CN103975089B - Al系镀覆钢材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供耐腐蚀性比以往的产品更优异的Al系镀覆钢材及其制造方法。作为解决手段,本发明以如下方式形成:在钢材的表面形成镀层,所述镀层含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:0.2~2质量%和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成,在该镀层中,αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织以面积率计为30%以上。
Description
技术领域
本发明涉及Al系镀覆钢材及其制造方法,特别意欲实现耐腐蚀性与以往相比进一步的提高。
背景技术
作为耐腐蚀性和耐高温氧化性优异的镀覆钢材,Al系镀覆钢材在汽车用消声器材料、建材领域等被广泛使用。但是,Al系镀覆钢材在干燥条件下的腐蚀环境中腐蚀生成物稳定化而显示优异的耐腐蚀性,与此相对,在被暴露于湿润状态的环境中,镀料溶出速度极快,容易导致钢板腐蚀,因此存在无法挥发充分的耐腐蚀性的问题。
因此,出于提高耐腐蚀性的目的,例如在专利文献1中公开了一种熔融镀铝钢板,在钢板的表面具有含Al、Fe、Si且厚度为5μm以下的金属间化合物被覆层,在上述金属间化合物被覆层的表面具有以重量%计Si:2~13%、Mg:大于3%且小于等于15%、剩余部分实质上由Al构成的被覆层。
另外,在专利文献2中公开了一种高耐腐蚀性镀覆钢板,其是在钢板表面形成了以重量%计含有Mg:3~10%、Si:1~15%且剩余部分由Al和不可避免的杂质构成的熔融Al-Mg-Si系镀层的熔融Al基镀覆钢板,该镀层至少具有由“Al相”、“Mg2Si相”构成且“Mg2Si相”的长径为10μm以下的金属组织。
此外,在专利文献3中公开了一种耐腐蚀性优异的镀铝系表面处理钢材,在钢材表面的Al系镀层中,含有由1种以上的IIa族(碱土金属)元素和1种以上的IVb族元素构成的块状(massive)金属间化合物,上述金属间化合物的长径为1μm以上,短径与长径的比率为0.4以上。
然而,关于专利文献1~3的镀覆钢材,分别存在如下所述的问题。
即,在专利文献1中存在块状的Mg2Si或Al3Mg2相析出而进行以它们为起点的镀层的局部溶解这样的问题。
另外,在专利文献2中存在发生Mg2Si相的优先溶解和以其周边为起点的镀层的局部溶解这样的问题。
此外,在专利文献3中存在金属间化合物相的优先溶解和镀层的局部溶解进行这样的问题。
作为解决上述问题的方案,如专利文献4中公开的那样,本发明人等提出了一种钢材,其是具有含Al、Mg、Si的牺牲防腐蚀被膜的钢材,其中,将Mg规定在6~10质量%的范围,将Si规定在3~7质量%的范围,将Mg/Si规定在1.1~3.0的范围。
专利文献
专利文献1:日本特开2000-239820号公报
专利文献2:日本特许4199404号公报
专利文献3:再公表WO00/56945号公报
专利文献4:日本特开2010-168645号公报
发明内容
通过开发上述专利文献4的钢材,进一步提高了耐腐蚀性。然而,有时可看到局部发生耐腐蚀性劣化的情况。
因此,本发明进一步改进了上述专利文献4的钢材,其目的在于实现包括防止局部耐腐蚀性的劣化在内的耐腐蚀性的进一步提高。
本发明人等为了实现上述目的,对形成有Al系镀层的钢板的局部耐腐蚀性劣化的原因进行了反复研究,结果得到如下见解:如果在镀层中存在细长针状或板状的Al-Fe化合物的析出物,则该析出物成为腐蚀的起点,由此引起镀层的腐蚀。
因此,为了阻止这样的腐蚀进行了进一步的研究,结果发现通过向镀层中添加适量的Mn,形成αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,向该伪三元共晶组织中微细地引入Fe系的化合物,结果耐腐蚀性得到提高。
本发明是基于上述见解而进行的,其主旨如下。
(1)一种Al系镀覆钢材,其特征在于,在钢材的表面具备镀层,该镀层含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:0.2~2质量%和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成,该镀层具有αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30%以上。
(2)根据上述(1)中记载的Al系镀覆钢材,其特征在于,在上述镀层中,以摩尔比计,Mg/Si满足1.7~2.3、Mn/Fe满足0.1~1.0、Mg2Si/Al满足1以下。
(3)一种Al系镀覆钢材的制造方法,其特征在于,将被镀覆处理的钢材在浴温为(熔点+20℃)~750℃的镀浴中浸渍0.5秒以上后,以20℃/s以上的冷却速度冷却,所述钢材的组成是含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:2质量%以下(其中,包括0%)和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
根据本发明,能够提供耐腐蚀性比以往的产品更优异的Al系镀覆钢材及其制造方法。
附图说明
图1是用于说明镀层中的αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的照片。
图2是表示镀层中析出的Al-Fe化合物的照片,(a)表示具有Al-Fe化合物的镀层的状态,(b)表示在0.5摩尔的NaCl溶液中浸渍3天后的镀层的状态。
图3是表示向镀浴浸渍后的冷却速度与αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的面积率和Al-Fe化合物的面积率的关系的图。
具体实施方式
以下,对本发明进行具体说明。
根据本发明的Al系镀覆钢材的特征在于,在钢材的表面具备镀层,该镀层含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:0.2~2质量%和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成,该镀层具有αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30%以上。
图2是表示Al系镀层中析出的Al-Fe化合物的照片。
关于以往的Al系镀覆钢板,存在如下问题:如图2(a)所示,在镀层中具有由Al-Fe化合物构成的细长形状的针状或板状析出物(以下,称为“针状Al-Fe化合物”),该Al-Fe化合物成为腐蚀的起点,由此如图2(b)所示,引起镀层腐蚀。
与此相对,如图1所示,在Al系镀层中形成由αAl、Mg2Si和(Al-Fe-Si-Mn)构成的αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的情况下,向该伪三元共晶组织中微细地引入Fe成分,能够阻止成为腐蚀起点的针状Al-Fe化合物的析出,因此能够实现比以往的Al系镀覆钢材更优异的耐腐蚀性。
如上所述,αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织是指由αAl、Mg2Si以及由Al、Fe、Si和Mn构成的化合物这3种成分形成的共晶组织。上述伪三元共晶组织的形状如图1所示,与上述针状Al-Fe化合物相比,形成微细形状,平均粒径(长边方向)为0.5~5μm左右。作为上述伪三元共晶组织的具体例,可举出剩余部分Al-7质量%Mg-4质量%Si-0.8质量%Fe-0.1质量%Mn、剩余部分Al-7.5质量%Mg-4.3质量%Si-1.2质量%Fe-0.5质量%Mn、剩余部分Al-8质量%Mg-4.6质量%Si-1.2质量%Fe-0.5质量%Mn等。
另外,上述针状Al-Fe化合物是指含有Al和Fe的化合物,例如,可举出α-AlFeSi、β-AlFeSi、η-AlFe、θ-AlFe、θ-AlFeSi等。应予说明,上述针状Al-Fe化合物的针状形状是指观察该化合物的组织时的长径与短径之比(长宽比)为5以上的形状。
另外,上述镀层中的αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的面积率有必要为30%以上。作为其理由,是由于上述伪三元共晶组织的面积率小于30%时,无法充分减少上述针状Al-Fe化合物的析出,无法得到所希望的耐腐蚀性。从实现耐腐蚀性的进一步提高的观点考虑,上述αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的面积率优选为35%以上,更优选为40%以上,特别优选为45%以上。
此处,上述αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的面积率是指上述伪三元共晶组织在上述镀层的截面中所占的比例,例如,可以通过在进行了上述镀层的截面观察的任意1个视野中,测定上述伪三元共晶组织的面积,计算相对于观察视野的比例(%)而得到。
上述伪三元共晶组织在上述镀层中形成,结果上述针状Al-Fe化合物的析出得到减少,但只要上述针状Al-Fe化合物以面积率计为2%以下就被允许。只要上述针状Al-Fe化合物的面积率为2%以下,腐蚀的起点就不会过多,能够得到充分的耐腐蚀性。另外,上述针状Al-Fe化合物的面积率优选为1%以下,更优选为0.5%以下。
另外,上述镀层如图1所示可以含有Al-Mg2Si伪二元系的共晶组织。通过具有Al-Mg2Si伪二元系共晶组织,从而能够得到对腐蚀呈活性的Mg2Si微细均匀地分散的金属组织。另外,由伪二元和伪三元共晶组织的阳极极化引起的溶解几乎是均匀的溶解,能够防止镀层的不均匀溶解或局部腐蚀。
关于上述镀层中的Al-Mg2Si伪二元系共晶组织的面积率,没有特别限定,从减少Al-Fe化合物的析出量而得到优异的耐腐蚀性的观点考虑,优选为0~40%的范围,更优选为10~25%的范围。
另外,上述镀层中具有块状的Mg2Si伪二元系共晶组成时,优选块状Mg2Si的长径小于5μm。这是由于如果块状Mg2Si的长径小于5μm,则能够得到对腐蚀呈活性的Mg2Si微细均匀地分散的金属组织。
应予说明,作为上述镀层中的剩余的组织,如图1所示,主要是初晶αAl。
根据本发明的Al系镀覆钢材的镀层含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:0.2~2质量%和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
·Mg:6~10质量%
Mg是为了维持镀层的均匀溶解特性、确保牺牲防腐蚀特性而被包含在上述镀层中的元素。关于其含量,有必要为6~10质量%。这是由于小于6质量%时,得不到镀层的均匀溶解特性,得不到充分的牺牲防腐蚀性能。另一方面,如果大于10质量%,则可能使尺寸大的块状Mg2Si或Al3Mg2析出,导致耐腐蚀性的劣化。
·Si:3~7质量%
Si是为了得到镀层的均匀溶解特性、使Mg以Mg2Si的微细共晶组织的形式均匀分散在镀层内而被包含在上述镀层中的元素。关于其含量,有必要为3~7质量%。小于3质量%时,过量的Mg可能以Al3Mg2的形式在镀层内析出使镀层的局部溶解加速,另一方面,如果大于7质量%,则可能使尺寸大的块状Mg2Si析出。
·Fe:0.2~2质量%
Fe是在上述钢材形成镀层时,从钢材溶出的Fe混入镀浴中,结果被包含在镀层中的元素。关于其含量的上限,从镀浴中的Fe的饱和溶解量的关系考虑为2质量%。假如大于2质量%,则Fe的含量变多,因此上述针状Al-Fe化合物的析出量变多,也有可能无法得到充分的耐腐蚀性。另一方面,关于Fe的下限值,为0.2质量%,这是由于小于0.2质量%时,几乎不会发生由上述Al-Fe化合物的析出导致的腐蚀,难以发挥本发明起到的效果。
·Mn:0.02~2质量%
Mn是在上述镀层中为了形成αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)的伪三元共晶组织所必需的元素。通过使上述镀层中含有Mn,使得Fe成为比针状Al-Fe化合物更稳定的(Al-Fe-Si-Mn)化合物,在冷却速度大时成为微细的析出物,结果形成上述伪三元共晶组织。
关于上述Mn的含量,为0.02~2质量%,优选为0.1~2质量%。这是由于上述Mn的含量小于0.02质量%时,无法充分形成上述αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)的伪三元共晶组织,另一方面,如果上述Mn的含量大于2质量%,则形成其它的含Mn化合物,因此难以形成上述伪三元共晶组织。
·不可避免的杂质
在上述镀层中包含来自上述钢材的扩散、上述Al合金原料中所含的不可避免的杂质。关于不可避免的杂质的种类,例如,可举出Cr、Cu、Mo、Ni、Ti、Zr等。上述不可避免的杂质的总含量没有特别限定,从维持镀层的耐腐蚀性和均匀的溶解特性这样的观点考虑,优选为1质量%以下。另外,关于上述例示的不可避免的杂质的含量,分别优选为Cr:100质量ppm以下、Cu:100质量ppm以下、Mo:100质量ppm以下、Ni:100质量ppm以下、Ti:100质量ppm以下、Zr:10质量ppm以下。
另外,在上述镀层中,以摩尔比计,Mg/Si满足1.7~2.3、Mn/Fe满足0.1~1.0、Mg2Si/Al满足1以下的范围。
·Mg/Si:1.7~2.3
Mg和Si如上所述是相互形成Al-Mg2Si伪二元系共晶组织所必需的元素,Mg与Si之比(Mg/Si)优选为1.7~2.3的范围。这是由于如果Mg/Si为1.7以上,则Mg的量不会变少,另一方面,如果Mg/Si为2.3以下,则Si的量不会变少,因此在该范围内形成Al-Mg2Si伪二元系共晶组织。
·Mn/Fe:0.1~1.0
Fe和Mn如上所述是相互形成αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)的伪三元共晶组织所必需的元素,Mn与Fe之比(Mn/Fe)优选为0.1~1.0的范围。这是由于如果Mn/Fe为0.1以上,则Mn的量不会变少,另一方面,如果Mn/Fe为1.0以下,则Mn的量不会太多,不形成含Mn化合物,因此在该范围内形成上述伪三元共晶组织。
·Mg2Si/Al:1以下
这是由于如果Mg2Si与Al之比(Mg2Si/Al)为1以下,则与Al相比的Mg2Si量不会太多,充分形成Al-Mg2Si伪二元系共晶组织,针状Al-Fe化合物的析出量不会变多,发生镀层的均匀溶解。
另外,关于上述镀层的附着量,没有特别限定,可以根据用途等适当地选择。例如,从可靠地得到所希望的耐腐蚀性的观点考虑,上述镀层的附着量优选为25g/m2以上,从确保良好加工性的观点考虑,上述附着量的上限优选为125g/m2以下。
此外,根据需要,也可以在上述镀层上形成规定的化成皮膜。这是由于希望通过形成化成皮膜,进一步提高耐腐蚀性、密合性、耐损伤性等。关于上述化成皮膜的种类,没有特别限定,从对环境的负荷的观点考虑,优选不含铬。另外,从密合性和耐腐蚀性的观点考虑,优选含有二氧化硅微粒,从耐腐蚀性的观点考虑,优选含有磷酸和/或磷酸化合物。上述二氧化硅微粒可以使用湿式二氧化硅、干式二氧化硅中的任一种,但优选含有密合性提高效果大的二氧化硅微粒,特别是干式二氧化硅。上述磷酸及磷酸化合物例如可以含有选自正磷酸、焦磷酸、聚磷酸以及它们的金属盐、化合物等中的1种以上。
另外,在上述镀层或上述化成皮膜上也可以形成规定的涂膜。
应予说明,关于形成上述镀层的钢材的种类,只要是能够在表面形成镀层的钢材就没有特别限定,例如,可举出钢板、钢管、条钢等。
(制造方法)
根据本发明的Al系镀覆钢材的制造方法的特征在于,将被镀覆处理钢材在浴温为(熔点+20℃)~750℃的镀浴中浸渍0.5秒以上后,以20℃/s以上的冷却速度冷却,上述钢材的组成是含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:2质量%以下(其中,包括0%)和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
利用上述制造方法制造的Al系镀覆钢材在形成的镀层中,能够减少成为腐蚀起点的针状Al-Fe化合物的析出,结果与以往的Al系镀覆钢材相比,具有优异的耐腐蚀性。
·被镀覆处理钢材
关于本发明的制造方法中使用的被镀处理钢材,没有特别限定。例如,可举出钢板、钢管、条钢等。
关于得到上述被镀处理钢材的方法,没有特别限定。
例如,在为上述钢板的情况下,通过热轧工序、酸洗工序、冷轧工序和重结晶退火工序制造。
关于上述热轧工序,用经过板坯加热、粗轧和精轧而卷绕的通常的方法实施即可。此外,关于加热温度、精轧温度等,也没有特别指定,可以在通常的温度下实施。
关于上述热轧后进行的酸洗工序,也利用通常使用的方法进行即可,可举出使用盐酸、硫酸等的清洗。
关于上述酸洗后进行的冷轧工序,也没有特别限定,例如,可以按30~90%的压下率进行。如果上述压下率为30%以上,则机械特性不会劣化,另一方面,如果为90%以下,则轧制成本不会上升。
关于上述重结晶退火工序,例如,可以使用连续式熔融镀覆设备的退火炉,通过脱脂等进行清洁化处理后,进行在前段的加热带加热到钢板的规定温度的加热处理,在后段的均热带实施规定的热处理。优选在具有所要求的机械特性的温度条件下进行处理。另外,就退火炉内的气氛而言,为了使镀覆处理前的钢板的表层活化,相对于Fe在还原气氛下进行退火。应予说明,还原气体的种类没有特别限定,优选采用已经被通常使用的还原性气体气氛。
·镀浴
本发明的制造方法中使用的镀浴具有如下组成,即,含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:2质量%以下(其中,包括0%)和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成。
应予说明,关于上述镀浴中的各组成成分的限定理由,上述镀层的Fe含量也包括0%,其相当于没有浸渍钢材的新的镀浴的情况。
上述镀浴的浴温为(熔点+20℃)~750℃的范围。使上述浴温的下限为熔点+20℃的原因是由于为了进行熔融镀覆处理,上述浴温有必要为凝固点以上,通过设为熔点+20℃,能够防止由上述镀浴的局部浴温降低所致的组成成分的局部凝固。另一方面,使上述浴温的上限为750℃的原因是由于如果大于750℃,则镀层的快速冷却变得困难,在镀层与钢板之间形成的Al-Fe合金层的厚度变厚。
·浸入板温
另外,浸入到上述镀浴的上述镀覆处理钢材的温度(浸入板温)没有特别限定,从确保连续式熔融镀覆操作中的镀覆特性、防止镀浴温度变化的观点考虑,相对于上述镀浴的温度,优选控制在±20℃以内。
·浸渍时间
上述被镀处理钢材的镀浴中的浸渍时间需要为0.5秒以上。小于0.5秒时,可能无法在上述被镀处理钢材的表面形成充分的镀层。关于上述浸渍时间的上限,没有特别限定,但是认为如果浸渍时间太长,则有可能在镀层与钢板之间形成的Al-Fe合金层的厚度变厚,只要为5秒左右,就充分形成上述镀层。
关于向上述镀浴中的浸渍条件,没有特别限定。例如,对软钢进行镀覆处理时,可以按150~230mpm左右的线速度进行,对厚物进行镀覆处理时,可以按40mpm左右的线速度进行,浸渍长度可以为5~7m左右。
·冷却速度
本发明的制造方法中,该冷却速度特别重要。即,使被处理钢材浸渍到镀浴中后,以20℃/s以上的冷却速度冷却。这是由于通过20℃/s以上的高速冷却,能够在已形成的镀层中形成所希望的αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,使在镀层与钢板之间形成的Al-Fe合金层的厚度变薄。
图3中示出对将上述被处理钢材向镀浴浸渍后的冷却速度(℃/s)与αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的面积率(%)和针状Al-Fe化合物的面积率(%)的关系进行调查而得的结果。由图3可知,上述冷却速度越高,则上述伪三元共晶的面积率越大,针状Al-Fe化合物的面积率越小。在根据本发明的制造方法中,为了使镀层中的伪三元共晶的面积率可靠地成为30%以上,将上述冷却速度设定成20℃/s以上,优选为25℃/s以上,更优选为30℃/s以上,特别优选为35℃/s以上。
·其它
关于上述Al镀覆处理的上述以外的条件,没有特别限定,可以按照通常使用的方法进行。
实施例
接下来,通过实施例和比较例对本发明的效果进行说明,但本实施例只不过是说明本发明的一个例子,并不限定本发明。
(样品1~7)
将冷轧钢板在还原气体中在800℃退火30秒钟后,以板温700℃,在被保持于680℃的镀浴浸渍5秒钟,进行熔融镀覆。熔融镀覆后,通过调整冷却速度(表1),进行镀层组织的控制,制造Al系镀覆钢板。将得到的Al系镀覆钢板的各单面的镀料附着量、镀层组成、镀层组织示于表1。
应予说明,对于得到的镀覆钢板,用重量法测量镀料附着量,以及通过化学分析对组成进行分析,并且通过500倍和2000倍的扫描式电子显微镜观察,进行αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织、Al-Mg2Si伪二元系共晶组织、αAl和针状Al-Fe化合物的观察,计算它们的面积率。将得到的αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织、Al-Mg2Si伪二元系共晶组织、αAl和针状Al-Fe化合物的面积率示于表1。
表1
(评价)
对得到的各样品进行以下评价。
(1)耐腐蚀性
将各样品的镀覆钢板浸渍在0.5kmol/m3的NaCl水溶液中,通过目视和光学显微镜对经过3天和7天后的镀覆表面进行观察。
根据以下基准,对观察到的经过7天后的镀覆表面进行评价。将评价结果示于表2。
○:没有镀层的溶解、腐蚀生成物的附着。
△:镀层的一部分溶解,被腐蚀生成物覆盖。
×:镀层全部溶解,在整面附着红锈。
(2)牺牲防腐蚀性
使各样品的镀层受到基底钢板露出的宽度为1mm的X字状的损伤后,将样品在0.5kmol/m3的NaCl水溶液中浸渍3天。其后,通过目视和光学显微镜对损伤部的钢板的腐蚀状况进行观察。
另外,对于各样品的镀覆钢板,将镀覆钢板和与素坯相同材质的钢板在电短路或者通过无电阻电流计连接的状态下,在0.5kmol/m3的NaCl水溶液中浸渍3天和7天后,通过目视和光学显微镜对钢板表面的腐蚀状况进行观察。应予说明,镀覆钢板和与素坯相同材质的钢板的表面积比为10:1。
根据以下基准对观察的结果进行评价。将评价结果示于表2。
○:在损伤部的基底钢表面和浸渍7天后的连接的钢板表面没有腐蚀,保持金属光泽。
△:在损伤部的基底钢表面和浸渍7天后的连接的钢板表面看不到红锈产生,但损伤部的基底钢表面或浸渍7天后的连接的钢板表面变色。
×:损伤部的基底钢表面或浸渍7天后的连接的钢板表面被红锈覆盖。
(3)局部腐蚀性
将各样品的镀覆钢板浸渍在0.5摩尔/L的NaCl水溶液中,通过目视和光学显微镜对经过3天和7天后的镀覆表面确认有无镀层的局部溶解。根据以下基准进行经过7天后的镀覆表面的评价。将评价结果示于表2。
○:在镀层表面没有发生局部溶解。
×:在镀层表面看到局部溶解。
表2
表2
由表2可知,关于发明例的样品1~4,与比较例的样品5~6相比,在局部腐蚀性方面特别优异。认为这是由于关于发明例的样品,在镀层中形成大量αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,因此抑制了以针状Al-Fe化合物为起点的腐蚀的进行。另一方面,认为比较例的样品中针状Al-Fe化合物成为腐蚀的起点,因此容易发生局部腐蚀。
产业上的可利用性
根据本发明,通过形成具有αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织的镀层,从而能够提供与以往的产品相比局部耐腐蚀性特别优异的Al系镀覆钢材及其制造方法。
Claims (3)
1.一种Al系镀覆钢材,其特征在于,在钢材的表面具备镀层,所述镀层含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:0.2~2质量%和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成,
该镀层具有αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织,该镀层中的伪三元共晶组织的面积率为30%以上。
2.根据权利要求1所述的Al系镀覆钢材,其特征在于,在上述镀层中,以摩尔比计,Mg/Si满足1.7~2.3、Mn/Fe满足0.1~1.0、Mg2Si/Al满足1以下。
3.一种Al系镀覆钢材的制造方法,其特征在于,将被镀覆处理的钢材在镀浴中浸渍0.5秒以上后,以20℃/s以上的冷却速度冷却,所述镀浴的浴温的下限为熔点+20℃,所述镀浴的浴温的上限为750℃,所述镀浴的组成是含有Mg:6~10质量%、Si:3~7质量%、Fe:2质量%以下和Mn:0.02~2质量%,剩余部分由Al和不可避免的杂质构成,其中,Fe含量包括0%,
从而,形成具有αAl-Mg2Si-(Al-Fe-Si-Mn)伪三元共晶组织且该伪三元共晶组织的面积率为30%以上的镀层。
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JP6812996B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2021-01-13 | Jfeスチール株式会社 | 溶融Al系めっき鋼板とその製造方法 |
KR102043519B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-11-12 | 주식회사 포스코 | 내식성 및 용접성이 우수한 용융 알루미늄 합금 도금강판 및 그 제조방법 |
KR102043522B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-11-12 | 주식회사 포스코 | 용접 액화 취성에 대한 저항성 및 도금 밀착성이 우수한 알루미늄 합금 도금강판 |
WO2020179147A1 (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-10 | Jfe鋼板株式会社 | 溶融Al−Zn−Mg−Si−Srめっき鋼板及びその製造方法 |
KR20210078277A (ko) * | 2019-12-18 | 2021-06-28 | 주식회사 포스코 | 알루미늄합금 도금강판, 열간성형 부재 및 이들의 제조방법 |
KR102451001B1 (ko) * | 2020-12-18 | 2022-10-07 | 주식회사 포스코 | 내식성 및 용접성이 우수한 고강도 알루미늄계 도금강판 및 제조방법 |
WO2023176100A1 (ja) * | 2022-03-14 | 2023-09-21 | Jfeスチール株式会社 | 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板、ならびにそれらの製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1347464A (zh) * | 1999-03-19 | 2002-05-01 | 新日本制铁株式会社 | 耐蚀性好的镀锡系或镀铝系表面处理钢材 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04199404A (ja) | 1990-11-29 | 1992-07-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 制御装置 |
JPH04259363A (ja) * | 1991-02-13 | 1992-09-14 | Nippon Steel Corp | 耐食性の優れた溶融アルミメツキ鋼板 |
JP4264157B2 (ja) | 1998-12-25 | 2009-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | 耐食性に優れた燃料タンク用溶融アルミめっき鋼板 |
JP4199404B2 (ja) | 1999-03-15 | 2008-12-17 | 新日本製鐵株式会社 | 高耐食性めっき鋼板 |
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JP4264373B2 (ja) * | 2004-03-25 | 2009-05-13 | 新日本製鐵株式会社 | めっき欠陥の少ない溶融Al系めっき鋼板の製造方法 |
BRPI0520616B1 (pt) * | 2005-09-01 | 2016-03-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | material de aço revestido de liga zn-al por imersão a quente com excelente capacidade de trabalho por dobramento e método de produção do mesmo |
MX2011000056A (es) * | 2008-07-11 | 2011-04-27 | Nippon Steel Corp | Lamina de acero chapada con aluminio para prensado en caliente con calentamiento rapido, proceso para producir la misma, y metodo para prensar en caliente la misma con calentamento rapido. |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1347464A (zh) * | 1999-03-19 | 2002-05-01 | 新日本制铁株式会社 | 耐蚀性好的镀锡系或镀铝系表面处理钢材 |
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