CN100562601C - 具有抗疲劳性、耐腐蚀性、延展性和强变形后高镀层结合力的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板及其制造方法 - Google Patents

具有抗疲劳性、耐腐蚀性、延展性和强变形后高镀层结合力的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供：一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板；一种延展性优异的高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可改善漏镀缺陷和提高强变形后的镀层结合力，及其制备方法；一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板；一种外观及加性优异的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，这些薄钢板可抑制漏镀缺陷的产生，及其制备方法；一种高强度、经热浸镀锌层扩散处理的薄钢板和一种高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可抑制漏镀缺陷、表面缺陷并具有耐腐蚀性，特别是在含有氯离子的环境中的耐蚀性，同时又具有高延展性，以及其制备方法。

Description

具有抗疲劳性、耐腐蚀性、延展性和强变形后高镀层结合力的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板及其制造方法
技术领域
发明涉及一种高强度、高延展性的热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层经扩散处理的薄钢板，该钢板具有优异的抗疲劳性和耐腐蚀性，适合用于建筑材料、家用电器与汽车，并且该钢板在含氯离子环境中的耐腐蚀性和可加工性优异并涉及及这钢板的制造方法。
技术背景
热浸镀锌技术用于薄钢板旨在防止腐蚀，热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板广泛用于建材、家电、汽车等。森吉米尔(Sendzmir)镀锌法作为一种制造方法包括的步骤在连续生产线上依次为：除油清理、于非氧化性气氛中加热薄钢板、在含有H2和N2的还原性气氛中将薄钢板退火、冷却到接近镀槽温度的温度、浸入熔融锌槽中，以及将之冷却或者经重新加热使之合金化形成Fe-Zn合金后将其冷却。森吉米尔加工法广泛用于薄钢板处理。
至于镀前退火，常常使用全还原炉，其中退火紧接在除油清理之后，不经非氧化气氛加热薄钢板工序即于含H2和N2的还原气氛中进行。此外，还采用包括如下工序的助熔剂法：对薄钢板进行除油和酸洗；然后使用氯化铵或类似物质进行助熔剂处理；将薄钢板浸入镀槽中；然后冷却薄钢板。
在一种用于上述那些加工方法的镀槽中，添加少量Al来脱除熔融锌中的氧。在森吉米尔镀锌法中，镀锌熔液约含0.1％(质量)Al。据悉，由于镀液中Al对Fe的亲和力比对Fe-Zn更强，因此，当钢浸入镀液时，产生一层Fe-Al合金层也即富铝层，从而抑制了Fe-Zn反应。由于富铝层的存在，导致所得镀层中的Al含量普遍高于镀液中的Al含量。
近来，考虑到改进耐久性和意在改进汽车燃油效率而减轻车身质量，对加工性优良的高强度镀锌薄钢板的需求日趋增加。钢中添加Si作为一种经济的增强方法，在实践上高延展性高强度薄钢板往往含有不低于1％(质量)的Si。此外，高强度钢还含有各种不同的合金，并因此使得，从控制显微组织以保证高强度的角度来考虑，要求严格限制热处理方法。
再则，从镀覆操作的角度来看，如果钢中Si含量超过0.3％(质量)，在常规使用含Al镀液的森吉米尔镀锌法的情况下，镀层的浸润性明显变差，而且产生漏镀缺陷，致使外观变差。据说，上述缺点是由于还原退火过程中薄钢板表面上Si的各种氧化物浓集和Si的各种氧化物与锌浸润性差所致。
在高强度薄钢板的情况下，所添加的各种元素均象上面所解释的那样丰富，因此镀覆后进行的合金化热处理通常在较高的温度下进行，而且时间比低碳钢更长。这是保证良好材料质量的障碍之一。
另外，从改进结构件耐久性的观点考虑，除了耐腐蚀性以外，抗疲劳性也是重要的。换言之，研发一种具有优良镀覆生产能力、良好抗疲劳性和良好耐腐蚀性的高强度薄钢板是很重要的。
作为一种解决这些问题的措施，日本专利申请公开说明书平3-28359和平3-64437公开了一种通过镀覆特种镀层来改进镀层性能的方法。然而这种方法的问题是，该方法需要在热浸镀锌生产线的退火炉前面安装一种新的镀覆装置，或者在电镀作业流水线上增设镀前处理，而这就会提高生产成本。另外，考虑到抗疲劳性和耐腐蚀性，尽管近来已经公开了添加铜是有效的，但是根本未见其与耐腐蚀性相容性的记载。
再者，热轧时产生的Si鳞片缺陷在后续工序中引起镀层外观变差。减少钢中的Si含量来抑制Si鳞片缺陷是必要的，但是在残留奥氏体薄钢板或者属于典型高延展性类型薄钢板的双相薄钢板的情况下，Si是一种对改进强度和延展性之间的平衡非常有效的添加元素。为了克服这个问题，有人公开了一种通过控制退火气氛之类的条件来控制所产生氧化物形态的方法。然而，这种方法要求特殊设备，因而需要增加新的设备投资。
更深一层来说，当采用高强度薄钢板是为了通过缩减薄板厚度来减轻质量并且薄钢板一再减薄时，往往甚至需要热浸镀锌薄钢板或者热浸镀锌层扩散处理薄钢板方能进一步提高耐腐蚀性。举例来说，布撒岩盐用作溶雪剂的环境是一种严酷的环境，因为岩盐含有较大量的Cl-离子。如果镀层在承受重荷工作的部分发生局部脱落或者镀层本身的耐腐蚀性就不足，则需要耐腐蚀性优异的基体材料，而且需要形成耐腐蚀性优异的镀层。
至今还没有研制出一种允许减轻质量和厚度并全面考虑到强度、有关Si的问题和改进耐腐蚀性来制造的薄钢板。
更深一层来说，在旨在改进高强度薄钢板镀覆生产能力的同时，日本专利申请公开说明书H5-230608公开了一种具有Al-Mn-Fe系镀层的热浸镀锌薄钢板。然而，尽管该专利申请考虑到了生产能力，却并未考虑到高强度高延展性材料在承受重荷工作时的镀层结合力。
此外，以提高撞击能的吸收能力为目的，日本专利申请公开说明书H11-189830公开了一种薄钢板，它具有平均晶粒尺寸不大于10μm、包括铁素体的主相；平均晶粒尺寸不大于5μm、包括3～50％(体积)奥氏体或者3～30％(体积)马氏体的第二相；并可选择含有贝氏体。但是，该发明并未虑及镀层浸润性，而且也未提供允许减厚并伴随强度提高时的耐蚀性。
发明内容
本发明提供一种可以解决上述各种问题、外观和可加工性均优异、可改进漏镀缺陷与镀层在强烈变形后的结合力而且延展性优异的高强度镀锌扩散处理薄钢板及其制造方法，而且本发明还提供一种高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和一种耐腐蚀性和抗疲劳性优异的高强度高延展性镀锌层扩散处理薄钢板及其制造方法。
此外，本发明的目的是提供一种能够解决上述问题、抑制漏镀缺陷与表面缺陷、并在尤其含有氯离子的环境中同时具有耐腐蚀性及高延展性的高强度热浸镀锌薄钢板和一种高强度热浸镀锌层扩散处理薄钢板及其制造方法。
作为各种试验的结果，本发明的诸发明人业已发现，有可能生产一种甚至当调节热处理条件时仍具有优良加工性、并同时通过调节镀层与基层(钢层)间界面(以下称作“镀层/基层界面”)的显微组织来改进高强度薄钢板的耐腐蚀性和抗疲劳性的镀锌层扩散处理薄钢板。此外，他们还发现，使镀层含有适量特定元素，可使高强度薄钢板上熔融锌的浸润性得以改善。他们进而发现，降低镀层中的Al浓度可使上述各效应增强；以及甚至在含有相当大量合金元素的高强度薄钢板的情况下，通过控制钢中的Si含量X％(质量)、Mn含量Y％(质量)和Al含量Z％(质量)以及还有镀层中的Al含量A％(质量)和Mn含量B％(质量)以满足下式1：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0    ...1
也能获得非常优良的镀层。
而且，他们也发现，即使经选择性地添加适量合金元素和通过调节薄钢板的显微组织来解除热处理状态，仍能制造出具有高延展性的薄钢板。
作为各种试验的结果，本发明的诸发明人业已发现，在高强度薄钢板的情况下，通过使镀层含有适量特定元素及使之与薄钢板中的各组分结合，就可改进热浸镀锌过程中的浸润性，加速合金镀层中的合金化反应。该效应主要通过控制镀层中的Al浓度和钢中的Mn浓度来实现。
他们发现，通过控制钢中Mn含量X％(质量)与Si含量Y％(质量)以及镀层中Al含量Z％(质量)，以满足下式2：
0.6-(X/18+Y+2)≥0    ...2
可以获得一种非常优良的镀层。
作为各种试验的结果，本发明的诸发明人业已发现，在高强度薄钢板的情况下，经使镀层含有适量特定元素及使之与薄钢板中的各成分结合，可以改进热浸镀锌和热浸镀锌层扩散处理过程中的浸润性，加速合金镀层中的合金化反应，并且还可以改善延展性和耐腐蚀性。该效应可以主要通过控制镀层中Al和Mo的浓度和钢中Mo的浓度来实现。
换言之，他们发现，使镀层中含有0.001％(质量)至4％(质量)Al，并且还控制镀层中的Al含量A％(质量)和Mo含量B％(质量)以及钢中的Mo含量C％(质量)，使之满足下式3：
100≥(A/3+B/6)/(C/6)≥0.01    ...3
可以获得一种高强度高延展性的热浸镀锌层扩散处理的镀覆薄钢板。
在上述发现的基础上，本发明得以完成，本发明的要点如下：
(1)具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理的薄钢板在由薄钢板构成的基层表面上具有一层镀层，其特征在于，在镀层与基层之间的界面处形成的晶界氧化物层的最大深度不大于0.5μm。
(2)具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板在由薄钢板构成的基层表面上具有一层镀层，其特征在于，在镀层与基层之间的界面处的晶界氧化物层的最大深度不大于1μm，同时基层显微组织中主相的平均晶粒尺寸不大于20μm。
(3)上面第(1)或(2)项所述的具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板在由薄钢板组成的基层表面上具有一层镀层，其特征在于，基层显微组织中主相的平均晶粒尺寸除以镀层与基层之间的界面处形成的晶界氧化物层最大深度所得的值不大于0.1。
(4)第(1)至(3)项中任何一项所述的具有高度抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，薄钢板显微组织中以体积计，含有50％至97％铁素体或者铁素体和贝氏体作为主相，并含有占总体积3％至50％的马氏体和奥氏体中的一种或二种作为第二相。
(5)第(1)至(4)项中任何一项所述的具有高度抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理薄钢板，其特征在于，以质量计，镀层含有：
Al  0.001～0.5％，以及
Mn  0.001～2％，
余量为锌和不可避免的杂质；而且薄钢板中Si含量：X(质量％)，Mn含量：Y(质量％)以及Al含量：Z(质量％)与镀层中Al含量：A(质量％)和Mn含量：B(质量％)满足下列公式1：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0...1。
(6)第(5)项中所述的具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌层扩散处理薄钢板，其特征在于，镀层中含Fe量为5％(质量)～20％(质量)。
(7)一种强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板，所述热浸镀锌薄钢板具有一层镀层，以质量计，镀层含有，
Al：0.001～0.5％，以及
Mn：0.001～2％，
余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面由下述成分组成，
C：0.0001～0.3％，
Si：0.01～2.5％，
Mn：0.01～3％，
Al：0.001～4％，以及
余量为铁和不可避免的杂质，其特征在于，薄钢板中的Si含量：X(质量％)，Mn含量：Y(质量％)以及Al含量：Z(质量％)与镀层中Al含量：A(质量％)和Mn含量：B(质量％)满足下列公式1；并且薄钢板显微组织中以体积计，具有包含70％至97％铁素体的主相，并且主相的平均晶粒尺寸不大于20μm，和以体积计，含有3％至30％的奥氏体和/或马氏体的第二相以及第二相的平均晶粒尺寸不大于10μm：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0...1。
(8)第(7)项中所述的具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，镀层中还含有5％(质量)至20％(质量)的Fe。
(9)第(7)或(8)项中所述的具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，构成薄钢板第二相的奥氏体和/或马氏体的平均晶粒尺寸为铁素体平均晶粒尺寸的0.01至0.7倍。
(10)第(7)至(9)项中任何一项所述的具有强变形后镀层结合力和延展的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，薄钢板的显微组织具有包含50％(体积)至95％(体积)铁素体的主相且主相的平均晶粒尺寸不大于20μm，以及包含3％(体积)至30％(体积)奥氏体和/或马氏体的第二相且第二相的平均晶粒尺寸不大于10μm，同时还含有2％(体积)至47％(体积)的贝氏体。
(11)第(7)至(10)项中任何一项所述的具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，所述钢中还含有0.001％(质量)至5％(质量)的Mo。
(12)第(7)至(11)项中任何一项所述的具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，所述钢中还含有0.0001％(质量)至0.1％(质量)的P和0.0001％(质量)至0.01％(质量)的S。
(13)第(7)至(12)项中任何一项所述的具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，钢中Si含量为0.001％(质量)至2.5％(质量)。
(14)一种具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，所述热浸镀锌层扩散处理的薄钢板具有一层镀层，以质量计，该镀层含有，
Mn：0.001％～3％，
Al：0.001％～4％，
Mo：0.0001％～1％，以及
Fe：5％～20％，
余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面上含有
C：0.0001％～0.3％
Si：0.001％～低于0.1％
Mn：0.01％～3％
Al：0.001％～4％
Mo：0.001％～1％
P：0.0001％～0.3％
S：0.0001％～0.1％以及
余量为铁和不可避免的杂质，其特征在于，钢中的Mn含量：X(质量％)和Si含量：Y(质量％)，与镀层中的Al含量：Z(质量％)满足下列公式2：
0.6-(X/18+Y+Z)≥0...2。
(15)一种具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板，所述热浸镀锌薄钢板具有一层镀层，以质量计，该镀层含有，
Mn    0.001％～3％，
Al    0.001％～4％，
Mo    0.0001％～1％，以及
Fe    小于5％，
余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面上含有
C： 0.0001％～0.3％，
Si：0.001％至小于0.1％，
Mn：0.01％～3％，
Al：0.001％～4％，
Mo：0.001％～1％，
P： 0.0001％～0.3％，
S： 0.0001％～0.1％，以及
余量为Fe和不可避免的杂质，其特征在于，钢中的Mn含量：X(质量％)和Si含量：Y(质量％)与镀层中的Al含量：Z(质量％)满足下列公式2：
0.6-(X/18+Y+Z)≥0       2。
(16)一种具有高耐腐蚀性的高强度高延展性的热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，所述热浸镀锌层扩散处理的薄钢板具有一层镀层，以质量计，该镀层含有，
Al  0.001～4％，以及
Fe  5％～20％，
余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面上含有
C： 0.0001～0.3％，
Si：0.001～小于0.1％，
Mn：0.001～3％，
Al：0.001～4％，
Mo：0.001～1％，
P： 0.001～0.3％，
S： 0.0001～0.1％，以及
余量为Fe和不可避免的杂质，其特征在于，镀层中Al含量A(质量％)和Mo含量B(质量％)与钢中Mo含量C(质量％)满足下列公式3；而且钢的显微组织由占50％至97％(体积)包括铁素体或者铁素体和贝氏体的主相和余量的3％至50％(体积)包括马氏体或者马氏体和残留奥氏体的复合组织组成：
100≥(A/3+B/6)/(C/6)≥0.01        3。
(17)一种具有高耐腐蚀性的高强度高延展性的热浸镀锌薄钢板，所述热浸镀锌薄钢板具有一层镀层，以质量计，该镀层含有，
Al：0.001～4％，以及
Fe：低于5％，
余量为锌和不可避免的杂质，以质量计，薄钢板表面上含有
C： 0.0001～0.3％，
Si：0.001～低于0.1％，
Mn：0.001～3％，
Al：0.001～4％，
Mo：0.001～1％，
P：0.001～0.3％，
S：0.0001～0.1％，以及
余量为Fe和不可避免的杂质，其特征在于，镀层中Al含量A(质量％)和Mo含量B(质量％)与钢中Mo含量C(质量％)满足下列公式3；而且钢的显微组织由50％至97％(体积)包括铁素体或者铁素体和贝氏体的主相和余量的3％至50％(体积)包括马氏体或者马氏体和残留奥氏体的复合组织组成：
100≥(A/3+B/6)/(C/6)≥0.01...3。
(18)第(14)至(17)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，钢的显微组织由50％至97％(体积)包括铁素体或者铁素体和贝氏体的主相和余量的3％至50％(总体积)包括马氏体或者马氏体和残留奥氏体的复合组织组成。
(19)第(14)至(18)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，钢的显微组织具有包含70％(体积)至97％(体积)铁素体的主相且主相的平均晶粒尺寸不大于20μm，以及包含3％(体积)至30％(体积)奥氏体和/或马氏体的第二相且第二相的平均晶粒尺寸不大于10μm。
(20)第(14)至(19)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，薄钢板的第二相由奥氏体组成；且钢中C含量C(质量％)和Mn含量Mn(质量％)以及奥氏体的体积百分比Vγ(以％)以及铁素体和贝氏体的体积百分比Vα(以％)满足下列公式4：
(Vγ+Vα)/Vγ×C+Mn/8≥2.0...4。
(21)第(14)至(20)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，薄钢板的显微组织具有包含50％(体积)至95％(体积)铁素体的主相且主相的平均晶粒尺寸不大于20μm，以及包含3％(体积)至30％(体积)奥氏体和/或马氏体的第二相且第二相的平均晶粒尺寸不大于10μm，同时还含有2％(体积)至47％(体积)的贝氏体。
(22)第(14)至(21)项中任何一项所述的具有高耐腐蚀性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，构成薄钢板第二相的奥氏体和/或马氏体的平均晶粒尺寸为铁素体平均晶粒尺寸的0.01至0.6倍。
(23)第(1)至(22)项中任何一项所述的具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板，其特征在于，以质量计，镀层还含有：
Ca：0.001～0.1％，
Mg：0.001～3％，
Si：0.001～0.1％，
Mo：0.001～0.1％，
W：0.001～0.1％，
Zr：0.001～0.1％，
Cs：0.001～0.1％，
Rb：0.001～0.1％，
K：0.001～0.1％，
Ag：0.001～5％，
Na：0.001～0.05％，
Cd：0.001～3％，
Cu：0.001～3％，
Ni：0.001～0.5％，
Co：0.001～1％，
La：0.001～0.1％，
Tl：0.001～8％，
Nd：0.001～0.1％，
Y：0.001～0.1％，
In：0.001～5％，
Be：0.001～0.1％，
Cr：0.001～0.05％，
Pb：0.001～1％，
Hf：0.001～0.1％，
Tc：0.001～0.1％，
Ti：0.001～0.1％，
Ge：0.001～5％，
Ta：0.001～0.1％，
V：0.001～0.2％，以及
B：0.001～0.1％
中的一种或多种。
(24)第(1)至(23)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以质量计，钢中还含有，
Cr：0.001～25％，
Ni：0.001～10％，
Cu：0.001～5％，
Co：0.001～5％，以及
W：0.001～5％
中的一种或多种。
(25)第(1)至(24)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的、高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以质量计，钢中还含有总量为0.001至1％的Nb、Ti、V、Zr、Hf和Ta中的一种或多种。
(26)第(1)至(25)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以质量计，钢中还含有总量为0.0001至0.1％的B。
(27)第(1)至(26)项中任何一项所述的具有优良外观和可加工性的高强度热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以质量计，钢中还含有0.0001至1％的Y、Rem、Ca、Mg和Ce中的一种或多种。
(28)第(1)至(27)项中任何一项所述的具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以面积百分比计，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm深度的范围内，钢中含有总量为0.1至70％的SiO2、MnO和Al2O3中的一种或多种；并且满足下列公式5：
{MnO(％(面积))+Al2O3(％(面积))}/SiO2(％(面积))≥0.1...5。
(29)第(1)至(28)项中任何一项所述的具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板和热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，其特征在于，以面积百分比计，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm深度范围内，钢中含有总量为0.0001至10.0％的Y2O3、ZrO2、HfO2、TiO3、La2O3、Ce2O3、CeO2、CaO和MgO中的一种或多种。
(30)一种用于制备具有强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板的方法，其特征在于，将包含第(1)至(29)项中任何一项所述化学组成的钢铸造，或者在铸造之后冷却扁钢坯一次；然后再加热上述扁钢坯；然后将扁钢坯热轧成热轧薄钢板并将其卷取，然后酸洗并冷轧上述热轧薄钢板；然后，在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3+50(℃)的温度范围内，将上述冷轧薄钢板退火10秒至30分钟；然后以0.1～10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至650至700℃的温度范围；然后，以1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至镀液温度至镀液温度+100℃的温度范围内；将薄钢板保持在锌镀液温度至锌镀液温度+100℃的温度范围内达1至3000秒，上述时间包括随后的浸渍时间；将薄钢板浸渍在锌镀液中；之后，将上述薄钢板冷却至室温。
(31)一种用于制备第(1)至(29)项中任何一项所述的高强度热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板的方法，所述热浸镀锌薄钢板具有极好的外观和可加工性，其特征在于，将包含如(1)至(29)中任何一项所述化学组成的钢铸造，或者在铸造之后冷却扁钢坯一次；然后再加热上述扁钢坯达1180至1250℃；在880至1100℃的温度完成热轧；然后酸洗并冷轧上述卷取的热轧薄钢板；然后，在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3+50(℃)的温度范围内，将上述冷轧薄钢板退火10秒至30分钟；然后以0.1～10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至650至700℃的温度范围；然后，以0.1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至镀液温度-50℃至镀液温度+50℃的温度范围内；然后将薄钢板浸渍在镀液中；将薄钢板保持在镀液温度-50℃至镀液温度+50℃的温度范围内达2至200秒，上述时间包括浸渍时间；之后，将上述薄钢板冷却至室温。
(32)一种用于制备第(1)至(29)项中任何一项所述的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板的方法，所述热浸镀锌薄钢板具有极好的耐腐蚀性，其特征在于，将包含如(1)至(29)中任何一项所述化学组成的钢铸造，或者在铸造之后冷却扁钢坯一次；然后再次加热上述扁钢坯达1200至1300℃；然后以60至99％的总压下率，在1000至1150℃的温度下，粗轧被加热的扁钢坯；然后酸洗并冷轧上述精加工和卷取的热轧薄钢板；然后，在不低于0.12×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3+50(℃)的温度范围内，将上述冷轧薄钢板退火10秒至30分钟；然后，退火后，当将退火时的最高退火温度定义为Tmax(℃)时，以Tmax/1000-Tmax/10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至Tmax-200℃至Tmax-100℃的温度范围；然后，以0.1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至镀液温度-30℃至镀液温度+50℃的温度范围内；然后将薄钢板浸渍在镀液中；将薄钢板保持在镀液温度-30℃至镀液温度+50℃的温度范围内达2至200秒，上述时间包括浸渍时间；之后，将上述薄钢板冷却至室温。
(33)一种用于制备具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板热浸镀锌层扩散处理的薄钢板的方法，其特征在于，将包含第(1)至(29)项中任何一项所述化学组成的钢铸造，或者在铸造之后冷却扁钢坯一次；然后再次加热上述扁钢坯；然后将扁钢坯热轧成热轧薄钢板并将其卷取，然后酸洗并冷轧上述热轧薄钢板；然后，控制退火温度使得退火时的最高温度可以落在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3-30(℃)的温度范围内来将上述冷轧薄钢板退火；然后以0.1～10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至650至710℃的温度范围；然后，以1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至锌镀液温度至锌镀液温度+100℃的温度范围内；将薄钢板保持在锌镀液温度至锌镀液温度+100℃的温度范围内达1至3000秒，上述时间包括随后的浸渍时间；将薄钢板浸渍在锌镀液中；之后，冷却上述薄钢板至室温。
(34)一种具有高抗疲劳性、高耐腐蚀性、强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸锌镀薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板，以及第(30)至(33)项中任何一项所述的用于制备具有高抗疲劳性、高耐腐蚀性、强变形后高镀层结合力和延展性的高强度热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板的方法，其特征在于，在将薄钢板浸渍在锌镀液中之后，在300至550℃进行合金化处理，然后将薄钢板冷却至室温。
实现本发明的最佳方式
在下面将详细说明本发明。
实施方案1
本发明发明人将一种以质量计，由0.0001～0.3％的C，0.001～2.5％的Si，0.01～3％的Mn，0.001～4％的Al和余量的铁和不可避免的杂质组成的薄钢板进行处理：在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3+50(℃)的温度范围内，将上述冷轧薄钢板退火10秒至30分钟退火；然后以0.1～10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至650至700℃的温度范围；然后，以1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至镀液温度(450至470℃)至镀液温度+100℃的温度范围内；将薄钢板在450至470℃锌镀液中浸渍3秒钟；在500至550℃加热薄钢板10至60秒钟。
然后，通过测量被镀薄钢板表面上漏镀部分的面积来评估镀覆性能。通过反复的盐雾试验评估耐腐蚀性。还通过拉伸试验评估机械性能，并通过施加相应于薄钢板抗拉强度50％的压力进行平面弯曲疲劳试验评估被镀薄钢板的疲劳性能。
进一步地，在施加20％的拉伸变形之后，通过对薄钢板施加60°弯曲及向后弯曲成形来评估镀层结合力。将聚乙烯带粘贴在进行弯曲成形后的部分并将其剥离，然后通过图象分析测定镀层被剥离的面积。
结果，特别地，观察到大量Si体系氧化物在镀层和基层之间的界面的晶粒边界上，并且，本发明人发现，在考虑到晶界氧化物层的形态和疲劳性能之间的关系，通过控制晶界氧化物层的最大深度和在最终获得的显微组织中主相的平均颗粒尺寸，可以制备一种具有极好的抗疲劳性和耐腐蚀性的、高强度、高延展性的热浸镀锌薄钢板。
即，本发明人发现，通过控制在镀层和基层之间的晶界上的、最终获得的显微组织中含有0.5μm或更小的Si的晶界氧化物层的最大深度，可以延长热浸镀锌薄钢板的疲劳寿命。此外，通过选择钢的成分和制备条件，可以进一步地延长热浸镀锌薄钢板的疲劳寿命。所述制备条件允许晶界氧化物层的最大深度为0.5μm或更小，更好为0.2μm或更小。
此外，本发明人发现，通过限制钢中氧化物的种类和面积百分比，经合金化处理后可以进一步地提高耐蚀性和抗疲劳性，钢中在从位于镀层和薄钢板之间的界面到10μm的深度范围内含有晶界氧化物。即，一种具有优良耐腐蚀性、抗疲劳性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理的薄钢板可以通过下述方式获得：作为氧化物，使钢中含有SiO2、MnO和Al2O3中的一种或者多种，其在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm的深度范围内占有总面积百分比的0.4至70％，并控制上述面积百分比使之满足下述表达式：
{MnO(％(面积))Al2O3(％(面积))}/SiO2(％(面积))≥0.1。
本发明人还发现，通过除SiO2、MnO和Al2O3之外，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm的深度范围内以总面积百分比的0.0001至10.0％，向钢中添加Y2O3、ZrO2、HfO2、TiO2、La2O3、Ce2O3、CeO2、CaO和MgO中的一种或多种，也可以在合金化处理后提高耐蚀性和抗疲劳性。
此处，如上所述、在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm的深度范围内存在于钢中的氧化物的鉴定、观察和面积百分比的测量可以通过使用EPMA、FE-SEM以及类似方法进行。本发明中，在2000至20000的放大率下，通过测量多于50个可见区的面积，然后使用图象分析的分析数据来获得面积百分比。通过配制提取的复制样本并使用TEM或者EBSP来鉴定氧化物。通过使用元素分析和结构鉴定发现最相似的对象物来区分上述MnO、Al2O3和SiO2，尽管有时存在对象物是含有其它原子的复合氧化物或者具有很多缺陷的结构的情况。通过使用EPMA、FE-SEM和类似方法进行每一成分的面积扫描来获得面积百分比。在这种情况下，尽管精确地鉴定每一个结构是困难的，但仍然可以通过形态、组织以及上述结构分析一起进行判断。然后，可以通过对由面积扫描得到的数据进行图象分析来获得各个面积的百分比。
本发明人发现，通过控制薄钢板中主相的平均颗粒尺寸不大于20μm及显微组织中，位于镀层和基层之间界面上的晶界氧化物层的最大深度不大于1μm同样可以延长疲劳寿命。此外，他们发现，通过控制用薄钢板显微组织中主相平均颗粒尺寸来除形成在镀层和基层之间界面上的晶界氧化物层的最大深度得到的值，可以获得一种具有优良抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板。
此外，关于镀覆性能和耐腐蚀性，业已发现，只要薄钢板中Si含量：X(质量％)，Mn含量：Y(质量％)以及Al含量：Z(质量％)与镀层中Al含量：A(质量％)和Mn含量：B(质量％)满足下列公式1，即使在薄钢板中含有特别大量的Si时，也不会形成漏镀缺陷，而且在反复盐雾试验中锈的形成也非常少：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0...1。
公式1是通过多次回归分析显示薄钢板和镀层中的成分对镀覆润湿性影响的数据时新发现的。
此处，镀层在被含有缓蚀剂的、5％的盐酸溶解后，通过化学分析测量值来确定镀层中的成分。
实施方案2
本发明人将一种以质量计，由
C：0.0001～0.3％，
Si：0.001～低于0.1％，
Mn：0.01～3％，
Al：0.001～4％，
Mo：0.001～1％，
P：0.0001～0.3％，
S：0.0001～0.1％，
及余量的铁和不可避免的杂质组成的薄钢板进行如下处理：将上述薄钢板退火；将薄钢板在450至470℃的锌镀液中浸渍3秒钟；进而在500至530℃将部分样品加热10至60秒钟。然后，将镀覆的薄钢板表面上出现的缺陷分为5个等级来评估表面。机械性能用拉伸试验来评估。结果发现，当钢中Mn含量被定义为X(质量％)和Si含量为Y(质量％)，镀层中Al含量为Z(质量％)且X、Y和Z满足下列公式2时：
0.6-(X/18+Y+Z)≥0...2
可以评估等级5，它是一种意味着几乎观察不到表面缺陷的等级。
通过视觉观察漏镀缺陷形成的状态以及瑕疵和花纹(patterns)的形成状态可以评估被镀薄钢板的表面，并将它们分为1至5个评估等级。评估标准如下：
评估等级5：几乎观察不到漏镀缺陷、瑕疵和花纹(面积百分比不多于1％)，
评估等级4：有微量的漏镀缺陷、瑕疵和花纹(面积百分比多于1％至不多于10％)，
评估等级3：有少量的漏镀缺陷、瑕疵和花纹(面积百分比多于10％至不多于50％)，
评估等级2：有大量的漏镀缺陷、瑕疵和花纹(面积百分比多于50％)，
评估等级1：镀覆不能润湿薄钢板表面。
实施方案3
发明人将一种以质量计，由
C： 0.0001～0.3％，
Si：0.001～低于0.1％，
Mn：0.01～3％，
Al：0.001～4％，
Mo：0.001～1％，
P： 0.0001～0.3％，
S： 0.0001～0.1％，
以及余量的铁和不可避免的杂质组成的薄钢板进行如下处理：将上述薄钢板退火；将薄钢板在450至470℃的锌镀液中浸渍3秒钟；进而在500至550℃，将部分样品加热10至60秒钟。然后，将薄钢板进行充分的平直弯曲(R＝1t)；然后，基于the Society of Automotive Engineers of Japan，Inc。(JASE)的标准(JASO)将弯曲样品进行高达150个循环的循环腐蚀试验。通过使用光学显微镜，在200至1000的放大率，观察不少于20个可见区的表面外观和断面外观以评估腐蚀状态；观察腐蚀发展进入里面的程度，并将观察结果分为5个等级。评估标准如下：
评估等级5：腐蚀发展程度：仅镀层腐蚀或者基底材料的腐蚀深度低于50μm，
评估等级4：腐蚀发展程度：基底材料的腐蚀深度为50μm至低于100μm，
评估等级3：腐蚀发展程度：基底材料的腐蚀深度低于薄钢板厚度的一半，
评估等级2：腐蚀发展程度：基底材料的腐蚀深度不低于薄钢板厚度的一半，
评估等级1：穿孔。
结果，发现当镀层中Al含量在0.001至4％的范围内并被定义为A(质量％)，镀层中Mo含量被定义为B(质量％)，钢中Mo含量被定义为C(质量％)，并且A、B和C满足下列公式3时，可以获得耐蚀性良好的评估等级4或5：
100≥(A/3+B/6)/(C/6)≥0.01...3
漏镀缺陷为何被抑制的详细原因未必全是清楚的，但是估计产生漏镀缺陷原因是由于添加进镀液中的Al和形成在薄钢板表面的SiO2之间的可湿性差的缘故。所以，通过添加可去除添加进锌镀液中的Al所带来的不利影响的元素来抑制漏镀缺陷的产生是可能的。作为本发明人认真研究的结果，发现通过添加适当浓度范围的Mn可达到上述目的。估计Mn比添加进锌镀液中的Al优先形成氧化膜并因此增强了它同形成在薄钢板表面上的Si体系氧化膜的反应性。
此外，据估计，通过减少钢中Si含量来抑制由热轧期间形成的可导致瑕疵产生的Si鳞，对改进外观也是有效的。此外，考虑到伴随Si含量的减少会导致材料质量的降低，发现通过调节制备条件和添加其它成分例如Al和Mo，可以获得延展性，同时发现在加速合金化时，减少Si含量和添加Al是有效的。
虽然详细原因并不清楚，但估计是由于漏镀缺陷的产生、其它缺陷的形态以及基底材料和镀层耐蚀性的不同(电势不同)所导致的。
此处，尽管镀覆的沉积量没有特别的规定，但是从耐蚀性的角度来看，优选在一侧表面上的沉积量不少于5g/mm2。尽管为了提高涂覆性能和可湿性能而将一种上层涂覆用于本发明的热浸镀锌薄钢板，并将多种处理例如铬化处理、磷化处理、润滑性提高处理、焊接性提高处理等等用于本发明的热浸镀锌薄钢板，但是这些措施都不偏离本发明。
基底薄钢板的优选显微组织
接着，在下面说明基底薄钢板的优选显微组织。为了充分获得延展性，优选使主相组织为铁素体相。然而，当需要更高的强度时，可以含有贝氏体相，但从获得延展性的角度来看，期望主相含有以体积计，不低于50％，优选70％的铁素体的单一相或者铁素体和贝氏体的复合相(术语“铁素体或者铁素体和贝氏体”除有特别说明外，与说明书中描述的意思一样)。在为铁素体和贝氏体的复合相的情况下，为了获得可靠的延展性，期望含有的铁素体以体积计，不低于50％。另一方面，为了以很好的平衡方式保证高强度和高延展性，优选含有的铁素体或者铁素体和贝氏体以体积计，不多于97％。此外，为了同时保证高强度和高延展性，期望的组织为含有残余奥氏体和/或马氏体的复合组织。为了同时保证高强度和高延展性，优选含有以体积计，不少于3％的残余奥氏体和/或马氏体。但是，假如总值超过50％，则薄钢板易脆，所以，期望控制上述值以体积计，不超过30％。
为了保证薄钢板自身的高延展性，规定铁素体的平均颗粒尺寸不大于20μm及组成第二相的奥氏体和/或马氏体的平均颗粒尺寸不大于10μm。此处，期望第二相由奥氏体和/或马氏体组成，并使奥氏体和/或马氏体的平均颗粒尺寸不大于组成主相的铁素体的平均颗粒尺寸的0.7倍。但是，由于在实际制备过程中很难使组成第二相的奥氏体和/或马氏体的平均颗粒尺寸小于铁素体的平均颗粒尺寸的0.01倍，所以优选比率为不小于0.01。
此外，为了保证良好的镀层结合力和很好地平衡保证高强度和高延展性，在薄钢板第二相由奥氏体组成的情况下，规定钢中C含量：C(质量％)和Mn含量：Mn(质量％)以及奥氏体的体积百分比：Vγ(以％)和铁素体与贝氏体的体积百分比：Vα(以％)满足下列公式4：
(Vγ+Vα)/Vγ×C+Mn/8≥2.0...4
通过满足上述表达式，可以获得强度和延展性都极好、具有良好镀层结合力的薄钢板。
下面解释在含有贝氏体的情况下的体积百分比及类似内容。为了提高强度，以体积计，含有不少于2％的贝氏体相是很有效的，并且，当它同奥氏体相共同存在时，有助于稳定奥氏体，作为结果，有助于保证高n值。此外，上述相组织基本上是细小的，因此在强烈的作业期间亦可有助于镀层的粘附性。特别地，在第二相由奥氏体组成的情况下，通过控制贝氏体的体积百分比不低于2％，涂覆粘附性和延展性可以进一步平衡地提高。另一方面，由于当过多地形成贝氏体时会使延展性恶化，所以贝氏体相的体积百分比被限制为不高于47％。
除了上述内容，用于本发明的薄钢板包括那些含有以体积计不高于1％的作为显微组织结构中残余部分的碳化物、氮化物、硫化物以及氧化物中的一种或多种的薄钢板。此处，通过使用硝酸钾试剂或者在未审查的日本专利申请公开说明书S59-219473中公开的试剂在轧制方向或者横截方向蚀刻薄钢板的截面，可以进行定量的检测鉴定、位置的观察、平均颗粒尺寸(平均等价圆的颗粒尺寸)以及铁素体、贝氏体、奥氏体、马氏体中的每一相、界面氧化层物和显微组织中残余组织的体积百分比，并通过光学显微镜在500至1000的放大率下观察横界面。
此处，有时会有通过光学显微镜几乎不能测定马氏体颗粒尺寸的情况。在那种情况下，可通过观察马氏体的整块状物(blocks)、拼合物(packets)或聚集物(aggregates)的边界，并用扫描式电子显微镜测量颗粒尺寸来获得平均等价圆的颗粒尺寸。
此外，使用扫描式电子显微镜和透射式电子显微镜对镀层和基层之间界面处的晶界氧化物层的形态进行观察及鉴定，通过在不低于1000的放大率下观察不少于20个可见区域的深度来测量最大深度，并确定其最大值。
平均颗粒尺寸被定义为以使用上述方法、通过在不少于20个可见区域观察对象获得的结果为基础，通过JIS中规定的程序获得的值
接着，将在下面说明镀层。
以质量计，优选将镀层中Al含量控制在0.001至0.5％的范围。这是因为，以质量计，当Al含量低于0.001％时，显著形成渣滓并因此不能获得良好的外观，以及，以质量计，当添加的Al超过0.5％时，显著抑制了合金化反应并因此几乎不形成热浸合金镀锌层。
以质量计，镀层中Mn含量为何被设置在0.001至2％的范围的原因是，在此范围内，不产生漏镀缺陷并可获得良好外观的镀层。以质量计，当Mn含量超过2％时，Mn-Zn化合物在镀液中沉积并进入镀层，导致外观显著恶化。
此外，在特别期望具有点焊性和涂覆性的情况下，通过应用合金化处理可以提高上述性能。特别地，在薄钢板被浸渍在锌镀液中后，在300至550℃下，通过应用合金化处理，可使Fe进入镀层，从而获得一种具有极好涂覆性能和点焊性能的高强度热浸镀锌薄钢板。当合金化处理后，以质量计，Fe含量低于5％时，点焊性能不够好。另一方面，以质量计，当Fe含量超过20％时，镀层自身的结合力恶化并因此使镀层破坏、剥落并在工作期间粘住模子、在形成期间导致裂缝。所以，当应用合金化处理时，以质量计，镀层中的Fe含量被设置在5至20％。
此外，发现通过在镀层中含有Ca、Mg、Si、Mo、W、Zr、Cs、Rb、K、Ag、Na、Cd、Cu、Ni、Co、La、Tl、Nd、Y、In、Be、Cr、Pb、Hf、Tc、Ti、Ge、Ta、V及B中的一种或者多种可以抑制漏镀缺陷。
此处，尽管对涂覆沉积量不作特别地规定，但是从耐蚀性的角度考虑，优选在一侧表面的沉积量不低于5g/mm2。尽管为了提高涂覆性能和可焊性能，在本发明的热浸镀锌薄钢板中应用一种上层镀覆，但是在本发明的热浸镀锌薄钢板中可以应用多种处理例如铬化处理、磷化处理、润滑性提高处理、焊接性提高处理等等，这些情况都不偏离本发明。
作为镀层中的一种杂质，Mn是一个例子。当镀层中Mn含量增加至超过杂质的常规水平时，几乎不产生漏镀缺陷。然而，由于有关电镀设备的限制，却很难增加镀层中Mn的含量。所以，本发明允许Mn含量以质量计，不低于0.001％，上述含量在杂质元素的水平内，这一点是一个发明，其中，即使在不是有意向镀液中添加Mn时，也可以获得最少漏镀缺陷和表面缺陷的薄钢板。
规定下列元素以质量计，在所述范围内：Ca：0.001～0.1％，Mg：0.001～3％，Si：0.001～0.1％，Mo：0.001～0.1％，W：0.001～0.1％，Zr：0.001～0.1％，Cs：0.001～0.1％，Rb：0.001～0.1％，K：0.001～0.1％，Ag：0.001～5％，Na：0.001～0.05％，Cd：0.001～3％，Cu：0.001～3％，Ni：0.001～0.5％，Co：0.001～1％，La：0.001～0.1％，Tl：0.001～8％，Nd：0.001～0.1％，Y：0.001～0.1％，In：0.001～5％，Be：0.001～0.1％，Cr：0.001～0.05％，Pb：0.001～1％，Hf：0.001～0.1％，Tc：0.001～0.1％，Ti：0.001～0.1％，Ge：0.001～5％，Ta：0.001～0.1％，V：0.001～0.2％和B：0.001～0.1％，其原因是：在每一个范围内，漏镀缺陷被抑制和得到具有良好外观的镀层。当每一种元素超过每一个上限时，形成含有每一元素的渣滓，因而镀覆外观显著恶化。
接着，在下面解释限制本发明钢中成分范围的原因。
为了很好地保证强度和延展性的平衡，需要保证第二相的体积百分比，而添加C元素就是为了充分保证体积百分比。特别地，当第二相是由奥氏体组成时，C不仅有助于保证体积百分比的获得，而且因此有助于稳定性和大量提高延展性。为了保证强度和第二相的体积百分比，以质量计，下限被设定为0.0001％。为了保留可焊性，以质量计，上限被设定为0.3％。
添加Si元素是为了促进用于形成主相的铁素体的形成和抑制会导致强度和延展性之间平衡恶化的碳化物的形成，以质量计，下限被设定为0.01％。另一方面，它的过量添加又会对焊接性和镀覆湿润性造成不利影响。此外，由于C促进内部晶界氧化物层的形成，所以，C必须被抑制在较低水平。所以，以质量计，上限被设定为2.5％。特别地，当是外观，例如鳞片缺陷或者类似物成为问题，而不是强度成为问题时，确定以质量计，C被减少至0.001％，该数值位于不会导致操作问题范围内。
添加Mn的目的不仅是为了控制镀覆可湿性和镀覆结合力，而且是为了提高强度。此外，添加它还为了抑制碳化物的沉淀和会导致强度及延展性恶化的珠光体的形成。为了这个原因，Mn含量以质量计，被设定为不低于0.001％。另一方面，既然当第二相由奥氏体组成时，Mn会延迟有助于贝氏体的转化，这种转化对延展性有利，但对可焊性不利，所以，以质量计，Mn的上限被设定为3％。
Al能有效地控制镀覆润湿性和镀层结合力及特别地，当第二相由奥氏体组成时，能促进有助于提高延展性的贝氏体的转变，且Al还能改善强度和延展性之间的平衡。此外，Al也是一种能有效地抑制Si体系内部晶界氧化物形成的元素。所以，Al的添加量被设定为以质量计，不低于0.0001％。另一方面，由于它的过量添加又会显著恶化可焊性和镀覆湿润性并因此显著抑制合成反应，因此，以质量计，其上限被设定为4％。
添加Mo是为了抑制碳化物和会导致强度及延展性恶化的珠光体的形成。在缓和的热处理条件下，Mo是保证强度和延展性间良好平衡的重要元素。所以，以质量计，Mo的下限被设定为0.001％。此外，由于它的过量添加产生残余奥氏体、降低稳定性及使铁素体变硬而导致延展性恶化，因此其上限被设定为5％，优选为1％。
添加Mg、Ca、Ti、Y、Ce和Rem是为了抑制会导致镀覆可湿性、抗疲劳性和耐蚀性恶化的Si体系内部晶界氧化物层的产生。由于这些元素不产生晶界氧化物如Si系氧化物，但可以分散方式产生相当细小的氧化物，上述元素自身的氧化物对抗疲劳性不会有不利影响。此外，由于这些元素抑制了Si体系内部晶界氧化物层的产生，所以，内部晶界氧化物层的深度会减少，因此上述元素有助于延长疲劳寿命。可添加上述元素中的一种或者多种，这些元素的添加量以总质量计，被设定为不低于0.0001％。另一方面，由于它们的过量添加会恶化薄钢板产品的可制造性例如铸造性能和热加工性以及延展性，因此以质量计，其上限被设定为1％。
此外，为了提高强度，本发明的钢可以含有Cr、Ni、Cu、Co和W中的一种或者多种。
添加Cr是为了提高强度和抑制碳化物的产生，以质量计，添加量被设定为不低于0.001％。但是，以质量计，其添加量超过25％时会恶劣影响可加工性，所以，上述值被确定为上限。
Ni可用于提高镀覆性能和提高强度，以质量计，确定Ni含量不低于0.001％。但是，以质量计，其添加量超过10％时会恶劣影响可加工性，所以，上述值被确定为上限。
Cu可用于提高强度，以质量计，Cu的添加量不低于0.001％。但是，以质量计，其添加量超过5％时会恶劣影响可加工性，所以，上述值被确定为上限。
Co可用于通过控制镀覆性能和贝氏体的转变来改善强度和延展性之间的平衡，Co的添加量不低于0.001％。其上限未作特别的规定，但是，由于Co是昂贵元素，大量添加不经济，所以，以质量计，期望设定的添加量不高于5％。
以质量计，W含量被确定在0.001至5％的范围，其理由是：以质量计，在含量不低于0.001％时，显示提高强度的作用；但当添加量超过5％时，会对可加工性产生不利影响。
此外，本发明的钢中可以含有Nb、Ti、V、Zr、Hf和Ta中的一种或者多种，它们是强烈形成碳化物的元素，也可以用来进一步提高强度。
上述元素形成细小的碳化物、氮化物或者碳氮化合物并对增强薄钢板很有效。所以，以质量计，确定需要添加不低于0.001％上述元素中的一种或多种。另一方面，由于上述元素会恶化延展性和阻碍C浓缩进入残余奥氏体中，以质量计，因此，总添加量的上限被设定为1％。
还需要添加B。以质量计，添加不低于0.0001％的B对于增强晶界和钢材料是有效的。但是，当以质量计，其添加量超过0.1％时，不仅作用达到了饱和，而且薄钢板强度的增加超过了需要，结果导致可加工性的恶化，所以，以质量计，上限被设定为0.1％。
以质量计，P含量被确定在0.0001至0.3％的范围内，其理由是：以质量计，在含量不低于0.0001％时，显示提高强度的作用；而超低的P在经济上不利；当添加量超过0.3％时，会对可焊性及铸造和热轧期间的生产性产生不利影响。
以质量计，S含量被确定在0.0001至0.1％的范围内，其理由是：以质量计，低于下限0.0001％的超低S在经济上不利；当添加量超过0.1％时，会对可焊性及铸造和热轧期间的生产性产生不利影响。
P、S、Sn等是不可避免的杂质。以质量计，期望P含量不多于0.05％，S含量不多于0.01％以及Sn含量不多于0.01％。众所周知，特别添加少量的P对于改善强度和延展性之间的平衡是有效的。
下面将解释制备具有上述组织的高强度热浸镀锌薄钢板的方法。
根据本发明，当通过热轧、冷轧和退火制备薄钢板时，铸造一种调节到规定成分的扁钢坯或者在铸造之后冷却一次，然后在不低于1180℃的温度下将其再次加热和热轧。此时，为了抑制晶界氧化物层的形成，期望将再加热温度设定为不低于1150℃或者不高于1100℃。当再加热温度变得很高时，氧化鳞倾向较均匀地形成在整个表面上，这样就趋向抑制了晶界的氧化。
但是，当加热到超过1250℃的温度时会激烈地促进局部的氧化，因此这个温度被确定为上限。
低温加热延迟了氧化层自身的形成。
此外，为了抑制过多的内部氧化物的形成，确定在不低于880℃完成热轧。为了降低产品的晶界氧化物深度，优选在热轧后通过高压除鳞装置或者应用大量酸洗去除表面鳞。之后，将薄钢板冷轧和退火，从而获得最终产品。在这种情况下，通常将热轧最终温度控制为不低于Ar3的转变温度，该温度由钢的化学组成决定，但是，只要温度高达比Ar3约低10℃的温度，最终的薄钢板产品的性能就不会恶化。
但是，为了避免大量形成氧化鳞，热轧最终温度被设定为不高于1100℃。
此外，通过控制冷却后的卷取温度不低于贝氏体转变点温度，该温度由钢的化学组成决定，就可避免冷轧期间过多地增加负荷。但是，这并不适用于冷轧时总还原率很低的情况，并且，即使薄钢板在不高于钢中贝氏体的转变温度下卷取，最终的薄钢板产品性能也不会恶化。此外，冷轧的总压下率由最终厚度和冷轧负荷之间的关系所决定，只要总压下率不低于40％，优选为50％，该数值对于减少晶界氧化物深度就是有效的，最终的薄钢板产品性能也不会恶化。
在冷轧后的退火过程中，当退火温度低于由钢的化学组成决定的由Ac1温度和Ac3温度表达的0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)的值(例如，参考“TekkoZairyo Kagaku”：W.C.Leslie，Supervisory Translator：Nariyasu Koda，Maruzen，p.273)时，退火期间形成的奥氏体的量很小，这样在最终的薄钢板中不保留残余奥氏体相或者马氏体相，所以，该值被确定为退火温度的下限。此处，退火温度越高，促进形成的晶界氧化物层越多。
由于高温退火导致促进形成晶界氧化物层、制备成本增加，所以退火温度的上限被确定为Ac3-30(℃)。特别地，退火温度越接近Ac3(℃)，促进形成的晶界氧化物层越多。在这个温度范围内，为了平衡薄钢板温度和保证奥氏体，需要不少于10秒的退火时间。但是，当退火时间超过30分钟时，促进了晶界氧化物层的形成以及增加了成本。所以，上限被设定为30分钟。
此后的初步冷却在促进从奥氏体相到铁素体相的转变过程中是重要的，并在转变前通过在奥氏体相中浓集C来稳定奥氏体。
当退火期间的最大温度被定义为Tmax(℃)时，低于Tmax/1000℃/sec.的冷却率在制备时会带来不利，例如导致延长工艺流程线和显著降低产量。另一方面，当冷却率超过Tmax/10℃/sec.时，铁素体的转变不充分，几乎不能保证最终薄钢板产品中的残余奥氏体，出现大量硬相例如马氏体相。
当退火期间的最大温度被定义为Tmax(℃)并在高达低于Tmax-200℃的温度下进行初步冷却时，产生珠光体并在冷却期间铁素体产生不充分，所以，该温度被确定为下限。但是，当初步冷却在超过Tmax-100℃的温度下中止时，铁素体的转变不充分，所以，该温度被确定为上限。
低于0.1℃/sec.冷却速率促进晶界氧化物层的形成并因此对生产不利，例如导致延长工艺流程线和显著降低产量。所以，冷却率的下限被确定为0.1℃/sec.。另一方面，当冷却率超过10℃/sec.时，铁素体的转变不充分，几乎不能保证最终薄钢板产品中的残余奥氏体，出现大量硬相例如马氏体相，所以，上限被设定为10℃/sec.。
当在高达低于650℃的温度下进行初步冷却时，冷却期间会产生珠光体，导致用于稳定奥氏体的C元素失效，最终不能获得充足量的残余奥氏体，所以，下限被设定为650℃。但是，当冷却在超过710℃的温度下中止时，铁素体的转变不充分，促进了晶界氧化物层的增长，所以，上限温度被设定为710℃。
在成功进行的二次冷却的快速冷却中，冷却率至少不低于0.1℃/sec.，优选不低于1℃/sec.，以至于在冷却期间，不产生珠光体转变、碳化铁沉淀及类似物。
但是，由于从设备能力的角度来看，超过100℃/sec.的冷却率几乎不能实现，所以，冷却率的范围被确定为从0.1至100℃/sec.，优选从1.0至100℃/sec.。
当二次冷却的冷却终止温度低于镀液温度时，出现操作问题，当它超过镀液温度+50至+100℃时，碳化物在短时间内沉淀，所以，不能保证充足量的残余奥氏体和马氏体。为了这些原因，二次冷却的冷却终止温度被设定在从锌镀液温度到锌镀液温度+50至100℃的范围内。所以，为了保证薄钢板传送时操作的稳定性和保证尽可能地促进贝氏体的形成以及充分保证镀覆的可湿性，优选将薄钢板保持在上述温度内不少于1秒钟，该时间包含在镀液中的浸渍时间。当保持时间过长时，就会恶劣地影响产量并产生碳化物，所以，除了退火需要的时间，优选将保持时间限制在不多于3000秒。
在室温下为了稳定保留在薄钢板中的奥氏体相，通过将一部分奥氏体相转变为贝氏体相来增加奥氏体中的碳浓度是必需的。为了促进合金化处理过程中的贝氏体的转变，优选在300至550℃的温度范围内将薄钢板保留1至3000秒钟，更好为15秒至20分钟。当温度低于300℃时，几乎不发生贝氏体的转变。但是，当温度超过550℃时，会形成碳化物，且充分储备残余奥氏体相变得很困难，所以，上限被设定为550℃。
为了形成马氏体相，不需要发生贝氏体转变，这同保留奥氏体相的情况不同。另一方面，由于当在保留奥氏体相的情况下，必须抑制碳化物和珠光体相的形成，所以在二次冷却后必需充分进行合金化处理，并确定在300至550℃的温度下，优选400至550℃的温度下进行合金化处理。
为了保证界面中氧化物的量在上述范围内，优选控制温度和从热轧阶段开始的工作历程。首先，期望通过控制尽可能均匀地产生表面氧化层：钢扁坯的加热温度为1150至1230℃；1000℃的还原率不低于50％；最终温度不低于850℃，优选不低于880℃；卷取温度不高于650℃，并且在同时留下例如Ti、Al等元素。退火期间，在固溶体状态尽可能多地抑制Si氧化物的形成。此外，期望在最终轧制之后，通过高压除鳞或者大量酸洗来尽可能多地去处热轧期间形成的氧化物层。此外，为了削弱氧化物的产生，期望使用直径不大于1000mm的辊子，控制冷轧压下率不低于30％。其后，在退火时，为了通过抑制SiO2的形成来促进其它氧化物的形成，期望以5℃/sec.的速率加热薄钢板直到达到不低于750℃的温度范围。另一方面，当退火温度很高或者退火时间很长时，产生很多氧化物，并因此导致可加工性和抗疲劳性恶化。所以，如在本发明第(33)项确定的，期望在退火温度的最高温度在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3-30(℃)的温度范围内，控制滞留时间不多于60分钟。
实施例
下面将基于实施例来详细解释本发明。
实施方案1的实例1
下面将基于实施方案1的实施例1详细地解释本发明。
将具有表1所示化学组成的薄钢板加热到1200℃的温度；在不低于Ar3转变温度的温度下完成钢的热轧；冷却热轧薄钢板，然后在不低于贝氏体转变点温度的温度下卷取薄钢板，该温度由每种钢的化学组成决定；然后酸洗、将冷轧钢冷轧成1.0mm的厚度。
后面将提到牌号为M-1、N-1、O-1、P-1和Q-1的薄钢板在高达1000℃时压下率为70％、最终温度为900℃和卷取温度为700℃的条件下进行热轧，并使用直径为800mm的辊子、以50％的压下率进行冷轧。其它的钢在高达1000℃时的压下率为70％、最终温度为900℃和卷取温度为600℃的条件下进行热轧，并使用直径为1200mm辊子、以50％的压下率进行冷轧。
Figure C0281152300351
Figure C0281152300361
Figure C0281152300371
Figure C0281152300381
此后，Ac1转变温度和Ac3的转变温度可根据每种钢的成分(以质量％)，按照下列公式进行计算：
Ac1＝723-10.7×Mn％+29.1×Si％，
Ac3＝910-203×(C％)1/2+44.7×Si％+31.5×Mo％-30×Mn％-11×Cr％+400×Al％。
薄钢板按照下述条件进行镀覆：以5℃/sec.的速率加热薄钢板直到达到由Ac1转变温度和Ac3的转变温度计算出来的退火温度，并将它们保持在含有10％H2的N2气中；然后，以0.1至10℃/sec.的冷却速率将它们冷却至600至700℃；以1至20℃/sec.的冷却速率将它们连续冷却到镀液温度；将它们浸渍在460℃的锌镀液中达3秒钟，其中，镀液成分发生变化。
此外，当进行Fe-Zn合金化处理时，将一些薄钢板镀覆并将镀层中的Fe含量以质量计调节为5-20％，然后在300至550℃的温度范围内保持15秒至20分钟。通过视觉观察表面上渣滓聚结的状态和测量漏镀部分的面积来评估镀覆性能。通过将镀层溶解在含有缓蚀剂的5％的盐酸溶液中并对该溶液进行化学分析来确定镀层成分。
从镀覆薄钢板中截取用于进行拉伸试验的JIS#5样品(以0.5至2.0％的压下率在表皮光轧线上进行轧制)并测量其机械性能。此外，通过在平面弯曲疲劳试验中，施加相当于50％拉伸强度的压力来相对评估断裂寿命。此外，通过反复盐雾试验评估耐蚀性能。
如表2所示，在本发明的钢中，晶界氧化物层的深度很浅，在相当于50％拉伸强度的压力下，疲劳寿命超过106个弯曲循环。此外，很好地平衡了强度和延展性，观察不到锈产物，甚至在试验后也保留良好外观。
Figure C0281152300401
Figure C0281152300411
Figure C0281152300421
Figure C0281152300431
Figure C0281152300441
Figure C0281152300461
Figure C0281152300481
Figure C0281152300491
Figure C0281152300501
Figure C0281152300511
表3-1(续)：各种钢的镀覆性能
  钢的代码-处理编号 镀层中Al的含量％ 镀层中Mn的含量％ 镀层中Fe的含量％ 公式(1)的计算值 镀层中的其它元素％
  C-1   1   1   15   1.77
  C-2   0.5   0.01   7   -4.35
  E-1   0.05   0.5   12   7.76
  E-1-1   0.17   0.04   9   0.51   Si：0.02
E-1-2 0.18 0.03 9 0.26   Y：0.02，Nd：0.04
  E-1-3   0.17   0.03   9   0.38   La：0.02
  E-1-4   0.15   0.02   9   0.51   B：0.005
  E-1-5   0.2   0.08   9   0.63   Rb：0.02
  E-2   0.25   0.01   8   -0.87
  G-1   0.3   0.3   11   2.05
  G-2   0.2   0.01   8   -0.33
  H-1   0.5   0.5   7   1.26
  I-1-1   0.1   0.05   7   0.63   Cs：0.04
表3-2(续)：各种钢的镀覆性能
  钢的代码-处理编号 镀层中Al的含量％ 镀层中Mn的含量％ 镀层中Fe的含量％ 公式(1)的计算值 镀层中的其它元素％
I-1-2 0.15 0.1 8 0.63   K：0.02，Ni：0.05
  I-1-3   0.14   0.1   7   0.76   Ag：0.01，Co：0.01
I-1-4 0.3 0.25 8 0.63   Ni：0.02，Cu：0.03
I-1-5 0.35 0.27 9 0.26   Na：0.02，Cr：0.01
  I-2   0.5   0.1   -3.74
  J-1   1   1   0.24
  J-2   1   1   8   0.24
  J-3   0.5   0   4   -6.02
  K-1-1   1   0.9   0.69   Be：0.005
K-1-2 0.8 0.7 0.69   Ti：0.01，In：0.01
表3-3(续)：各种钢的镀覆性能
  钢的代码-处理编号 镀层中Al的含量％ 镀层中Mn的含量％ 镀层中Fe的含量％ 公式(1)的计算值 镀层中的其它元素％
  K-1-3   0.9   0.8   0.69   Cd：0.02
  K-2-1   0.9   0.8   9   0.69   Pb：0.03
  K-2-2   1   0.95   8   1.32   To：0.02
K-2-3 1 0.9 8 0.69   W：0.02，Hf：0.02
  L-1-1   0.3   0.15   10   0.60   Mo：0.01
L-1-2 0.25 0.14 10 1.10   Zr：0.01，Ti：0.01
  L-1-3   0.3   0.2   9   1.23   Ge：0.01
L-1-4 0.3 0.15 11 0.60   Ta：0.01，V：0.01
  M-1   0.3   0.4   11   3.73
  N-1   0.4   0.3   11   1.23
  O-1   0.5   0.5   12   2.48
  P-1   0.1   0.3   11   4.98
  Q-1   0.15   0.2   10   3.10
表3-4(续)：各种钢的镀覆性能
  漏镀缺陷的出现 反复盐雾试验的外观 备注
  没有   不生锈   本发明钢
  有   生锈   比较钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  有   生锈   比较钢
  没有   不生锈   本发明钢
  有   生锈   比较钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
表3-5(续)：各种钢的镀覆性能
  漏镀缺陷的出现   反复盐雾试验后的外观   备注
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  有   生锈   比较钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  有   生锈   比较钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
表3-6(续)：各种钢的镀覆性能
  漏镀缺陷的出现   反复盐雾试验后的外观   备注
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
  没有   不生锈   本发明钢
(备注)镀层中的剩余元素是锌。
下面划线的数字是落在本发明范围之外的情况。
从表3可以理解，即使在薄钢板中含有较大量Si的情况下，在本发明的薄钢板中通过控制镀层和薄钢板的成分，也能使薄钢板不形成漏镀缺陷并具有良好的耐蚀性。
此外，可以理解，当镀层中含有第四种元素(表3中“镀层中其它元素”)时，即使在公式1的左边确定的值很小的情况下，镀覆性能也很好。
表4显示了制备条件的影响。在薄钢板的生产条件不满足所述要求的情况下，即使其成分在所述范围内，也会使晶界氧化物层的深度变大，从而使疲劳寿命缩短。此外，反过来可以理解，即是在生产条件满足所述要求，在薄钢板成分偏离所述范围的情况下，也会使疲劳寿命也很短。
表5显示了氧化物形态的影响。在本发明的薄钢板中不形成锈且疲劳强度超过2×106个弯曲循环，所以，薄钢板具有良好的材料品质。
Figure C0281152300591
Figure C0281152300601
Figure C0281152300611
Figure C0281152300631
Figure C0281152300641
Figure C0281152300651
Figure C0281152300661
Figure C0281152300671
Figure C0281152300691
Figure C0281152300701
Figure C0281152300721
Figure C0281152300731
Figure C0281152300741
实施方案2的实实例1
下面将基于实施方案2的实施例1详细地解释本发明。
将具有如表6所示化学组成的薄钢板加热到1200℃的温度；在不低于Ar3转变温度的温度下完成钢的热轧；将热轧薄钢板冷却，然后在不低于贝氏体转变点的温度下将薄钢板卷取，该温度由每种钢的化学组成决定；然后酸洗，将该薄钢板冷轧成厚度为1.0mm的冷轧薄钢板。
此后，Ac1转变温度和Ac3的转变温度用每种钢的成分(以质量％)，按照下列公式进行计算：
Ac1＝723-10.7×Mn％-16.9×Ni％+29.1×Si％+16.9×Cr％，
Ac3＝910-203×(C％)1/2+15.2×Ni％+44.7×Si％+104×V％+31.5×Mo％-30×Mn％-11×Cr％-20×Cu％+700×P％+400×Al％+400×Ti％。
该薄钢板通过下述步骤进行镀覆：将薄钢板加热到由Ac1转变温度和Ac3的转变温度计算出来的退火温度，并将它们保持在含有10％H2的N2气中；然后，以0.1至10℃/sec.的冷却速率将它们冷却至680℃；以1至20℃/sec.的冷却速率将它们连续冷却到镀液温度；将它们浸渍在460℃的锌镀液中达3秒钟，其中，镀液成分发生变化。
此外，当进行Fe-Zn合金化处理时，一些薄钢板在镀锌后，在300至550℃的温度范围内保持15秒至20分钟，并且将镀层中的Fe含量以质量计调节为5至20％。通过视觉观察表面上渣滓聚结的状态和测量漏镀部分的面积来评估镀覆性能。通过将镀层溶解在含有缓蚀剂的5％的盐酸溶液中并对该溶液进行化学分析来确定镀层成分。
从镀覆薄钢板中截取用于进行拉伸试验的JIS#5样品(以0.5至2.0％的压下率在表皮光轧线上进行轧制)并测量其机械性能。然后，在施加20％的拉伸变形之后，通过对薄钢板施加60°弯曲及向后弯曲成形来评估强变形后镀层的结合力。通过将聚乙烯绝缘带贴在进行弯曲和向后弯曲成形后的部分并将其剥离来相对评估镀层的结合力，然后测量每单位长度中，脱落长度的比率。制备条件示于表8中。
如表7所示，在本发明的薄钢板，即，D1至D8(Nos.1，2，5到8，10到14)的情况下，观察不到漏镀缺陷，很好地平衡了强度和延展性，及即使在施加20％的拉伸变形之后，对薄钢板施加弯曲及向后弯曲成形，镀层的脱落比率也低至不超过1％。另一方面，在比较钢，即，C1至C5(编号17到21)的情况下，为了制备试验样品，热轧期间大量产生裂纹且生产率很低。在通过打磨所获得的热轧薄钢板来除去裂纹之后，将该热轧薄钢板冷轧并退火，然后被用作材料质量试验。但是，一些薄钢板(C2和C4)在激烈作业之后的粘附性很差或者经受不住20％的成形。
如表8所示，在不满足公式1的编号3，9，19和21中，镀层可湿性恶化且在强变形后的镀层结合力很差。在对薄钢板的显微组织调整不能令人满意的情况下，激烈作业之后的镀层粘附性也很差。
在编号4的情况下，由于二次冷却速率很慢，所以不产生奥氏体和马氏体，但代之产生珠光体且激烈作业之后的镀层粘附性很差。
Figure C0281152300791
Figure C0281152300801
Figure C0281152300811
Figure C0281152300821
Figure C0281152300831
Figure C0281152300841
Figure C0281152300851
Figure C0281152300861
Figure C0281152300871
Figure C0281152300881
实施方案3的实施例1
下面将基于实施方案3的实施例1详细地解释本发明。
将具有表9所示化学组成的薄钢板加热到1200℃的温度；在不低于Ar3转变点的温度下完成钢的热轧；将热轧薄钢板冷却，然后在不低于贝氏体转变点的温度下卷取薄钢板，该温度由每种钢的化学组成决定；然后酸洗、将该薄钢板冷轧成厚度为1.0mm的冷轧薄钢板。
此后，Ac1转变温度和Ac3的转变温度根据每种钢的成分(以质量％)，按照下列公式进行计算：
Ac1＝723-10.7×Mn％+29.1×Si％，
Ac3＝910-203×(C％)1/2+44.7×Si％+31.5×Mo％-30×Mn％-11×Cr％+400×Al％。
该薄钢板通过下述步骤进行镀覆：将薄钢板加热到由Ac1转变温度和Ac3的转变温度计算出来的退火温度，并将它们保持在含有10％H2的N2气中；然后，以0.1至10℃/sec.的冷却速率将它们冷却至680℃；以1至20℃/sec.的冷却速率将它们连续冷却到镀液温度；将它们浸渍在460℃的锌镀液中达3秒钟，其中，镀液成分发生变化。
此外，当进行Fe-Zn合金化处理时，一些薄钢板在镀锌后，在300至550℃的温度范围内保持15秒至20分钟，并且将镀层中的Fe含量以质量计调节为5至20％。通过视觉观察表面上渣滓聚结的状态和测量漏镀部分的面积来评估镀覆性能。通过将镀层溶解在含有缓蚀剂的5％的盐酸溶液中并对该溶液进行化学分析来确定镀层成分。
从镀锌薄钢板中截取用于进行拉伸试验的JIS#5样品(以0.5至2.0％的压下率在表皮光轧线上进行轧制)并测量其机械性能。然后，在施加20％的拉伸变形之后，通过对薄钢板施加60°弯曲及向后弯曲成形来评估强变形后镀层的结合力。通过将聚乙烯绝缘带贴在进行弯曲和向后弯曲成形后的弯曲部分并将其剥离来相对评估镀层的结合力，然后测量每单位长度脱落的长度中，脱落的长度的比率。制备条件示于表11中。
如表10所示，在本发明的薄钢板，即，D1至D12(Nos.1，2，5，12，13，20，22到24，32，34到36，39和42)的情况下，观察不到漏镀缺陷，很好地平衡了强度和延展性，及即使在施加20％的拉伸变形之后，对薄钢板施加弯曲及向后弯曲成形，镀层的脱落比率也低至不超过1％。此外，可以理解，当镀层中含有如表10所示的其它元素时，即使在由公式1左边所确定的值较小的情况下，镀覆性能也很好。
另一方面，在比较钢，即，C1至C5(编号44到48)的情况下，为了制备试验样品，热轧期间大量产生裂纹且生产率很低。在通过打磨所获得的热轧薄钢板来除去裂纹之后，将该热轧薄钢板冷轧并退火，然后被用作材料质量试验。但是，一些薄钢板(C2和C4)在激烈作业之后的粘附性很差或者经受不住20％的成形。
如表10所示，在不满足公式1的编号3，21，46和48中，镀层润湿性恶化且在激烈作业之后的粘附性很差。在对薄钢板的显微组织调整不能令人满意的情况下，在强变形之后的镀层粘附性也很差。
在No.3的情况下，由于二次冷却速率很慢，所以不产生奥氏体和马氏体，但代之产生珠光体且在强变形之后的镀层粘附性很差。
Figure C0281152300911
Figure C0281152300921
Figure C0281152300931
Figure C0281152300941
Figure C0281152300951
Figure C0281152300961
Figure C0281152300971
Figure C0281152300981
Figure C0281152300991
Figure C0281152301021
Figure C0281152301041
Figure C0281152301051
Figure C0281152301061
Figure C0281152301081
Figure C0281152301101
Figure C0281152301111
Figure C0281152301141
Figure C0281152301151
Figure C0281152301161
实施方案2的实施例
下面将基于实施方案2的实施例详细地解释本发明。
将具有如表12所示化学组成的薄钢板加热到1180至1250℃的温度；在880至1100℃下完成钢的热轧；将热轧薄钢板冷却，然后在不低于贝氏体转变点的温度下卷取薄钢板，该温度由每种钢的化学组成决定；然后酸洗，将该薄钢板冷轧成厚度为1.0mm的冷轧薄钢板。
此后，Ac1转变温度和Ac3的转变温度根椐每种钢的成分(以质量％)，按照下列公式进行计算：
Ac1＝723-10.7×Mn％+29.1×Si％，
Ac3＝910-203×(C％)1/2+44.7×Si％+31.5×Mo％-30×Mn％-11×Cr％+400×Al％。
该薄钢板通过下述步骤进行镀覆：将薄钢板加热到由Ac1转变温度和Ac3的转变温度计算出来的退火温度，并将它们保留在含有10％H2的N2气中；然后，以0.1至10℃/sec.的冷却速率将它们冷却至650至700℃的温度范围；以0.1至20℃/sec.的冷却速率将它们连续冷却到镀液温度；将它们浸渍在460至470℃的锌镀液中达3秒钟，其中，镀液成分发生变化，以0.5至2.0％的压下率在表皮光轧线上进行轧制。
此外，当进行Fe-Zn合金化处理时，一些薄钢板在镀覆后，在400至550℃的温度范围内保持15秒至20分钟，并且将镀层中的Fe含量以质量计调节为5至20％。通过视觉观察表面上渣滓聚结的状态和测量漏镀部分的面积来评估镀覆性能。通过将镀层溶解在含有缓蚀剂的5％的盐酸溶液中并对该溶液进行化学分析来确定镀层成分，结果示于表13中。
表13和14中，本发明中满足公式(2)的钢的所有外观的评估等级都是5，很好地平衡了强度和延展性。另一方面，不满足本发明规定范围的比较钢，其外观评估等级毫无例外地低，强度和延展性的平衡差。此外，被制备落在本发明权利要求规定范围中的钢，其显微组织由上述组织组成，且钢的外观和强度和延展性之间的平衡优良。
Figure C0281152301181
Figure C0281152301191
Figure C0281152301211
表13-1-1：各种钢的镀层润湿性、耐蚀性、显微组织和疲劳寿命。
  钢的代码   处理编号   镀层中的Mn含量，％   镀层中的Al含量，％   镀层中的Mo含量，％   镀层中的Fe含量，％   按公式(1)算出的值
  A   1   0.01   0.1   0.0001   0.43
  A   2   0.05   0.15   0.001   12   0.38
  A   3   0.04   0.6   0.001   11   -0.07
  B   4   0.03   0.3   0.001   0.141
  B   5   0.11   0.4   0.002   10   0.041
  B   6   0.04   0.4   ＜0.0001   0.041
  C   7   0.1   0.3   0.002   12   0.245
  C   8   0.04   0.8   0.003   11   -0.26
  D   9   0.7   0.5   ＜0.0001   0.051
  D   10   0.6   0.4   0.002   10   0.151
  E   11   0.2   0.3   0.005   11   0.205
  E   12   0.15   0.4   0.002   10   0.105
  E   13   0.3   0.3   0.005   10   0.205
  F   14   0.5   0.45   0.001   0.046
  F   15   0.1   0.05   0.003   9   0.446
表13-1-2(续)：各种钢的镀层润湿性、耐蚀性、显微组织和疲劳寿命。
  钢的代码   处理编号   镀层中的Mn含量，％   镀层中的Al含量，％   镀层中的Mo含量，％   镀层中的Fe含量，％   按公式(1)算出的值
  G   16   1   0.5   0.002   10   0.025
  G   17   1   0.4   0.002   10   0.125
  H   18   0.5   0.7   0.0003   -0.19
  H   19   0.4   0.35   0.0002   10   0.165
  H   20   0.5   0.45   0.0002   9   0.065
  I   21   0.7   0.1   0.001   11   0.442
  I   22   0.7   0.5   0.003   12   0.042
  I   23   1   0.4   0.002   12   0.142
  I   24   0.05   0.45   0.004   11   0.092
  I   25   0.5   0.3   0.007   12   0.242
  I   26   0.5   0.35   0.001   0.192
  I   27   0.6   0.13   ＜0.0001   0.412
  J   28   0.05   0.34   0.0002   11   0.118
Figure C0281152301241
表13-1-4(续)：各种钢的镀层润温性、耐蚀性、显微组织的疲劳寿命。
  镀层中的其他元素，％   在镀覆处理后是否施加合金化热处理   外观评估等级
  否   5   本发明钢
  是   5   本发明钢
  是   3   比较钢
  否   5   本发明钢
  Si：0.001   是   5   本发明钢
  否   3   比较钢
  是   5   本发明钢
  是   2   比较钢
  Cr：0.004，W：0.005 否   3   比较钢
  Cr：0.005，W：0.007 是 5 本发明钢
  K：0.01   是   5   本发明钢
  Ag：0.004   是   5   本发明钢
  Ni：0.01，Cu：0.01，Co：0.002 是 5 本发明钢
  Ti：0.002，Cs：0.003 否   5   本发明钢
  Rb：0.002   是   5   本发明钢
表13-1-5(续)：各种钢的镀层润湿性、耐蚀性、显微组织和疲劳寿命。
  镀层中的其他元素，％   在镀覆处理后是否施加合金化热处理   外观评估等级
  V： 0.003，Zr：0.003，Hf：0.002，Ta：0.002 是 5 本发明钢
  V：0.002，Zr：0.002，Nd：0.007 是 5 本发明钢
  B：0.002，Y：0.003 否   3   比较钢
  B：0.003，Y：0.002 是   5   本发明钢
  Na：0.007   是   5   本发明钢
  Cd：0.01   是   5   本发明钢
  La：0.02   是   5   本发明钢
  Tl：0.02   是   5   本发明钢
  In：0.005   是   5   本发明钢
  Be：0.01   是   5   本发明钢
  Pb：0.02   否   5   本发明钢
  否   4   比较钢
  否   5   本发明钢
Figure C0281152301271
Figure C0281152301281
Figure C0281152301291
Figure C0281152301301
Figure C0281152301311
Figure C0281152301321
Figure C0281152301351
Figure C0281152301361
Figure C0281152301371
Figure C0281152301381
Figure C0281152301401
Figure C0281152301421
Figure C0281152301431
Figure C0281152301441
Figure C0281152301451
实施方案3的实施例
下面将基于实施方案3的实施例详细地解释本发明。
将具有如表15所示化学组成的薄钢板加热到1200至1250℃的温度；在不低于1000℃的温度下，以不低于60％的总压下率将加热的钢粗轧；然后完成薄钢板的热轧；将该热轧薄钢板冷却，然后在不低于贝氏体转变点的温度下卷取该薄钢板，该温度由每种钢的化学组成决定；然后酸洗、将该薄钢板冷轧成厚度为1.0mm的冷轧薄钢板。
此后，Ac1转变温度和Ac3的转变温度根据每种钢的成分(以质量％)，按照下列公式进行计算：
Ac1＝723-10.7×Mn％+29.1×Si％，
Ac3＝910-203×(C％)1/2+44.7×Si％+31.5×Mo％-30×Mn％-11×Cr％+400×Al％。
该薄钢板通过下述步骤进行镀覆：将薄钢板加热到由Ac1转变温度和Ac3的转变温度计算出来的退火温度，并将它们保持在含有10％H2的N2气中；当退火期间最高可获得的温度被定义为Tmax(℃)时，退火后以Tmax/1000至Tmax/10℃/sec.的冷却速率，在Tmax-200℃至Tmax-100℃的温度范围内冷却；接着，以0.1至100℃/sec.的冷却速率，在镀液温度-30℃至镀液温度+50℃的温度范围内冷却；然后，将它们浸渍在镀液中；在镀液温度-30℃至镀液温度+50℃的温度范围内保持2至200秒，该时间包括浸渍时间。其后，当进行Fe-Zn合金化处理时，将一些薄钢板在镀覆后，在400至550℃的温度范围内保持15秒至20分钟，并且将镀层中的Fe含量以质量计调节为5至20％。此外，以0.5至2.0％的压下率在表皮光轧线上进行轧制。将薄钢板进行充分的平直弯曲(R＝1t)，作为评估耐蚀性的方式，在含有氯的环境中，进行高达150个JASO循环的循环腐蚀试验并评估腐蚀的进展。通过将镀层溶解在含有缓蚀剂的5％的盐酸溶液中并对该溶液进行化学分析来确定镀层成分，结果示于表16中。
表16和17中，本发明中满足公式(3)的钢的所有的腐蚀评估等级都是4或5，很好地平衡了强度和延展性。
另一方面，不满足本发明规定范围的比较钢，由于其不能满足对显微组织或者对制备条件的控制，其强度和延展性间的平衡毫无例外地差。比较钢编号3，13和20的腐蚀评估等级是4或5。但是，编号13和20，其强度和延展性间的平衡很差，编号3的抗拉强度很低。此外，制得的落在本发明权利要求规定范围中的钢，其显微组织由上述组织组成，且钢的外观和强度和延展性之间的平衡优良。
Figure C0281152301481
Figure C0281152301491
Figure C0281152301501
Figure C0281152301511
Figure C0281152301521
Figure C0281152301531
Figure C0281152301551
Figure C0281152301571
Figure C0281152301581
Figure C0281152301591
Figure C0281152301601
Figure C0281152301611
Figure C0281152301621
Figure C0281152301631
Figure C0281152301641
Figure C0281152301651
工业实用性
本发明提供：一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度、高延展性热浸镀锌薄钢板及热浸镀锌层扩散处理的薄钢板；一种延展性优异的高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可改善漏镀缺陷和提高强变形后的镀层结合力，及其制备方法；一种具有高抗疲劳性和高耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板；一种外观及加性优异的高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可抑制漏镀缺陷的产生，及其制备方法；一种高强度、经热浸镀锌层扩散处理的薄钢板和一种高强度热浸镀锌薄钢板，该薄钢板可抑制漏镀缺陷、表面缺陷并具有耐腐蚀性，特别是在含有氯离子的环境中的耐蚀性，同时又具有高延展性，以及其制备方法。

Claims (8)

1.一种具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板在由薄钢板构成的基层表面上具有一层镀层，其特征在于，在镀层与基层之间的界面处形成的晶界氧化物层的最大深度不大于0.5μm；并且以质量计，所述镀层含有：
Al 0.001～0.5％，以及
Mn 0.001～2％，
余量为锌和不可避免的杂质，而且薄钢板中Si含量：X(质量％)，Mn含量：Y(质量％)以及Al含量：Z(质量％)与镀层中Al含量：A(质量％)和Mn含量：B(质量％)满足下列公式1：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0...      1；
并且以面积百分比计，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm深度的范围内，钢中含有总量为0.1至70％的SiO2、MnO和Al2O3中的一种或多种；并且满足下列公式5：
{MnO(％(面积))+Al2O3(％(面积))}/SiO2(％(面积))≥0.1...   5。
2.一种具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板在由薄钢板构成的基层表面上具有一层锌镀层，其特征在于，在镀层与基层之间的界面处的晶界氧化物层的最大深度不大于1μm，同时基层显微组织中主相的平均晶粒尺寸不大于20μm；并且以质量计，所述镀层含有：Al          0.001～0.5％，以及
      Mn          0.001～2％，
余量为锌和不可避免的杂质，而且薄钢板中Si含量：X(质量％)，Mn含量：Y(质量％)以及Al含量：Z(质量％)与镀层中Al含量：A(质量％)和Mn含量：B(质量％)满足下列公式1：
3-(X+Y/10+Z/3)-12.5×(A-B)≥0...     1；
并且以面积百分比计，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm深度的范围内，钢中含有总量为0.1至70％的SiO2、MnO和Al2O3中的一种或多种；并且满足下列公式5：
{MnO(％(面积))+Al2O3(％(面积))}/SiO2(％(面积))≥0.1...   5。
3.如权利要求1或2所述的具有高度抗疲劳性与耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，该热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板在由薄钢板组成的基层表面上具有一层镀层，其特征在于，以基层显微组织中主相的平均晶粒尺寸除镀层与基层之间的界面处形成的晶界氧化物层最大深度所得的值不大于0.1。
4.如权利要求1或2所述的具有高度抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，其特征在于，薄钢板显微组织中以体积计，含有50％至97％铁素体或者铁素体和贝氏体作为主相，并含有占总体积3％至50％的马氏体和奥氏体中的一种或二种作为第二相。
5.如权利要求1或2中所述的具有高度抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，其特征在于，镀层中含Fe量为5％(质量)～20％(质量)。
6.如权利要求1或2所述的具有高度抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板，其特征在于，以面积百分比计，在从镀层和薄钢板之间的界面到10μm深度范围内，钢中含有总量为0.0001至10.0％的Y2O3、ZrO2、HfO2、TiO3、La2O3、Ce2O3、CeO2、CaO和MgO中的一种或多种。
7.一种用于制备具有高抗疲劳性和耐腐蚀性的高强度高延展性热浸镀锌薄钢板或热浸镀锌层扩散处理薄钢板的方法，其特征在于，将包含权利要求1至6中任何一项所述化学组成的钢铸造，或者在铸造之后冷却扁钢坯一次；然后再次加热上述扁钢坯；然后将扁钢坯热轧成热轧薄钢板并将其卷取，然后酸洗并冷轧上述热轧薄钢板；然后，控制退火温度使得退火时的最高温度落在不低于0.1×(Ac3-Ac1)+Ac1(℃)至不高于Ac3-30(℃)的温度范围内来将上述冷轧薄钢板退火；然后以0.1～10℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至650至710℃的温度范围；然后，以1～100℃/sec的冷却速率，将上述薄钢板冷却至锌镀液温度至锌镀液温度+100℃的温度范围内；将薄钢板保持在锌镀液温度至锌镀液温度+100℃的温度范围内达1至3000秒，上述时间包括随后的浸渍时间；将薄钢板浸渍在锌镀液中；之后，冷却上述薄钢板至室温。
8.如权利要求7中所述的方法，其特征在于，在将薄钢板浸渍在锌镀液中之后，在300至550℃进行合金化处理，然后将薄钢板冷却至室温。
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