鍍鋅鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的鍍鋅鋼板，具備：鋼板、和所述鋼板的表面上的鍍層，所述鋼板具有下述鋼化學(xué)組成：以質(zhì)量%計(jì)，包含：C：0.05～0.40%、Si：0.5～3.0%、Mn：1.5～3.0%；具有下述顯微組織：包含鐵素體、貝氏體、30%以上的體積分率的回火馬氏體和8%以上的體積分率的奧氏體；具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度，所述鍍層含有包含選自Si、Mn和Al中的1種以上的化學(xué)元素的氧化物，在包含所述鋼板與所述鍍層的板厚方向截面觀察的情況下，所述氧化物的投影面積率為10%以上。
【專利說明】鍍鋅鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度(TS)，耐延遲斷裂特性、鍍層密著性、伸長率和擴(kuò)孔性優(yōu)異的鍍鋅鋼板。本發(fā)明涉及的鍍鋅鋼板，特別適合于汽車用的構(gòu)造用構(gòu)件、增強(qiáng)用構(gòu)件、行駛用構(gòu)件。再者，本發(fā)明涉及的鍍鋅鋼板(Zinc Coated Steel Sheet),可以分類為熱浸鍍鋅鋼板(Galvanized Steel Sheet)和合金化熱浸鍍鋅鋼板(GalvannealedSteel Sheet)。
[0002]本申請基于2011年9月30日在日本申請的專利申請2011-217811號要求優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引于本說明書中。
【背景技術(shù)】
[0003]在汽車的橫梁或側(cè)梁等的構(gòu)件中，為應(yīng)對近年降低燃費(fèi)的動向，輕量化正被研討，即使使用比構(gòu)件薄的鋼板，從確保汽車的強(qiáng)度和沖撞安全性的觀點(diǎn)來看，也在推進(jìn)鋼板的高強(qiáng)度化。但是，由于材料的成形性伴隨強(qiáng)度上升而劣化，所以要實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)件的輕量化，需要制造滿足壓制成形性和高強(qiáng)度兩方面的鋼板。
[0004]特別地，在將鋼板成形為具有復(fù)雜形狀的汽車的構(gòu)造用構(gòu)件或增強(qiáng)用構(gòu)件的情況下，鋼板被要求優(yōu)異的延展性。在近年的汽車的骨架構(gòu)件中，主要使用具有440MPa級或590MPa級的抗拉強(qiáng)度的鋼板，為了構(gòu)件的進(jìn)一步輕量化，今后希望開發(fā)具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度的鋼板。
[0005]在將590M Pa級的鋼板用980MPa級的鋼板置換的情況下，對于980MPa級的鋼板，要求與590MPa級的鋼板的伸長率同等的伸長率。因此，迫切希望開發(fā)具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度，且伸長率優(yōu)異的鋼板。
[0006]作為拉伸試驗(yàn)的總伸長率(El)優(yōu)異的鋼板，存在下述復(fù)相組織鋼板:其具有在作為主相的軟質(zhì)的鐵素體中，作為第二相使殘余奧氏體分散了的顯微組織。該復(fù)相組織鋼板中，通過鐵素體來確保延展性，通過殘余奧氏體的馬氏體相變來確保強(qiáng)度，該殘余奧氏體在塑性加工時(shí)發(fā)生馬氏體相變。利用了該相變的鋼有TRIP (TRansformation InducedPlasticity，相變誘發(fā)塑性)鋼，近年，該TRIP鋼的用途逐漸擴(kuò)大。
[0007]TRIP鋼相比于析出強(qiáng)化鋼和DP鋼(由鐵素體和馬氏體構(gòu)成的鋼，Dual PhaseSteel )，具有特別優(yōu)異的伸長率，所以是被強(qiáng)烈希望擴(kuò)大應(yīng)用的鋼板。TRIP鋼雖然強(qiáng)度和延展性優(yōu)異，但是一般具有擴(kuò)孔性低的特征。
[0008]此外，為今后將汽車車身的輕量化推進(jìn)下去，必須將高強(qiáng)度鋼板的使用強(qiáng)度水平提高到以往以上。例如，為將高強(qiáng)度鋼板用于行駛部件等的難成形性構(gòu)件，必須改善擴(kuò)孔性等的成形性。
[0009]并且，在考慮980MPa以上的鋼板對于汽車用構(gòu)件的適用的情況下，在強(qiáng)度和加工性這樣的特性以外，還要求耐延遲斷裂特性。延遲斷裂，是起因于對鋼材施加的應(yīng)力、氫脆性而發(fā)生，且向作為結(jié)構(gòu)體被使用的鋼材的應(yīng)力集中部擴(kuò)散下去的氫聚集，從而結(jié)構(gòu)體破壞的現(xiàn)象。[0010]具體而言,作為延遲斷裂的一例，可以例舉，例如PC鋼線(Prestressed ConcreteSteel Wire)或螺栓等的、在使用狀況下受到高應(yīng)力負(fù)荷的構(gòu)件突然斷裂的現(xiàn)象等。
[0011]已知延遲斷裂與從環(huán)境侵入鋼材的氫密切相關(guān)。作為從環(huán)境侵入鋼材的氫，存在大氣中含有的氫、腐蝕環(huán)境下產(chǎn)生的氫等各個(gè)種類的氫源。無論氫源是哪種，在氫向鋼材中侵入的情況下，都可能成為誘發(fā)延遲斷裂的原因。
[0012]由此，作為鋼材的使用環(huán)境，雖然期望不存在氫的環(huán)境，但是考慮對結(jié)構(gòu)體或汽車的適用的情況，會在室外使用鋼材，所以無法避免氫的侵入。
[0013]作為對用作結(jié)構(gòu)體的鋼材發(fā)揮作用的應(yīng)力，可以例舉在結(jié)構(gòu)體上負(fù)荷的應(yīng)力、在成形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力的一部分殘留于鋼材內(nèi)部的殘余應(yīng)力。特別是汽車用的薄鋼板等，在成形后作為構(gòu)件使用的鋼材中，與幾乎不給予變形而將制品原樣使用的厚板、條鋼(例如、螺栓)相比較，殘余應(yīng)力成為大問題。因此，在對延遲斷裂成為問題的鋼板成形的情況下，期待能夠不留有殘余應(yīng)力那樣地成形鋼板。
[0014]例如，專利文獻(xiàn)I中，公開了將鋼板加熱到高溫并加工后，使用金屬模具淬火，使其高強(qiáng)度化的金屬板的熱軋成形方法。該方法中，因?yàn)樵诟邷叵录庸や摪澹猿蔀闅堄鄳?yīng)力的原因的加工時(shí)被導(dǎo)入的位錯(cuò)恢復(fù)，或者在加工后發(fā)生相變緩解殘余應(yīng)力。因此，成形品中基本上不殘留殘余應(yīng)力。通過采用該方法強(qiáng)化鋼板，可以提高鋼板的延遲斷裂特性。但是，該方法中，因?yàn)閴褐魄靶枰訜?，所以與冷軋成形相比，能量成本和設(shè)備成本高。另外，因?yàn)閺?00°C以上的高溫對成形品直接淬火，所以鋼板的特性(例如，鍍層鋼板的鍍層性狀)容易發(fā)生變化，控制強(qiáng)度和延遲斷裂特性以往的特性較困難。
[0015]另外，在切斷、沖裁這樣的機(jī)械加工中，在切斷面存在殘余應(yīng)力，所以有引起延遲斷裂的擔(dān)憂。因此，在具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度的高強(qiáng)度鋼板的加工時(shí)，采用不伴有直接的機(jī)械加工的激光等所進(jìn)行的方法切斷鋼板，避免殘余應(yīng)力的發(fā)生。但是，激光切斷，與剪切斷、沖裁加工相比成本較高。
`[0016]因此，尋求不是通過成形方法，而是通過相應(yīng)于所需要特性的材料開發(fā)來確保鋼板的耐延遲斷裂特性。
[0017]在棒鋼、條鋼或厚鋼板的制品領(lǐng)域中，開發(fā)了使耐氫脆特性提高，能夠避免延遲斷裂的材料。例如，非專利文獻(xiàn)I中，公開了將Cr、Mo、V等的顯示回火軟化抵抗性的元素的微細(xì)析出物在馬氏體中整合析出的、具有高耐氫脆特性的高強(qiáng)度螺栓。該高強(qiáng)度螺栓，將鋼材由高溫的奧氏體單相淬火，得到馬氏體單相的顯微組織后，通過回火處理，使上述微細(xì)析出物在馬氏體中整合析出。
[0018]該高強(qiáng)度螺栓，利用侵入到鋼材中的氫，在整合析出于馬氏體中的VC等的微細(xì)析出物的周邊被捕捉，抑制侵入到鋼材中的氫向成為應(yīng)力集中的延遲斷裂的起點(diǎn)的部位擴(kuò)散、集中。有效利用這樣的鋼材中的微細(xì)析出物，一直以來，推進(jìn)高強(qiáng)度且耐延遲斷裂特性優(yōu)異的鋼材的開發(fā)。
[0019]為將VC等的析出物作為氫的陷阱位點(diǎn)有效利用，使耐延遲斷裂特性提高，必須使這些析出物向馬氏體組織中整合析出。
[0020]但是，為了這些析出物的析出，需要數(shù)小時(shí)以上的析出熱處理，在制造性上存在問題。即，在使用連續(xù)退火設(shè)備、連續(xù)熱浸鍍鋅設(shè)備等的一般的薄鋼板的制造設(shè)備制造的鋼板中，至多在數(shù)十分鐘的短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行組織控制，所以在制造薄鋼板情況下，通過這些析出物提高耐延遲斷裂特性較困難。
[0021]另外，在有效利用熱軋工序中析出的析出物的情況下，熱軋工序中，即使上述析出物析出，通過其后的冷軋和連續(xù)退火時(shí)的再結(jié)晶，也會失去析出物和母相(鐵素體、馬氏體)之間的取向關(guān)系。即，該情況下，析出物變得不是整合析出物。該結(jié)果，得到的鋼板的大幅降低。
[0022]通常，擔(dān)心延遲斷裂的發(fā)生的高強(qiáng)度鋼板，具有以馬氏體為主體的顯微組織。馬氏體雖然可以在低溫的溫度區(qū)域形成，但在該溫度區(qū)域，不能析出成為以VC為代表的氫的陷阱位點(diǎn)的析出物。
[0023]該結(jié)果，使VC等的整合析出物在薄鋼板中析出，提高耐延遲斷裂特性的情況下，利用連續(xù)退火設(shè)備、連續(xù)熱浸鍍鋅設(shè)備，制作出鋼材的顯微組織后，需要實(shí)施附加的熱處理，使這些析出物析出。這會帶來大幅的制造成本的增加。
[0024]并且，如果對以馬氏體為主體的顯微組織實(shí)施上述的附加的熱處理，則馬氏體會大幅軟化。該結(jié)果，為使高強(qiáng)度薄鋼板的耐延遲斷裂特性提高，有效利用VC等的整合析出物較難。
[0025]再者，非專利文獻(xiàn)I中記載的鋼，是C量為0.4%以上，并且，含有較多合金元素的鋼，所以薄鋼板中所要求的加工性和/或焊接性差。
[0026]專利文獻(xiàn)2中，公開了通過以T1、Mg為主體的氧化物來降低了氫性缺陷的厚鋼板。但是，專利文獻(xiàn)2中公開的厚鋼板，只是降低了由制造時(shí)在鋼中被捕捉的氫而產(chǎn)生的氫缺陷，對于耐氫脆性(耐延遲斷裂特性)絲毫沒有考慮。而且，對于薄鋼板所要求的高成形性和耐氫脆性的兼具，也絲毫沒有考慮。
[0027]以往，在薄鋼板中，(I)板厚較薄，所以即使氫在薄鋼板中侵入，短時(shí)間內(nèi)也向外部被釋放、(2)以加工性為優(yōu)先，所以900MPa以上的抗拉強(qiáng)度的鋼板基本上沒有被利用等，所以對于氫脆性的問題較小。但是，因?yàn)閷⒏邚?qiáng)度鋼板作為被加工材料適用的要求正快速提高，要求開發(fā)耐氫脆性優(yōu)異的高強(qiáng)度鋼板。
[0028]如上述那樣，提高耐氫脆性的技術(shù)，基本上是對于螺栓、條鋼、厚板的鋼材開發(fā)出來的。這些鋼材基本上不實(shí)施成形，并且大多在屈服強(qiáng)度或屈服應(yīng)力以下使用。因此，以往的技術(shù)中，沒有考慮切斷、構(gòu)件成形(壓制成形)的汽車構(gòu)件所需要的加工性、和加工后的耐氫脆性。
[0029]成形后的構(gòu)件，被稱為殘余應(yīng)力的應(yīng)力殘留在構(gòu)件內(nèi)部。殘余應(yīng)力雖然局部地存在，但是有時(shí)變?yōu)槌^坯料的屈服應(yīng)力的高的值。因此，對薄鋼板要求在高殘余應(yīng)力下不發(fā)
生氫脆化。
[0030]對于薄鋼板的氫脆性，例如，非專利文獻(xiàn)2中報(bào)告了通過殘余奧氏體的加工誘發(fā)相變來助長氫脆性。該非專利文獻(xiàn)2中，考慮了薄鋼板的成形，為了不使耐氫脆化劣化，抑制奧氏體中的C的濃化，使殘余奧氏體的量大幅降低。
[0031]并且，非專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中，高強(qiáng)度薄鋼板的顯微組織被限制在極窄的范圍，只評價(jià)了在比較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的氫脆性，所以難以根本性地解決作為汽車用的構(gòu)件實(shí)際使用時(shí)的氫脆性。并且，該非專利文獻(xiàn)2中記載的技術(shù)中，未能積極地有效利用殘余奧氏體，鋼板的用途被限定。
[0032]這樣，在較多含有容易引起氫脆性的殘余奧氏體的情況下，得到同時(shí)滿足高耐蝕性、高抗拉強(qiáng)度、優(yōu)異的耐延遲斷裂特性和高延展性的鋼板極其困難。
[0033]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0034]專利文獻(xiàn)
[0035]專利文獻(xiàn)1:日本國特開2002-18531號公報(bào)
[0036]專利文獻(xiàn)2:日本國特開平11-293383號公報(bào)
[0037]非專利文獻(xiàn)
[0038]非專利文獻(xiàn)1:延遲斷裂闡明的新展開、日本鋼鐵協(xié)會、1997年I月發(fā)行
[0039]非專利文獻(xiàn)2:CAMP-1SIJ、vol.5,N0.6、1839 ~1842 頁、山崎等、1992 年 10 月、日本鋼鐵協(xié)會發(fā)行

【發(fā)明內(nèi)容】

[0040]本發(fā)明的目的是提供抗拉強(qiáng)度(TS) 980MPa以上的、耐延遲斷裂特性、鍍層密著性、伸長率和擴(kuò)孔性優(yōu)異的鍍鋅鋼板(包含熱浸鍍鋅鋼板和合金化鍍鋅鋼板)。
[0041]本
【發(fā)明者】們推進(jìn)專心研討的結(jié)果，作為對鋼材的材質(zhì)沒有影響而提高耐延遲斷裂特性的手段，發(fā)現(xiàn)了如果施加耐延遲斷裂特性能夠提高的鍍層，則鋼材的耐延遲斷裂特性提聞。
[0042]具體地，發(fā)現(xiàn)了使鍍層中分散包含選自S1、Mn和Al中的I種以上的化學(xué)元素的氧化物，利用鍍層內(nèi)的氧化物捕捉從環(huán)境侵入的氫，能夠延遲氫向應(yīng)力集中部的擴(kuò)散和因此而產(chǎn)生的延遲斷裂。
[0043]另外，發(fā)現(xiàn)為了兼具980MPa以上的抗拉強(qiáng)度(TS)和優(yōu)異的成形性，最大限度地有效利用強(qiáng)化元素Si，在顯微組織中，形成體積率30%以上的回火馬氏體和體積率8%以上的殘余奧氏體是重要的。
[0044]即，本發(fā)明中可以提供抗拉強(qiáng)度(TS) 980MPa以上的、耐延遲斷裂特性、鍍層密著性、伸長率和擴(kuò)孔性優(yōu)異的鍍鋅鋼板，其要旨如下。
[0045](I)本發(fā)明的一方式涉及的鍍鋅鋼板，具備:鋼板、和上述鋼板的表面上的鍍層，上述鋼板，具有下述鋼化學(xué)組成:以質(zhì)量％計(jì)，包含:c:0.05~0.40%、S1:0.5~3.0%、Mn:1.5 ~3.0%,并限制為 P:0.04% 以下、S:0.01% 以下、N:0.01% 以下、Al:2.0% 以下、O:0.01%以下，其余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)；具有下述顯微組織:包含鐵素體、貝氏體、30%以上的體積分率的回火馬氏體和8%以上的體積分率的奧氏體，將珠光體的體積分率限制為10%以下，上述回火馬氏體和上述貝氏體的合計(jì)體積分率為40%以上，相對于該顯微組織的單位面積，具有超過35^的粒徑的晶粒占有的面積的比例為10%以下；具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度，上述鍍層中的鍍層金屬，具有下述鍍層化學(xué)組成:`將Fe量限制為15質(zhì)量％以下、將Al量限制為2質(zhì)量％以下，其余量包含Zn和不可避免的雜質(zhì)，上述鍍層含有包含選自S1、Mn和Al中的I種以上的化學(xué)元素的氧化物，在包含上述鋼板與上述鍍層的板厚方向截面觀察的情況下，將上述氧化物投影到上述鍍層與上述鋼板的界面上的長度除以上述鍍層與上述鋼板的界面長度而得到的投影面積率為10%以上，上述鍍層對上述鋼板的被覆率為99%以上。
[0046](2)上述(I)所述的鍍鋅鋼板中，上述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，還可以包含從:Mo:0.01 ~1.0%、Cr:0.05 ~1.0%、N1:0.05 ~1.0%, Cu:0.05 ~1.0%、Nb:0.005 ~0.3%、Ti:0.005 ~0.3%、V:0.005 ~0.5%、B:0.0001 ~0.01%、選自 Ca、Mg 和 REM 中的 I 種以上的合計(jì):0.0005~0.04%中選擇的I種以上。
[0047](3)上述(I)或(2)所述的鍍鋅鋼板中，上述鍍層也可以是熱浸鍍鋅層。
[0048](4)上述(I)或(2)所述的鍍鋅鋼板中，上述鍍層也可以是合金化熱浸鍍鋅層。
[0049](5)上述(I)~(3)的任一項(xiàng)所述的鍍鋅鋼板中，也可以將上述鍍層化學(xué)組成的Fe量限制為低于7質(zhì)量％。
[0050](6)上述(I)~(4)的任一項(xiàng)所述的鍍鋅鋼板中，上述鍍層化學(xué)組成也可以包含7~15質(zhì)量％的Fe。
[0051](7)上述(I)~(6)的任一項(xiàng)所述的鍍鋅鋼板中，上述鍍層化學(xué)組成也可以包含超過0%且2質(zhì)量％以下的Al。
[0052](8)本發(fā)明的一方式涉及的鍍鋅鋼板的制造方法，包括:鑄造具有下述鋼化學(xué)組成的鋼的第I工序，上述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，包含c:0.05~0.40%、S1:0.5~3.0%、Mn: 1.5 ~3.0%，并限制為 P:0.04% 以下、S:0.01% 以下、N:0.01% 以下、Al:2.0% 以下、O:0.01%以下，其余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)；將上述鋼直接或暫且冷卻后，進(jìn)行加熱的第2工序；以在Ar3R變點(diǎn)以上結(jié)束熱軋那樣對上述鋼熱軋的第3工序；將上述鋼在300~700°C卷取的第4工序；將上述鋼酸洗的第5工序；用具有輥徑為1400mm以下的工作輥的冷軋機(jī)，以30%以上且低于100%的累積壓下率對上述鋼冷軋的第6工序；將上述鋼加熱，在550~750°C使上述鋼滯留20秒以上的第7工序；以750~900°C對上述鋼退火的第8工序；以0.1~30°C /秒的第一平均冷卻速度將上述鋼冷卻到500°C以上且低于750°C的溫度區(qū)域的中間冷卻溫度，以上述第一平均冷卻速度以上的第二冷卻速度將上述鋼從該中間冷卻溫度冷卻到100°C以上`且低于350°C的冷卻停止溫度的第9工序；將上述鋼的溫度控制在比鍍浴溫度低40°C的溫度以上且比上述鍍浴溫度高40°C的溫度以下的溫度范圍內(nèi)的第10工序；將上述鋼浸潰在以10~50m/分鐘的流速流動的熱浸鍍鋅浴中，對上述鋼實(shí)施鍍鋅的第11工序；和將上述鋼冷卻到低于100°c的溫度的第12工序，上述第二平均冷卻速度為I~100°C /秒，在上述第9工序之后的工序中，上述鋼的溫度處于350~500°C的溫度范圍的時(shí)間為20秒以上。
[0053](9)上述(8)所述的鍍鋅鋼板的制造方法中，上述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，還可以包含從Mo:0.01 ~1.0%、Cr:0.05 ~1.0%、N1:0.05 ~1.0%、Cu:0.05 ~1.0%、Nb:0.005 ~0.3%、Ti:0.005 ~0.3%、V:0.005 ~0.5%、B:0.0001 ~0.01%、選自 Ca、Mg 和 REM 中的 I 種以上的合計(jì):0.0005~0.04%中選擇的I種以上。
[0054](10)上述(8)或(9)所述的鍍鋅鋼板的制造方法中，在上述第9工序中，上述第一平均冷卻速度與上述第二平均冷卻速度相等的情況下，上述第一平均冷卻速度也可以超過10°C /秒且為30°C /秒以下。
[0055](11)上述(8)~(10)的任一項(xiàng)所述的鍍鋅鋼板的制造方法中，在上述第10工序之后，還可以包括對上述鋼再加熱，并保持在350~500°C的溫度范圍的工序。
[0056](12)上述(8)~(11)的任一項(xiàng)所述的鍍鋅鋼板的制造方法中，在上述第12工序之后，還可以包括將上述鋼加熱至460~600°C，來實(shí)施合金化處理的工序。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方式，可以廉價(jià)地提供適合于汽車用的構(gòu)造用構(gòu)件、增強(qiáng)用構(gòu)件、行駛用構(gòu)件的、具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度，耐延遲斷裂特性、鍍層密著性、伸長率和擴(kuò)孔性優(yōu)異的鍍鋅鋼板(包含熱浸鍍鋅鋼板和合金化熱浸鍍鋅鋼板)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0058]圖1是模式地表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板中的鍍層中的氧化物的投影面積率的計(jì)算方法的圖。
[0059]圖2是表示在本實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板(合金化熱浸鍍鋅鋼板)的截面，在鍍層中分散有氧化物的圖。
[0060]圖3是本實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板的概略縱截面圖。
[0061]圖4A是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板的制造方法的一例的流程圖。
[0062]圖4B是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板的制造方法的一例的流程圖(圖4A的延續(xù))。
【具體實(shí)施方式】
[0063]本
【發(fā)明者】們?yōu)榻鉀Q上述課題進(jìn)行了專心研討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了如果使含有S1、Mn和Al中的至少I種的氧化物分散于鍍層中，則可以將氧化物作為氫的陷阱位點(diǎn)有效利用，提高鋼板(鍍鋅鋼板)的耐延遲斷裂特性。另外，本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)在用于退火的加熱中，以550~750°C保持鋼板，在鋼板表層形成含有S1、Mn和Al中的至少I種的氧化物，則通過其后的鍍敷、或者鍍敷和合金化處理，可得到具有上述氧化物分散了的鍍層的鍍鋅鋼板。
[0064]此外，本發(fā) 明者們發(fā)現(xiàn)如果利用鋼板表面的氧化物，則氧化物的尺寸、個(gè)數(shù)密度這些氧化物形態(tài)的控制較容易。作為在鍍層中使氧化物分散的方法，可考慮將含有氧化物的熔融鋅(熔融金屬)向鋼板鍍敷的方法，但因以下理由而難以采用這樣的方法。
[0065]例如，即使將氧化物分散于熔融鋅中，氧化物通過范德華力而形成群簇(cluster)，生長為達(dá)到數(shù)~數(shù)百μ m的巨大的氧化物。其結(jié)果，該巨大的氧化物成為不鍍(鍍不上)和瑕疵的原因，因此不優(yōu)選在鍍浴內(nèi)分散氧化物。并且，為提高鍍層密著性，一般在鍍前除去鋼板表面的氧化物，得到潔凈的表面，在鍍前的鋼板上，通常有意地不形成氧化物。
[0066]通常，熱浸鍍鋅浴中，浮游有被稱為浮渣的Zn和/或Al的氧化膜，成為不鍍和合金化延遲的原因。本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)在鋼板表面存在氧化物的情況下，鋼板向浴浸潰時(shí)，浮渣容易附著，不鍍?nèi)菀装l(fā)生。
[0067]并且，本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)附著于鋼板的浮渣，不只引起不鍍，還有將合金化延遲的問題。該問題在含有較多S1、Mn的鋼板中變得顯著。雖然詳細(xì)的機(jī)制不明確，但可以認(rèn)為是在鋼板表面生成的S1、Mn的氧化物、和作為氧化物的浮渣反應(yīng)或相互作用，助長了不鍍和合金化延遲。
[0068]本
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)如果在熱浸鍍鋅浴中使熔融金屬流動，則能夠抑制上述的氧化物間的反應(yīng)或相互作用，從而抑制不鍍。
[0069]以下，對于本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板，進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0070]本實(shí)施方式涉及的鍍鋅鋼板I (以下，記載為鍍層鋼板1)，如圖3所示，具備鋼板2和鋼板2的表面上的鍍層3。再者，鍍層鋼板1，也可以在鍍層3的表面還具備有機(jī)層、無機(jī)層等的各種被覆層。在鍍層鋼板I中不形成這樣的被膜層的情況下，鍍層鋼板I由鋼板2和鋼板2的表面上的鍍層3構(gòu)成。另外，鍍層3通過熔融金屬的凝固來形成，可以是沒有實(shí)施合金化處理的熱浸鍍鋅層(Galvanized Layer),也可以是實(shí)施了合金化處理的合金化熱浸鍛鋒層(Galvannealed Layer)。
[0071]首先，對于鍍層3進(jìn)行說明。
[0072]鍍層3含有選自S1、Mn和Al中的I種以上的化學(xué)元素的氧化物3a。使這樣的氧化物3a分散于鍍層3中是最重要的。特別地，如果使上述氧化物3a分散于從鋼板2與鍍層3的界面起算5μπι以內(nèi)的鍍層3的區(qū)域內(nèi)，則氫的捕捉效果變得顯著。
[0073]詳細(xì)的機(jī)制雖不明確，但可以認(rèn)為由于氧化物3a含有大量缺陷，所以鍍層3中的氧化物3a捕捉從鍍層鋼板I的表面侵入的氫(例如，通過腐蝕反應(yīng)生成的氫和大氣中的氫)，延遲氫對鋼板2的侵入，其結(jié)果，耐延遲斷裂特性提高。
[0074]并且，由于汽車用鋼板是在濕潤環(huán)境和干燥環(huán)境反復(fù)的環(huán)境(濕潤-干燥環(huán)境)中使用的，所以被濕潤環(huán)境中鍍層3中的氧化物3a (B卩，鋼板2的上方的氧化物3a)捕捉的氫，在干燥環(huán)境中向大氣中釋放。因此，可以認(rèn)為在汽車被使用的實(shí)際環(huán)境中，可以持續(xù)地利用上述氧化物所帶來的氫的捕捉效果，上述鍍層鋼板1，由于耐延遲斷裂特性而發(fā)揮高的效果。
[0075]該效果通過使含有選自S1、Mn和Al中的I種以上的化學(xué)元素的氧化物3a分散于鍍層3中而變得顯著。特別地，Si的氧化物、Mn的氧化物、Al的氧化物、選自S1、Mn、Al的2種以上的化學(xué)元素的復(fù)合氧化物，作為與鋅相比熔點(diǎn)高、氫的捕捉效果高的氧化物，容易分散于鍍層3中。
[0076]鍍層3中的氧化物3a，是單獨(dú)或復(fù)合地含有S1、Mn和Al的氧化物(以下，有時(shí)僅記載為氧化物3a)。但是，也可以在氧化物3a中包含制造上混入的不可避免的雜質(zhì)(例如，包含起因于渡浴的Ζη、Α1等的不可避免的氧化物和/或包含起因于鋼板2的化學(xué)組成的化學(xué)元素(S1、Mn、和Al除外)的不可避免的氧化物)。
`[0077]因此，例如，氧化物3a也可以單獨(dú)或復(fù)合地含有S1、Mn和Al (至少I種)，其余量包含O (氧)和不可避免的雜質(zhì)。
[0078]在此，作為單獨(dú)或復(fù)合地含有S1、Mn和Al的氧化物3a，可以例舉Si02、Mn0、Al203、Mn2SiO4等，氧化物3a希望含有SiO2或Mn2SiO4。
[0079]對于鋼板2的表面將氧化物3a投影了的氧化物3a的投影面積率為10%以上。該投影面積率，是由鍍層鋼板I的表面從上方觀察鋼板2的情況下在鋼板2的表面上投影的氧化物3a的表觀的被覆率。被覆率3a的投影面積率越大，越可以將從鍍層鋼板I的表面侵入的氫更多地捕捉到鍍層3中。因此，希望氧化物3a在鍍層3內(nèi)，并且在與鋼板2的表面平行的面內(nèi)盡可能多地存在。因此，將投影面積率設(shè)為10%以上。該投影面積率，希望為15%以上，更加希望為20%以上。再者，該投影面積率的上限沒有特別限制，也可以是100%，但為了更加提高鍍層密著性和合金化速度，也可以將投影面積率設(shè)為90%以下、或80%以下。
[0080]再者，如果投影面積率為10%以上，則氧化物3a的形態(tài)無特別限制。例如，氧化物3a的形態(tài)，可以是膜狀、粒狀、細(xì)繩狀的任一種。膜狀的氧化物，能夠提高氧化物3a的單位體積的投影面積率。因此，如果膜狀的氧化物相對于氧化物3a整體的比例多，則可以使投影面積率變大。因此，氧化物3a的形態(tài)希望為膜狀。[0081]氧化物3a的投影面積率，可以通過觀察鍍層鋼板I的截面(包含鋼板2和鍍層3的板厚方向截面)容易地測定。例如，如圖1所示，在對于鍍層3和鋼板2的界面(近似直線的界面)將氧化物3a垂直投影的情況下，可以利用投影的氧化物3a (影)的投影長度(例如，圖1中的長度(L-11-12-13))相對于鍍層3和鋼板2間的界面的長度(例如，圖1中的長度L)的比例評價(jià)投影面積率A (%)。即，將圖1的例子一般化，將氧化物3a未投影的部分(非投影部)存在η個(gè)(η為自然數(shù))的情況的第i個(gè)(i為I以上且η以下的自然數(shù))的非投影部的長度假定為Ii,則投影面積率A可以采用測定出的上述界面的長度L通過下式I表現(xiàn)。
[0082]數(shù)I
【權(quán)利要求】
1.一種鍍鋅鋼板，其特征在于，具備: 鋼板、和 所述鋼板的表面上的鍍層， 所述鋼板，具有下述鋼化學(xué)組成:以質(zhì)量％計(jì)，包含:
C:0.05 ~0.40%、
Si:0.5 ~3.0%、 Mn: 1.5~3.0%，并限制為 P:0.04% 以下、
S:0.01% 以下、
N:0.01% 以下、
Al:2.0% 以下、 O:0.01%以下，其余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)； 具有下述顯微組織:包含鐵素體、貝氏體、30%以上的體積分率的回火馬氏體和8%以上的體積分率的奧氏體，將珠光體的體積分率限制為10%以下，所述回火馬氏體和所述貝氏體的合計(jì)體積分率為40%以上，相對于該顯微組織的單位面積，具有超過35 μ m的粒徑的晶粒占有的面積的比例為10%以下；具有980MPa以上的抗拉強(qiáng)度， 所述鍍層中的鍍層金屬，具有下述鍍層化學(xué)組成:將Fe量限制為15質(zhì)量％以下、將Al量限制為2質(zhì)量％以下,其余量包含Zn和不可避免的雜質(zhì),所述鍍層含有包含選自S1、Mn和Al中的I種以上的化學(xué)元素的氧化物，在包含所述鋼板與所述鍍層的板厚方向截面觀察的情況下，將所述氧化物投影到所述鍍層與所述鋼板的界面上的長度除以所述鍍層與所述鋼板的界面長度而得到的投影面積率為10%以上，所述鍍層對所述鋼板的被覆率為99%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，所述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，還包含從
Mo:0.01 ~1.0%、
Cr:0.05 ~1.0%、
N1:0.05 ~1.0%、
Cu:0.05 ~1.0%、
Nb:0.005 ~0.3%、
T1:0.005 ~0.3%、
V:0.005 ~0.5%、
B:0.0001 ~0.01%、 選自Ca、Mg和REM中的I種以上的合計(jì):0.0005~0.04%中選擇的I種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，所述鍍層為熱浸鍍鋅層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，所述鍍層為合金化熱浸鍍鋅層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，將所述鍍層化學(xué)組成的Fe量限制為低于7質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，所述鍍層化學(xué)組成包含7~15質(zhì)量％的Fe。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍍鋅鋼板，其特征在于，所述鍍層化學(xué)組成包含超過0%且2質(zhì)量％以下的Al。
8.一種鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，包括: 鑄造具有下述鋼化學(xué)組成的鋼的第I工序，所述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，包含:
C:0.05 ~0.40%、
S1:0.5 ~3.0%、 Mn: 1.5~3.0%，并限制為 P:0.04% 以下、
S:0.01% 以下、
N:0.01% 以下、
Al:2.0% 以下、 O:0.01%以下，其余量包含鐵和不可避免的雜質(zhì)； 將所述鋼直接或暫且冷卻后，進(jìn)行加熱的第2工序； 以在Ar3轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上結(jié)束熱軋那樣對所述鋼熱軋的第3工序； 將所述鋼在300~700°C卷取的第4工序；· 將所述鋼酸洗的第5工序； 用具有輥徑為1400mm以下的工作輥的冷軋機(jī)，以30%以上且低于100%的累積壓下率對所述鋼冷軋的第6工序； 將所述鋼加熱，在550~750°C使所述鋼滯留20秒以上的第7工序； 以750~900°C對所述鋼退火的第8工序； 以0.1~30°C /秒的第一平均冷卻速度將所述鋼冷卻到500°C以上且低于750°C的溫度區(qū)域的中間冷卻溫度，以所述第一平均冷卻速度以上的第二冷卻速度將所述鋼從該中間冷卻溫度冷卻到100°C以上且低于350°C的冷卻停止溫度的第9工序； 將所述鋼的溫度控制在比鍍浴溫度低40°C的溫度以上且比所述鍍浴溫度高40°C的溫度以下的溫度范圍內(nèi)的第10工序； 將所述鋼浸潰在以10~50m/分鐘的流速流動的熱浸鍍鋅浴中，對所述鋼實(shí)施鍍鋅的第11工序；和 將所述鋼冷卻到低于100°C的溫度的第12工序， 所述第二平均冷卻速度為I~100°C /秒， 在所述第9工序之后的工序中，所述鋼的溫度處于350~500°C的溫度范圍的時(shí)間為20秒以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼化學(xué)組成，以質(zhì)量％計(jì)，還包含從
Mo:0.01 ~1.0%、
Cr:0.05 ~1.0%、
N1:0.05 ~1.0%、
Cu:0.05 ~1.0%、
Nb:0.005 ~0.3%、
T1:0.005 ~0.3%、V:0.005 ~0.5%、
B:0.0001 ~0.01%、 選自Ca、Mg和REM中的I種以上的合計(jì):0.0005~0.04%中選擇的I種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第9工序中，所述第一平均冷卻速度與所述第二平均冷卻速度相等的情況下，所述第一平均冷卻速度為1°C/秒以上且30°C /秒以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第10工序之后，還包括對所述鋼再加熱，并保持在350~500°C的溫度范圍的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的鍍鋅鋼板的制造方法，其特征在于，在所述第12工序之后，還包括將所述鋼加熱至460~600°C，來實(shí)施合金化處理的工序。
【文檔編號】C23C2/40GK103827335SQ201280047117
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】野崎貴行, 高橋?qū)W, 藤田展弘, 東昌史, 若林千智 申請人:新日鐵住金株式會社