti、Nb、Bの合計が1.0%以下となる
範囲で含有することを特徴とする前記(1)項に記載の
めっき密着性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼
板。
有範囲限定理由は以下の如くである。 C:0.05〜0.30% Cは、オーステナイト中へ濃化し、オーステナイトを安
定化することで残留オーステナイトを生成させる。この
残留オーステナイトが存在することによって強度・延性
バランスが向上するわけであるが、その効果を発揮する
だけの残留オーステナイトを得るためには0.05wt%以
上のC添加を必要とする。一方、0.3wt%を超えて添加
すると残留オーステナイト量は増えるものの、溶接性お
よび局部延性の劣化が著しいため、上限を0.3%とす
る。
ーステナイトの生成を容易にする作用があるものの、鋼
板表層に酸化物として濃化し溶融亜鉛との濡れ性を劣化
させるため、めっき密着性の点では極めて有害な元素で
ある。したがって添加量の上限を0.5%とする。なお、
安定しためっき密着性を確保したい場合には、添加量を
0.3%以下とするのが好ましい。
さらにフェライト・パーライト変態のノーズを長時間側
へ移行するため、ベイナイト変態による残留オーステナ
イトの生成に必要で、しかも廉価な元素である。とくに
連続溶融亜鉛めっきラインのように均熱後に急冷処理が
できない場合、所望の強度・延性バランスを確保する上
でMnの添加は非常に有効である。このような効果を発揮
させるためには0.8%以上の添加を必要とする。しか
し、過剰に添加するとめっき密着性が劣化するため、上
限を3.0%とする。
く、本発明では0.02%以下に限定する。
いほうが望ましい。したがって0.01%以下に限定す
る。
ーステナイトの生成を容易にする作用があり、0.5%以
上の添加を必要とする。しかし、過剰な添加はめっき密
着性を劣化させるため、上限を1.5%とする。
く、0.008%以下に限定する。
あるが、さらに以下の元素を添加することによって、強
度・延性バランスを一層向上させることが可能となる。
であって、微細炭窒化物によって組織を微細化し、Bは
鋼に固溶することで組織を微細化するため、強度・延性
バランスが向上する。この効果を得るためには、Ti、Nb
については0.005%以上、Bについては0.0005%
以上の添加を必要とする。しかし、過剰に添加するとTi
C 、BNなどの炭窒化物が多く析出し、この析出物が鋼の
延性を劣化させる。したがって、Ti、Nbについては0.0
5%以下、Bについては0.003%以下に限定する。
焼入れ性を向上させ、オーステナイトを残留させる効果
がある。その効果は0.2%以上の添加によって得られる
が、1.0%を超えて添加すると、安定炭化物が生成する
ため逆に残留オーステナイトが減少することになる。し
たがって、Cr、Moの添加量は0.2〜1.0%とする。
り、オーステナイトを残留させるとともに強度上昇にも
効果がある。この効果は0.2%未満の添加では得られ
ず、1.0%を超えて添加すると鋼板の延性を低下させ
る。したがって、Cu、Niの添加量は0.2〜1.0%とす
る。
々の元素の添加量が上記の範囲にあると同時に、Ti、N
b、Bの合計が0.05%以下、Cu、Ni、Cr、Moの合計が
1.0%以下となる範囲で添加する必要がある。添加の合
計量が上限を超えた場合は、延性の低下を招くためであ
る。
にしたがって熱間圧延、冷間圧延を施すことにより所望
の板厚の鋼板にされる。その後、得られた冷延鋼板を連
続溶融亜鉛めっきラインに通すことにより、焼鈍および
亜鉛めっき層の生成を行なう。ここで、焼鈍時の加熱温
度をAc1〜Ac3、加熱後の保持時間を20秒〜3分、そ
の後の冷却速度を5℃/sec 以上、溶融亜鉛めっき浴の
温度を480℃以下とすることが、強度・延性バランス
の観点からは最も好ましい。なお、必要に応じて合金化
処理を施す場合には、できるだけ短時間で合金化処理を
終了することが望ましい。また、さらに上層めっきとし
てFeリッチのFe−Zn合金電気めっきを施す場合も本発明
の効果は損なわれない。
説明すると以下のごとくである。即ち、まず、本発明者
らが具体的に採用した本発明例および比較例による代表
的な鋼の化学成分は次の表1、表2に示すとおりであ
る。
製、鋳造し、加熱温度1200℃、仕上温度900℃、
巻取温度600℃の条件で熱間圧延を施し、3.2mm厚の
鋼板とした後、酸洗、冷間圧延によって1.2mm厚の冷延
鋼板となした。その後、連続溶融亜鉛めっきラインで、
825℃、1分の加熱保持後、10℃/sec の冷却速度
で冷却し、460℃の亜鉛めっき浴でめっきを施すこと
によって、目付量60/60g/m2の溶融亜鉛めっき鋼
板を得た。
合金化処理および片面あたり3g/m2の80%Fe−Zn合
金の上層電気めっき処理を施した。得られためっき材に
ついて、1%の調質圧延後(ただし、上層めっき材は電
気めっき処理を施す前に調質圧延した)、JIS5号試
験片による引張試験を行なって、TS(引張強さ)、E
l(全伸び)、TS×Elを調査した。また、曲げ試験
を行なって、Rmin (最小曲げ半径)を調べた。さら
に、めっきの密着性を評価するためにドロービード試験
を行ない、めっき剥離量を測定した。これらの結果は次
の表3、表4および表5にそれぞれ示す如くであって、
試料No. 47〜49は合金化処理を施したもの、試料N
o. 50〜52は上層電気めっきを施したものである。
きは、本発明による試料No. 2〜8、11、12、14
〜19、22、23、27、28、30〜37、39〜
41、43、44、47〜52はTS×Elが2300
以上、Rmin が0.5以下、めっき剥離量が5g/m2未満
であり、強度・延性バランス、曲げ性、めっき密着性と
もに優れていることがわかる。特に、Ti、Nb、B、Cu、
Ni、Cr、Moを適正範囲で添加した試料No. 5〜7、16
〜19、22、23、33〜37、43、44、48、
49、51、52については、強度・延性バランスが一
層向上している。
である試料No. 1、9、10、13、20、21、24
〜26、29、38、42については、TS×Elが低
いか、めっき剥離量が多いため、めっき密着性と強度・
延性バランスの両立は不可能であり、本発明の目的を達
しえないことが明白である。また、Cが過剰に添加され
ている試料No. 45、46はRmin が大きくなってお
り、局部延性が劣化していることがわかる。
度、高延性でしかもめっき密着性に優れた溶融亜鉛めっ
き鋼板が得られるため、産業上の利用価値は非常に大き
く、特に自動車車体の軽量化および防錆化に対して極め
て有益であって、工業的効果の大きい発明である。
離量の関係を要約して示した図表である。
Claims (2)
- 【請求項1】 wt%で、C:0.05〜0.30%、Si:0.
5%以下、Mn:0.8〜3.0%、P:0.02%以下、S:
0.01%以下、Al:0.5〜1.5%、N:0.008%以下
を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなること
を特徴とするめっき密着性に優れた高強度高延性溶融亜
鉛めっき鋼板。 - 【請求項2】 wt%で、Ti:0.005〜0.05%、Nb:
0.005〜0.05%、B:0.0005〜0.003%、C
u:0.2〜1.0%、Ni:0.2〜1.0%、Cr:0.2〜1.0
%、Mo:0.2〜1.0%から選ばれる1種または2種以上
の元素を、Ti、Nb、Bの合計が1.0%以下となる範囲で
含有することを特徴とする請求項1に記載のめっき密着
性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
Priority Applications (1)
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