合金化热浸镀锌钢板及其制造方法_3

文档序号:8448788阅读:来源:国知局
化,有助于母材钢板的强度上升。添加量不足0. 005%时,不能 得到这些效果,因此含有时将下限值设为0. 005%。含有超过0. 3%时,碳氮化物的析出变 多、成形性劣化,因此将上限值设为〇. 3%。
[0108]V:v为强化元素。通过析出物强化、由抑制铁素体晶粒的成长产生细晶强化以及 通过抑制再结晶的位错强化,有助于母材钢板的强度上升。添加量不足0. 005%时,不能得 到这些效果,因此含有时将下限值设为0. 005%。含有超过0. 5%时,碳氮化物的析出变多、 成形性劣化,因此将上限值设为〇. 5%。
[0109]B:B通过0.0001 %以上的添加对粒界的强化、钢材的强度化有效,其添加量超过 0. 01 %时,不仅其效果饱和,而且使热轧时的制造性降低,因此将其上限设为0. 01 %。
[0110] 0&、1%、1^工6、丫分别能够含有0.0005以上且0.04%以下。均为用于脱氧的元素, 优选含有0.0005%以上。然而,含量超过0.04%时,成为成形加工性的恶化的原因。因此, 将它们的含量分别设为0. 0005%以上且0. 04%以下。
[0111] 需要说明的是,在本发明中,La、Ce、Y大多以混合稀土金属(mischmetal)的方式 添加,存在复合含有除La、Ce以外的镧系的元素的情况。即便作为不可避免的杂质,含有这 些除La、Ce以外的镧系元素也发挥本发明的效果。其中,即便添加金属La、Ce也发挥本发 明的效果。
[0112] 接着,对于本发明的合金化热浸镀锌层进行说明。
[0113]本发明的合金化热浸镀锌层为了确保防锈性而形成于基底的前述母材钢板的表 面上。因此,在本发明中,前述的镀层密合性、镀层润湿性降低从确保防锈性的观点出发成 为极其重要的问题。
[0114]如图1所示,该合金化热浸镀锌层以质量%计含有5%以上且15%以下的Fe,余量 为Zn以及不可避免的杂质。
[0115]Fe含有率不足5 %时,在该镀覆层中所形成的Fe-Zn合金相少、防锈性不足。并且, 该镀覆层的表面的滑动性降低,因此压制成形时,发生母材钢板的断裂、镀覆层剥离,因此 镀层密合性降低。Fe含有率超过15 %时,在该镀覆层中所形成的Fe-Zn合金相内、缺乏韧 性的r相或ri相形成为较厚。其结果,在压制成型时在该镀覆层与基底钢板的界面该镀 覆层剥离、防锈性降低。需要说明的是,在此,所谓的Fe-Zn合金相意味着(相(FeZnl3)、 S1 相(FeZn7)、r1 相(Fe5Zn21)、r相(Fe3ZnlO)的全部。
[0116] 此外,本发明中,在镀覆层中根据需要还可以含有A1。在镀覆层中,通过含有 0. 02%以上且1. 0%以下的A1,从而可以进一步提高镀层润湿性、镀层密合性。
[0117] 作为单位镀覆层的Fe含有率的分析方法,例如,由合金化热浸镀锌钢板截取 30mmX30mm的面积。将截取的样品浸渍于添加有0. 02体积%的抑制剂(Ibit700A、朝日化 学工业株式会社制造)的5%盐酸水溶液中,使仅合金化热浸镀锌层溶解。对于该溶解液, 用ICP(电感親合等离子体发光分析装置(ionplasmaemissionanalyzer))测定Fe量、 Zn量和A1量。通过将该Fe量除以(Fe量+Zn量+A1量)乘以100而求出。本发明中,将 由从相互距离100mm以上的5个部位截取的样品求出的值的平均值设为Fe含有率。
[0118] 如图1所示,该合金化热浸镀锌层的厚度为3ym以上且30ym以下。
[0119] 厚度不足3ym时,防锈性不足。并且,难以使镀覆层均匀地形成于母材钢板,产生 不镀等镀层润湿性降低。厚度超过30ym时,由镀覆层带来的防锈性提高的效果饱和、不经 济。并且,在镀覆层内的残留应力增加、在压制成型时镀覆层剥离等镀层密合性降低。
[0120] 对于合金化热浸镀锌层的厚度的测定方法具有各种方法。例如,可以列举出显 微镜截面试验法(JISH8501)。这是如下的方法:填埋试样的截面并进行研磨之后,根 据需要,用腐蚀液进行蚀刻,用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电子射线显微分析仪 (EPMA)等分析研磨面,求出厚度。本发明中,填埋到Technovit4002(MARUT0HCOMPANY 1頂几£0.制造)中,依次用#240、#320、#400、#600、#800、#1000 的研磨纸〇15 1?6001)进 行研磨,然后,用EPMA从镀覆钢板的该镀覆层表面向基底钢板线性分析研磨面。而且,在相 互距离1mm以上的任意的10个部位的位置求出由该镀覆层表面没有检测出Zn的长度,将 求出的值的平均值设为合金化热浸镀锌层的厚度。
[0121] 接着,对于本发明中重要的A层进行说明。
[0122] 对于本发明的合金化热浸镀锌钢板,具有位于母材钢板的表面正下方并且从母材 钢板的表面到钢板内厚度2ym以上且20ym以下的下述A层。
[0123] A层:以A层的体积基准计,含有体积50%以上的铁素体的组织,余量为不可避免 的组织,以单位A层的质量基准计,非氧化物的Fe的含有率为90质量%以上,Fe、Si、Mn、 P、S、A1的氧化物的含有率的总计为10质量%以下,C的含有率不足0. 05质量%。
[0124] 本发明中的A层通过后述的测定方法来定义。对于该A层,Fe、Si、Mn、P、S、A1的 氧化物减少,因此与现有技术文献等中所记载的具有Si、Mn的内部氧化物、或外部氧化的 Si、Mn的层不同,以C减少并且韧性优异的铁素体组织为主体。此外,为与锌反应性高的、 非氧化物的Fe为主体的、严密地控制了镀层的润湿性和密合性的改善的层。对于本发明的 具有A层的合金化热浸镀锌钢板,为590MPa以上的含有C、Si、Mn等的高强度,并且镀层的 润湿性和镀层的密合性优异。
[0125] 如图2所示,以A层的体积基准计,含有50体积%以上的铁素体的组织对于得到 优异的镀层密合性是必要的。铁素体为韧性优异的组织。
[0126] 如前所述,合金化热浸镀锌钢板伴随强度的增加、韧性降低,与之相应,压制成形 时的压制载荷大,在成形时镀覆层受到的来自模具的剪切应力增加。因此,存在镀覆层容易 从与母材钢板的界面剥离、防锈性的降低、按压瑕疵等外观不良这样的涉及镀层密合性的 降低的问题。然而,本发明中,在镀覆层正下方的A层含有铁素体组织,韧性极其优异,因此 消除了该问题。该铁素体组织不足50体积%时,镀层密合性的改善不充分。A层优选含有 55体积%以上的铁素体组织。作为铁素体的形态,除多边形铁素体(polygonalferrite) 以外还包含针状铁素体(acicularferrite)。
[0127] 余量的不可避免的组织是指贝氏体、马氏体、残留奥氏体、珠光体。
[0128] 需要说明的是,对于上述组织的各相、铁素体、马氏体、贝氏体、奥氏体、珠光体以 及余量组织的鉴定、存在位置的观察以及面积率的测定,可以利用硝酸乙醇试剂以及日本 特开59-219473号公报中所公开的试剂,将钢板轧制方向截面或轧制方向直角方向截面腐 蚀,通过1000倍的光学显微镜观察以及1000~100000倍的扫描型以及透射型电子显微镜 来定量化。实施例中,对于自母材钢板的表面正下方开始至2ym深度为止,进行20个视野 观察,利用计点法、画像解析求出铁素体组织的面积率,将其平均值设为以体积基准计的含 有率。
[0129] 此外,A层中,以A层的质量基准计,非氧化物的Fe的含有率为90%以上,Fe、Si、 Mn、P、S、Al的氧化物的含有率的总计为10%以下、C的含有率不足0.05%,为了得到优异 的镀层润湿性、镀层密合性是必要的。
[0130] 如前所述,在含有Si、Mn的高强度的合金化热浸镀锌钢板中,再结晶退火时,Si、 Mn与Fe相比,为易氧化性的元素,因此用以往的Fe的还原性气氛进行加热时,母材钢板表 面的Si、Mn氧化。进而,从母材钢板的内部热扩散到表面的Si、Mn在表面氧化,在该表面 Si、Mn的氧化物富集。在该表面Si、Mn氧化物富集时,在将母材钢板浸渍到熔融锌浴的过 程中,妨碍熔融锌与母材钢板的接触,因此存在涉及合金化热浸镀锌层的镀层的润湿性、镀 层的密合性的降低的问题。进而,如前所述,现有技术文献中所记载的、Si、Mn的内部氧化 物也存在于母材钢板的内部的表面附近。因此,存在使母材钢板的韧性、弯曲性降低,不能 压制成型的问题。此外,在压制成型时镀覆层受到剪切应力时,存在镀覆层从内部氧化物 存在的母材钢板的内部的表面附近剥离的涉及镀层密合性的问题。然而本发明中,作为镀 覆层的正下方的A层中,Fe为主体,Fe、Si、Mn、P、S、Al的氧化物减少,消除了该问题。在 此,所谓氧化物可以为该内部氧化以及在母材钢板的表面发生富集的所谓的外部氧化的任 一种。此外,作为该氧化物的化学式,例如,可以列举出FeO、Fe203、Fe304、MnO、Mn02、Mn203、 111304、510 2、?205、41203、50 2的单独氧化物、各自的非化学计量组成的单独氧化物、或?63103、 Fe2Si04、MnSi03、Mn2Si04、AlMn03、Fe2P03、Mn2P03的复合氧化物、各自的非化学计量组成的复 合氧化物。
[0131] 由于以上的理由,如图3所示,A层中的、非氧化物的Fe的含有率不足90%时,镀 层润湿性、镀层密合性的改善不充分。Fe的含有率优选为92%以上。此外,如图4所示,A 层中的、Fe、Si、Mn、P、S、A1的氧化物的含有率的总计超过10 %时,镀层润湿性、镀层密合性 的改善不充分。?6、51、1111、?、5、41的氧化物的含有率的总计优选为8%以下。
[0132] A层中的非氧化物的Fe的含有率例如如下所示而求出。用具备离子枪的X射线光 电子分光装置(XPS;PHI5800、ULVAC-PHI,Inc制造)对合金化热浸镀锌钢板进行深度方向 分析,由从未检测出Zn至2ym深度为止的、价数为0的Fe的谱图将含有率以深度平均从 而求出。同样操作,对于Fe、Si、Mn、P、S、Al的氧化物的含有率的总计,由从未检测出Zn至 2ym深度为止的、价数不为0的Fe、Si、Mn、P、S、A1的谱图求出各自的含有率进行总计,然 后以深度进行平均从而求出。其中,测定方法没有特别限定,根据需要,也可以使用如下等 分析方法而求出含有率:利用辉光放电发光分析(GDS)、二次离子质谱分析法(SIMS
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1