CN108603262A

CN108603262A - 高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN108603262A
Application number: CN201780008414.0A
Authority: CN
Inventors: 吉富裕美; 增冈弘之; 津田齐祐; 西村康弘; 木庭正贵
Original assignee: NKK Corp
Current assignee: JFE Steel Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2018-09-28
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: MX2018009099A; KR102170060B1; US11473180B2; KR20180095697A; JP6249140B1; EP3409808A1; US20190032187A1; JPWO2017131056A1; EP3409808B1; CN108603262B; EP3409808A4; WO2017131056A1

Abstract

本发明提供以含有Si、Mn的钢板作为母材、镀层外观、弯曲时的耐镀层剥离性以及弯曲时的加工性优良、适合用于汽车的耐碰撞部件的、具有高屈服比的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀锌层，所述钢板具有特定的成分组成和以面积率计铁素体为15％以下、马氏体为20％以上且50％以下、并且贝氏体和回火马氏体合计为30％以上的金属组织，所述镀锌层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m²，所述钢板的屈服强度比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上、镀锌层中所含的Mn氧化物量为0.015～0.050g/m²。

Description

高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及以含有Si、Mn的钢板作为母材、镀层外观、弯曲时的耐镀层剥离性以及弯曲加工性优良、适合用于汽车的耐碰撞部件的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，强烈要求汽车的碰撞安全性以及燃料效率改善，正在推进作为部件用原材料的薄钢板的高强度化。其中，从汽车发生碰撞时确保乘务人员的安全的观点出发，对于座舱周围所使用的原材料而言，要求高屈服强度比(YR：YR＝(YS(屈服强度)/TS(拉伸强度))×100％)。由于担心对压制机的高负荷、形成超高强度钢板时不能赋予高的延展性、延伸凸缘性，因此对部件的加工以弯曲加工为主体。因此，作为所要求的加工性，弯曲性变得重要。

此外，汽车的普及以世界规模扩大，针对在各种各样的地域和气候中以各种用途使用汽车，对作为部件原材料的钢板而言要求高防锈性。因此，优选利用镀覆钢板。

另外，以往，进行了具有高屈服比的钢板的开发。例如，专利文献1中公开了加工性优良的高屈服比高强度的热镀锌钢板及其制造方法。另外，专利文献2中公开了拉伸强度为980MPa以上、显示出高屈服比、并且加工性(详细而言，强度-延展性平衡)优良的钢板。另外，专利文献3中公开了以含有Si以及Mn的高强度钢板作为母材、镀层外观、耐腐蚀性、弯曲时的耐镀层剥离性以及弯曲加工性优良的高强度热镀锌钢板及其制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5438302号公报

专利文献2：日本特开2013-213232号公报

专利文献3：日本特开2015-151607号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1所记载的技术中，镀层品质容易劣化，没有公开解决上述问题的方法。

在专利文献2所记载的技术中，未充分考虑镀覆性，镀覆性的改善不充分。

在专利文献3所记载的技术中，在镀覆前的退火工序中，炉内气氛的氢浓度被限制为20体积％以上并且退火温度被限制为600～700℃。因此，专利文献3所记载的技术在金属组织构成方面不能应用于具有超过800℃的Ac3点的原材料。因此，无法说适合用于汽车的耐碰撞部件。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供以含有Si、Mn的钢板作为母材、镀层外观、弯曲时的耐镀层剥离性以及弯曲加工性优良、适合用于汽车的耐碰撞部件的、具有高屈服比的高屈服比型高强度镀锌钢板及其制造方法。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明人反复进行了深入研究。其结果是，针对各种薄钢板，对拉伸强度(TS)与屈服强度(YS)的关系、以及加工性和镀覆性的兼顾性进行了研究，结果发现，通过适当调整钢板的成分组成及金属组织、以及适当设定作为制造条件的热处理时的温度范围和炉内气氛，能够适合用于耐碰撞部件、并且能够改善加工性和镀覆性的兼顾性。具体而言，本发明提供以下方案。

[1]一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀锌层，所述钢板具有：以质量％计含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下、含有合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成；和以面积率计铁素体为15％以下、马氏体为20％以上且50％以下、并且贝氏体和回火马氏体合计为30％以上的金属组织，所述镀锌层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m²，所述钢板的屈服强度比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上、上述镀锌层中所含的Mn氧化物量为0.015～0.050g/m²。

[2]如[1]所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，上述成分组成以质量％计还含有合计为0.1～0.5％的Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上和/或B：0.0003～0.005％。

[3]如[1]或[2]所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，上述成分组成以质量％计还含有Sb：0.001～0.05％。

[4]如[1]～[3]中任一项所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，上述镀锌层为合金化镀锌层。

[5]一种高屈服比型高强度镀锌钢板的制造方法，其具备：热处理工序，将具有[1]～[3]中任一项所述的成分组成的冷轧钢板加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围后，进行酸洗，然后在平均加热速度小于10℃/秒、加热温度T为Ac3点～950℃、该温度范围的炉内气氛的氢浓度H为5体积％以上、炉内露点D满足下述(1)式、450～550℃的温度范围的停留时间为5秒以上且小于20秒的条件下进行热处理；镀锌工序，对上述热处理工序后的钢板实施镀覆处理，在平均冷却速度为5℃/秒以上的条件下冷却至50℃以下；和平整轧制工序，对上述镀锌工序后的镀覆板以0.1％以上的伸长率实施平整轧制。

-40≤D≤(T-1112.5)/7.5…(1)

(1)式中的D是指炉内露点(℃)、T是指加热温度(℃)。

[6]如[5]所述的高屈服比型高强度镀锌钢板的制造方法，其中，上述镀覆处理为热镀锌处理或者进行热镀锌并进行合金化的处理。

发明效果

根据本发明，可以得到拉伸强度为950MPa以上的高强度、且弯曲加工性、镀覆性、表面外观优良的高屈服比型高强度镀锌钢板。需要说明的是，通常，在本发明中，拉伸强度小于1300MPa。

在将本发明的高屈服比型高强度镀锌钢板应用于汽车车身的骨架构件时，能够对碰撞安全性的提高、轻量化作出很大贡献。

附图说明

图1是示出由组织观察得到的图像的一例的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下实施方式。

＜高屈服比型高强度镀锌钢板＞

本发明的高屈服比型高强度镀锌钢板具备钢板和形成在钢板上的镀层。首先，对钢板进行说明。钢板具有特定的成分组成和特定的金属组织。以成分组成、金属组织的顺序进行说明。

钢板的成分组成为：以质量％计，含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下，含有0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上，余量由Fe和不可避免的杂质构成。

另外，上述成分组成以质量％计还可以含有合计为0.1～0.5％的Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上和/或B：0.0003～0.005％。

另外，上述成分组成以质量％计还可以含有Sb：0.001～0.05％。

以下，对各成分进行说明。在以下的说明中，表示成分的含量的“％”是指“质量％”。

C：0.12％以上且0.25％以下

C对于钢板的高强度化而言是有效的元素，通过形成含有过饱和的C的马氏体而有助于高强度化。另外，C还通过与Nb、Ti、V、Zr这样的碳化物形成元素形成微细的合金化合物或合金碳氮化物而有助于高强度化。为了得到这些效果，需要将C含量设定为0.12％以上。优选为0.13％以上、更优选为0.14％以上。另一方面，C含量超过0.25％时，对于本钢板而言具有如下倾向：在点焊性显著地劣化的同时，由于马氏体的增加而钢板发生硬质化并且YR、弯曲加工性降低。因此，C含量设定为0.12％以上且0.25％以下。从特性的观点出发，优选设定为0.23％以下。

Si：小于1％

Si是主要通过固溶强化而有助于高强度化的元素，相对于强度升高延展性的降低比较少，不仅有助于强度，还有助于提高强度与延展性的平衡。另一方面，Si在钢板表面容易形成Si系氧化物，有时成为不上镀的原因。因此，仅添加确保强度所需的量即可，从镀覆性的观点出发，将Si含量的上限设定为小于1％。优选为0.8％以下。更优选为0.5％以下。需要说明的是，Si的含量优选为0.01％以上。

Mn：2.0％以上且3％以下

Mn是通过固溶强化以及马氏体形成而有助于高强度化的元素。为了得到该效果，需要将Mn含量设定为2.0％以上。优选为2.1％以上、更优选为2.2％以上。另一方面，Mn含量超过3％时，导致点焊部裂纹，并且因Mn的偏析等而容易在金属组织中产生不均，导致各种加工性的降低。另外，Mn在钢板表面容易以氧化物或复合氧化物的形式富集，有时成为不上镀的原因。因此，Mn含量设定为3％以下。更优选为2.8％以下。

P：0.05％以下

P是通过固溶强化而有助于钢板的高强度化的元素。但是，P含量超过0.05％时，焊接性、延伸凸缘性等加工性降低。因此，优选设定为0.03％以下。P含量的下限没有特别规定，但是，小于0.001％时，导致制造过程的生产效率下降和脱磷成本增加，因此优选设定为0.001％以上。需要说明的是，P含量为0.001％以上时，可以得到高强度化的效果。

S：0.005％以下

S是不仅成为引起热脆性的原因、而且在钢中以硫化物系夹杂物的形式存在而使弯曲性等钢板的加工性降低的有害元素。因此，S含量优选尽可能降低。在本发明中，S含量可以允许至0.005％。下限没有特别规定，但是，S含量小于0.0001％时，导致制造过程中的生产效率下降和成本增加。因此，S含量优选设定为0.0001％以上。

Al：0.1％以下

Al作为脱氧材料而添加。在需要得到该效果的情况下，优选将Al含量设定为0.01％以上。更优选为0.02％以上。另一方面，Al含量超过0.1％时，不仅导致原料成本的升高，而且过量的Al还成为诱发钢板的表面缺陷的原因。因此，Al含量设定为0.1％以下。优选为0.04％以下。需要说明的是，在本发明中，Al和Si的合计量优选为0.5％以下。

N：0.008％以下

N含量超过0.008％时，不仅在钢中生成过量的氮化物而使延展性、韧性降低，而且有时还导致钢板的表面性状的劣化。因此，将N含量设定为0.008％以下、优选设定为0.006％以下。从通过铁素体的洁净化来提高延展性的观点出发，N含量优选尽可能地少。另一方面，使N含量过量地减少时，导致制造过程中的生产效率降低和成本增加，因此，N含量优选为0.0001％以上。

Ca：0.0003％以下

Ca在钢中形成硫化物、氧化物，使钢板的加工性降低。因此，将Ca含量设定为0.0003％以下。优选设定为0.0002％以下。Ca含量越少越优选，可以为0％。

合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上

Ti、Nb、V、Zr与C或N形成碳化物或氮化物(也有碳氮化物的情况)而变为析出物。微细的析出物有助于钢板的高强度化。特别是通过使这些微细析出物在软质的铁素体中析出，可提高其强度。另外，还具有减少铁素体与马氏体的强度差的效果，这有助于改善钢板的加工性、例如弯曲性、延伸凸缘性等。此外，这些元素具有使热轧卷材的组织微细化的作用，通过使经过之后的冷轧和加热而热处理后的最终产品板的显微组织(金属组织)微细化，也有助于强度升高、弯曲性等加工性提高。因此，将这些元素的合计含量设定为0.01％以上。优选为0.02％以上。但是，过量的添加不仅会提高冷轧时的变形阻力而阻碍生产率，而且过量或者粗大的析出物的存在使铁素体的延展性降低，使钢板的延展性、弯曲性、延伸凸缘性等加工性降低。因此，这些成分的合计含量设定为0.1％以下。优选为0.08％以下。

上述以外的余量为Fe以及不可避免的杂质。需要说明的是，钢板的成分组成可以含有以下成分。

合计为0.1～0.5％的Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上和/或B：0.0003～0.005％

这些元素提高淬透性而使马氏体容易生成，因此有助于高强度化。为了得到这些效果，Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上的合计含量优选为0.1％以上。另外，关于Mo、Cr、Cu、Ni，其过量的添加会导致效果的饱和、成本增加。另外，关于Cu，会诱发热轧时的裂纹而成为表面缺陷产生的原因。因此，将合计含量设定为0.5％以下。关于Ni，具有抑制因添加Cu而引起的表面缺陷的产生的效果，因此，添加Cu时优选同时添加Ni。优选将Ni含量设定为Cu含量的1/2以上。如上所述，B也提高淬透性而有助于高强度化。另外，关于B，从得到抑制在热处理的冷却过程中所发生的铁素体生成的效果的观点、提高淬透性的观点出发来设定下限。具体而言，B含量优选为0.0003％以上。出于其过量的添加使效果饱和的理由来设定上限。具体而言，优选为0.005％以下。过度的淬透性还存在焊接时的焊接部裂纹等缺点。

Sb：0.001～0.05％

Sb对于抑制脱碳、脱氮、脱硼等从而抑制钢板的强度降低而言是有效的元素。另外，对于抑制点焊裂纹也有效，因此，Sb含量优选为0.001％以上。更优选为0.002％以上。但是，添加过量的Sb使钢板的延伸凸缘性等加工性降低。因此，Sb含量优选为0.05％以下。更优选为0.02％以下。

需要说明的是，以小于上述下限值含有上述任选成分也不会损害本发明效果。因此，小于上述下限值的含有可以被认为是含有上述任选成分作为不可避免的杂质。

接着，对钢板的金属组织进行说明。钢板的金属组织包括：以面积率计，铁素体为15％以下(包括0％)、马氏体为20％以上且50％以下、并且贝氏体和回火马氏体合计为30％以上。

铁素体为15％以下

从钢板强度的观点出发不优选存在有铁素体，但是，在本发明中，以面积率计可允许至15％。优选设定为10％以下。更优选为5％以下。另外，铁素体可以为0％。上述面积率采用按照实施例所记载的方法测定的值。需要说明的是，在此，不含在较高温度下生成的碳化物的贝氏体通过后述的实施例所记载的利用扫描电子显微镜的观察无法与铁素体区分开，视为铁素体。

马氏体(淬火状态的马氏体)为20％以上且50％以下

该马氏体为硬质，对于提高钢板强度是有效且必须的，为了确保拉伸强度(TS)为950MPa以上，以面积率计设定为20％以上。优选为25％以上。另一方面，淬火状态的硬质的马氏体会使YR降低，因此，其上限设定为50％以下。优选为45％以下。上述面积率采用通过实施例所记载的方法测定的值。

贝氏体和回火马氏体合计为30％以上

为了兼顾拉伸强度和高屈服比(屈服强度比)，贝氏体(如上所述，不含碳化物的贝氏体视为铁素体，因此，该贝氏体是指含有碳化物的贝氏体)和回火马氏体以面积率计设定为30％以上。特别是为了得到高YS，贝氏体和回火马氏体的百分率在本发明中很重要，为了稳定地得到高YS，优选为40％以上。需要说明的是，上限没有特别限定，从强度与延展性(加工性)的平衡出发，优选为90％以下、更优选为80％以下。上述面积率采用通过实施例所记载的方法测定的值。

需要说明的是，钢板的金属组织有时在余量中含有珠光体、残余奥氏体以及碳化物等析出物作为上述组织(相)以外的相，只要它们在板厚1/4位置处以合计面积率计为10％以下就可以允许。优选设定为5％以下。上述面积率采用通过实施例所记载的方法测定的值。

接着，对镀锌层进行说明。对于镀锌层而言，每单面的镀层附着量为20～120g/m²。附着量小于20g/m²时，难以确保耐腐蚀性。优选为30g/m²以上。另一方面，超过120g/m²时，耐镀层剥离性劣化。优选为90g/m²以下。

另外，镀锌层中，在镀覆前的热处理工序中形成的Mn氧化物通过镀浴与钢板反应形成FeAl或FeZn合金相而被引入镀层中，但是，在氧化物量过量的情况下残留于镀层/钢基界面，使镀层密合性劣化。因此，镀层中所含的Mn氧化物量越低越优选，但是，为了将Mn抑制为小于0.015g/m²，与通常操作条件相比，需要将露点控制得更低，比较困难。另外，Mn氧化物量为0.04g/m²以上即可。另外，镀层中的Mn氧化物量超过0.050g/m²时，FeAl或FeZn合金相的形成反应不充分，导致产生不上镀、耐镀层剥离性的降低。因此，镀锌层中所含的Mn氧化物量设定为0.015～0.050g/m²。优选Mn氧化物量为0.04g/m²以下。需要说明的是，镀锌层中的Mn氧化物量的测定通过实施例所记载的方法进行。

上述镀锌层也可以为实施了合金化处理的合金化镀锌层。

＜高屈服比型高强度镀锌钢板的制造方法＞

本发明的制造方法具有：热处理工序、镀锌工序和平整轧制工序。

热处理工序为如下工序：将具有上述成分组成的冷轧钢板加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围，进行酸洗，在平均加热速度小于10℃/秒、加热温度T为Ac3点～950℃、该温度范围的炉内气氛的氢浓度H为5体积％以上、炉内露点D满足下述(1)式、450～550℃的温度范围的停留时间为5秒以上且小于20秒的条件下进行热处理。需要说明的是，在以下的说明中，温度是指钢板表面温度。

钢坯(铸片(钢原材))制造

用于得到本发明的制造方法中使用的冷轧钢板的钢原材是通过连续铸造方法制造的钢坯。采用连续铸造法的目的在于防止合金成分的宏观偏析。钢原材也可以通过铸锭法、薄板坯铸造法等来制造。

另外，制造钢坯后，除了暂时冷却至室温然后进行再加热的现有方法以外，还可以为不冷却至室温附近地以温片的状态装入加热炉中进行热轧的方法、进行少量热量补充后立即进行热轧的方法、或者铸造后保持高温状态进行热轧的方法中的任意一种方法。

将上述钢原材进行热轧，然后进行冷轧，由此得到冷轧钢板。热轧的条件没有特别限定，优选如下条件：将具有上述成分组成的钢原材在1100℃以上且1350℃以下的温度下进行加热，实施精轧温度为800℃以上且950℃以下的热轧，在450℃以上且700℃以下的温度下进行卷取。

钢坯加热温度

钢坯的加热温度优选设定为1100℃以上且1350℃以下的范围。这是因为：在上述上限温度范围外时，钢坯中存在的析出物容易粗大化，例如在通过析出强化确保强度的情况下有时变得不利。另外还因为：有可能以粗大的析出物作为核而在之后的热处理中对组织形成带来不良影响。另一方面，利用适当的加热使钢坯表面的气泡、缺陷等剥落，由此减少钢板表面的龟裂、凹凸，从而实现平滑的钢板表面是有益的。为了得到这样的效果，优选设定为1100℃以上。另一方面，超过1350℃时，有时发生奥氏体晶粒的粗大化，最终产品的金属组织也粗大化，成为钢板的强度、弯曲性、延伸凸缘性等加工性降低的原因。

热轧

对于如上得到的钢坯，实施包括粗轧和精轧的热轧。通常，钢坯通过粗轧变为薄板坯，通过精轧变为热轧卷材。另外，根据磨机能力等，并不局限于这样的划分，只要为规定的尺寸就没有问题。作为热轧条件，优选如下。

精轧温度：800℃以上且950℃以下

通过将精轧温度设定为800℃以上，具有能够使由热轧卷材得到的组织均匀的倾向。在该阶段能够使组织均匀有助于最终产品的组织变得均匀。组织不均匀时，延展性、弯曲性、延伸凸缘性等加工性降低。另一方面，超过950℃时，有时氧化物(氧化皮)生成量增多，钢基与氧化物的界面粗糙，酸洗和冷轧后的表面品质劣化。另外，有时组织中的结晶粒径变得粗大，由此成为钢坯同样钢板的强度、弯曲性、延伸凸缘性等加工性降低的原因。

结束上述热轧后，为了组织的微细化、均匀化，在精轧结束后3秒以内开始冷却，优选在[精轧温度]～[精轧温度-100]℃的温度范围以10～250℃/秒的平均冷却速度进行冷却。

卷取温度：450～700℃

热轧后的卷材即将卷取前的温度、即卷取温度，从NbC等微细析出的观点出发，优选为450℃以上。卷取温度为700℃以下时，析出物不会变得过于粗大，因此优选。从热轧板组织的整粒化等观点出发，更优选设定为500℃以上且680℃以下。

接着，进行冷轧。在冷轧中，对上述热轧中得到的热轧钢板实施冷轧。需要说明的是，通常，通过酸洗使氧化皮剥落后，实施冷轧，制成冷轧卷材。该酸洗根据需要进行。

冷轧优选将压下率设定为20％以上。这是为了在后续进行的加热中得到均匀微细的显微组织。小于20％时，存在加热时容易形成粗粒的情况、容易变为不均匀的组织的情况，如上所述，担心之后的热处理后最终产品板的强度、加工性降低。压下率的上限没有特别规定，但由于是高强度钢板，高的压下率不仅因轧制负荷而导致生产率降低，而且有时导致形状不良。压下率优选为90％以下。

接着，进行加热(例如为退火炉等中的加热，以下有时设为“退火”)。该退火中，将冷轧中得到的冷轧板加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围。然后，进行酸洗。

加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围

“加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围”是用于使最终产品确保高的屈服比和镀覆性的条件。在后续的热处理之前，材质上优选预先得到含有铁素体和马氏体的组织。此外，从镀覆性的观点出发，也优选通过该加热使Si、Mn等的氧化物富集在钢板表层部。出于上述观点，加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围。

在此，设定Ac1＝751-27C+18Si-12Mn-23Cu-23Ni+24Cr+23Mo-40V-6Ti+32Zr+233Nb-169Al-895B。另外，设定Ac3＝937-477C+56Si-20Mn-16Cu-27Ni-5Cr+38Mo+125V+136Ti+35Zr-19Nb+198Al+3315B。需要说明的是，上述式中的元素符号是指各元素的含量，不含有的成分设为0。

酸洗

在后续的热处理中，为了通过在Ac3点以上的温度范围内的加热来确保镀覆性，通过酸洗除去之前工序中在钢板表层部富集的Si、Mn等的氧化物。

热处理

上述酸洗后，在平均加热速度小于10℃/秒、加热温度T为Ac3点～950℃、该温度范围的炉内气氛的氢浓度H为5体积％以上、炉内露点D满足下述(1)式、450～550℃的温度范围的停留时间为5秒以上且小于20秒的条件下实施热处理。

平均加热速度：小于10℃/秒

出于组织的均匀化这样的原因，平均加热速度设定为小于10℃/秒。另外，从可抑制制造效率降低的观点出发，平均加热速度优选为2℃/秒以上。

加热温度(例如退火温度)T：Ac3点～950℃

规定炉内气氛是为了确保材质和镀覆性这两者。加热温度为Ac3点以下时，在最终得到的金属组织中，铁素体的百分率升高，因此，不能得到强度。另外，加热温度超过950℃时，晶粒粗大化而弯曲性、延伸凸缘性等加工性降低，因此不优选。另外，加热温度超过950℃时，在表面容易富集Mn、Si而阻碍镀覆性。另外，加热温度超过950℃时，对设备的负荷也高，有可能不能稳定地制造。

Ac3点～950℃的温度范围内的氢浓度H：5体积％以上

在本发明中，通过相对于上述加热温度还同时控制炉内气氛来确保镀覆性。氢浓度小于5体积％时，经常发生不上镀。超过20体积％的氢浓度时，效果饱和，因此将其作为优选的上限。需要说明的是，关于上述Ac3点～950℃的温度范围以外，氢浓度也可以不处于5体积％以上的范围。

Ac3点～950℃的温度范围内的露点D：式(1)的范围

另外，下述式(1)所示的炉内露点D也是确保镀覆性的重要因素。即使确保了氢浓度，如果露点D超过上限，则在退火中Si、Mn等合金元素再次富集，导致不上镀、镀层品质的降低。露点的下限没有特别规定，但是，难以将露点控制为低于-40℃，存在需要庞大的设备费用和操作成本的问题。

-40≤D≤(T-1112.5)/7.5…(1)

(1)式中的D是指炉内露点(℃)、T是指加热温度(℃)。

450～550℃的温度范围的停留时间：5秒以上且小于20秒

在镀覆工序之前在450～550℃的温度范围内停留5秒以上。这是为了促进贝氏体的生成。作为组织的规定，为了得到高YS，贝氏体是重要的组织。为了使其生成并得到贝氏体和回火马氏体的合计为30％以上的百分率，需要在该温度范围内停留5秒以上。另外，在本发明中，超过20秒的停留时间使奥氏体发生贝氏体相变至所需以上，不能得到需要量的马氏体，因此需要设定为小于20秒。低于450℃时，不仅难以得到贝氏体，而且，低于后续的镀浴温度会降低镀浴的品质，因此不优选。因此，将上述温度范围的下限设定为450℃。另一方面，在超过550℃的温度范围内，不仅贝氏体而且铁素体、珠光体也容易生成。关于从加热温度到该温度范围的冷却，优选设定为3℃/秒以上的冷却速度(平均冷却速度)。这是因为：冷却速度小于3℃/秒时，容易发生铁素体相变，不能得到期望的金属组织。上限没有特别规定。作为冷却停止温度，设定为上述的450～550℃即可，也可以暂时冷却至其以下的温度，通过再加热使其在450～550℃的温度范围内停留。此时，有时也在冷却至Ms点以下的情况下使马氏体生成后进行回火。

接着，进行镀锌工序。镀锌工序为如下工序：对热处理后的钢板实施镀覆处理，在平均冷却速度为5℃/秒以上的条件下冷却至50℃以下。

镀覆处理设定成每单面的镀层附着量为20～120g/m²即可。其它条件没有特别限定。例如为在通过上述方法得到的钢板的表面上形成镀层的工序，该镀层以质量％计含有Fe：0.1～18.0％、Al：0.001％～1.0％、含有合计为0～30％的选自Pb、Sb、Si、Sn、Mg、Mn、Ni、Cr、Co、Ca、Cu、Li、Ti、Be、Bi以及REM中的一种或两种以上、余量由Zn和不可避免的杂质构成。镀覆处理的方法设定为热镀锌。条件适当设定即可。另外，热镀锌后可以实施进行加热的合金化处理。合金化处理例如为在480～600℃的温度范围内保持约1秒～约60秒的处理。

在上述镀覆处理后(进行合金化处理的情况下为其之后)，以5℃/秒以上的平均冷却速度冷却至50℃以下。这是为了得到高强度化所需的马氏体。小于5℃/秒时，难以得到强度所需的马氏体。另外是因为：在高于50℃的温度下停止冷却时，马氏体过度地回火(自回火)而难以得到所需的强度。需要说明的是，为了得到用于得到高YR的适度地回火后的马氏体，平均冷却速度优选为30℃/秒以下。

接着进行平整轧制工序。平整轧制工序是指对镀锌工序后的镀覆板以0.1％以上的伸长率实施平整轧制的工序。除了出于形状矫正、调整表面粗糙度的目的以外，还出于稳定地得到高YS的目的，对镀覆板以0.1％以上的伸长率进行平整轧制。关于形状矫正、调整表面粗糙度，可以实施整平加工来代替平整轧制。过度的平整轧制会将过量的应变导入钢板表面而降低弯曲性、延伸凸缘性的评价值。另外，过度的平整轧制不仅使延展性降低，而且因为是高强度钢板还使设备负荷也升高。因此，平整轧制的压下率优选设定为3％以下。

实施例

将表1所示的成分组成的钢水利用转炉进行熔炼，利用连续铸造机制成钢坯后，在表2所示的各种条件下实施热轧、冷轧、加热(退火)、酸洗(表2中“○”的情况下，使用将酸洗液的HCl浓度调整为5质量％、将液温调整为60℃的酸洗液)、热处理以及镀覆处理、平整轧制，制造高强度镀锌钢板(产品板)。需要说明的是，冷却(镀覆处理后的冷却)中，在水温40℃的水槽中通过，由此冷却至50℃以下。

裁取由上述得到的镀锌钢板的样品，通过下述方法进行组织观察以及拉伸试验，测定并算出金属组织的百分率(面积率)、屈服强度(YS)、拉伸强度(TS)、屈服强度比(YR＝YS/TS×100％)。另外，对外观进行目视观察而评价镀覆性(表面性状)。评价方法如下所述。

组织观察

从热镀锌钢板裁取组织观察用试验片，将L截面(与轧制方向平行的板厚截面)研磨后，利用硝酸乙醇溶液进行腐蚀，利用SEM对距表面1/4t(t为整个厚度)附近的位置以1500倍的倍率观察3个视野以上并进行拍摄，对由此得到的图像进行解析(对每个观察视野测定面积率，算出平均值)。需要说明的是，将上述图像的一例示于图1中。

镀锌层中的Mn氧化物量

关于镀锌层中的Mn氧化物量，将镀层利用稀盐酸溶解后，使用ICP发光分光分析法进行测定。以下示出具体的测定原理。退火工序中在钢板表面形成的Mn氧化物在镀覆工序中大半进入镀层内，一部分残留于钢基/镀层界面。Mn氧化物利用酸能够容易地溶解，因此，通过将镀覆钢板浸渍在稀盐酸中，能够使镀层内以及界面残留Mn氧化物全部溶解。此时，通过在稀盐酸中添加抑制剂，能够抑制基底钢板的溶解，能够只对在钢板表面形成的Mn氧化物准确地进行定量。

拉伸试验

从镀锌钢板沿相对于轧制方向为直角的方向裁取JIS5号拉伸试验片(JISZ2201)，以恒定为10mm/分钟的拉伸速度(十字头速度)进行拉伸试验。屈服强度(YS)设定为从应力100-200MPa弹性区的斜率读取0.2％弹性极限应力而得到的值，拉伸强度设定为拉伸试验中的最大载荷除以初期的试验片平行部截面积而得到的值。平行部的截面积计算中，板厚使用包括镀层厚度的板厚值。

表面性状(外观)

对镀覆后的外观进行目视观察，将完全没有不上镀缺陷的试样设定为○、将产生了不上镀缺陷的试样设定为×、将没有不上镀缺陷但产生了镀层外观不均等的试样设定为△。需要说明的是，不上镀缺陷是指约几μm～约几mm的大小、不存在镀层而露出钢板的区域。

耐镀层剥离性

关于弯曲时的耐镀层剥离性，对于(1)GA(进行了合金化处理的试样)而言，要求抑制在超过90°弯曲成锐角时弯曲加工部的镀层剥离。在本实施例中，对弯曲了120°的加工部按压透明胶带而使剥离物转移至透明胶带，以Zn计数的方式利用荧光X射线法求出透明胶带上的剥离物量。需要说明的是，此时的掩模直径为30mm、荧光X射线的加速电压为50kV、加速电流为50mA、测定时间为20秒。参照下述基准，将等级1、2的试样评价为耐镀层剥离性良好(符号○)、将3以上的试样评价为耐镀层剥离性不良(符号×)。

荧光X射线Zn计数等级

0-小于500：1

500以上-小于1000：2

1000以上-小于2000：3

2000以上-小于3000：4

3000以上：5

对于(2)GI(未进行合金化处理的试样)而言，要求冲击试验时的耐镀层剥离性。进行球冲击试验，将加工部进行胶带剥离，目视判断镀层有无剥离。球冲击条件是球重量为1000g、落下高度为100cm。

○(良好)：镀层无剥离

×(不良)：镀层剥离

加工后耐腐蚀性

对于GA而言对进行了120°弯曲加工后的试验片、对于GI而言对进行了球冲击试验后的试验片，使用日本帕卡濑精公司制造的脱脂剂：FC-E2011、表面调整剂：PL-X以及化学转化处理剂：PALBONDPB-L3065，在下述标准条件下以化学转化处理被膜附着量达到1.7～3.0g/m²的方式实施化学转化处理。

＜标准条件＞

·脱脂工序：处理温度为40℃、处理时间为120秒

·喷涂脱脂、表面调整工序：pH为9.5、处理温度为室温、处理时间为20秒

·化学转化处理工序：化学转化处理液的温度为35℃、处理时间为120秒

使用立邦涂料公司制造的电沉积涂料：V-50对实施了上述化学转化处理的试验片的表面以膜厚达到25μm的方式实施电沉积涂装，供于下述腐蚀试验。

＜盐水喷雾试验(SST)＞

对于GA而言对实施了化学转化处理、电沉积涂装的上述试验片的弯曲加工部表面、对于GI而言对实施了化学转化处理、电沉积涂装的上述试验片的球冲击部分，利用切割器赋予到达镀层的切痕。对该试验片使用5质量％NaCl水溶液依据JIS Z2371：2000中规定的中性盐水喷雾试验进行240小时的盐水喷雾试验。对十字切痕部进行胶带剥离试验，测定将切痕部左右加在一起的最大剥离总宽度。该最大剥离总宽度为2.0mm以下时，盐水喷雾试验中的耐腐蚀性评价为良好。

○(良好)：自切痕起的最大膨胀总宽度为2.0mm以下

×(不良)：自切痕起的最大膨胀总宽度超过2.0mm

将所得到的结果示于表3中。需要说明的是，金属组织的“F”是指铁素体和不含碳化物的贝氏体、“M”是指马氏体、“M’、B”是指回火马氏体和贝氏体。

加工性(弯曲性)

进行用于确认具备加工性的弯曲试验。试验方法如下：从镀锌钢板沿相对于轧制方向为直角的方向切割出30L×100Wmm的条形样品，利用端面磨削制成25L×100Wmm的试验片，对以3.5R(R/t＝2.5)的弯曲半径实施180°U弯曲时的、弯曲顶点附近处有无裂纹进行判断。表中的“○”是指无裂纹。需要说明的是，裂纹是指利用显微镜放大10倍时能够识别的裂纹，产生裂纹前的褶皱不判断为裂纹。

在本发明范围的成分和制造条件下得到的本发明例的钢板是能得到TS≥950MPa以上、YR≥65％、并且兼具规定的加工性、镀层品质的钢板。

产业上的可利用性

本发明的热镀锌钢板不仅具有高拉伸强度，还兼具高屈服强度和良好的加工性以及表面性状，由此，在应用于以汽车车身的骨架部件、特别是对碰撞安全性有影响的座舱周围为中心的情况下，在提高其安全性能的同时通过高强度薄壁化效果有助于车身轻量化，由此对CO₂排放等环境方面也能够做出贡献。另外，由于兼具良好的表面性状和镀层品质，因此，也能够积极地应用于车身底部等担心因雨雪导致腐蚀的部位，关于车身的防锈和耐腐蚀性也能够期待性能提高。这样的特性并不限于汽车部件，在土木/建筑、家电领域中也是有效的原材料。

Claims

1.一种高屈服比型高强度镀锌钢板，其具备钢板和镀锌层，

所述钢板具有：

以质量％计含有C：0.12％以上且0.25％以下、Si：小于1％、Mn：2.0％以上且3％以下、P：0.05％以下、S：0.005％以下、Al：0.1％以下、N：0.008％以下、Ca：0.0003％以下、含有合计为0.01～0.1％的Ti、Nb、V、Zr中的一种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成；和

以面积率计铁素体为15％以下、马氏体为20％以上且50％以下、并且贝氏体和回火马氏体合计为30％以上的金属组织，

所述镀锌层形成在该钢板上、每单面的镀层附着量为20～120g/m²，

所述钢板的屈服强度比为65％以上、拉伸强度为950MPa以上、所述镀锌层中所含的Mn氧化物量为0.015～0.050g/m²。

2.如权利要求1所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，所述成分组成以质量％计还含有合计为0.1～0.5％的Mo、Cr、Cu、Ni中的一种以上和/或B：0.0003～0.005％。

3.如权利要求1或2所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，所述成分组成以质量％计还含有Sb：0.001～0.05％。

4.如权利要求1～3中任一项所述的高屈服比型高强度镀锌钢板，其中，所述镀锌层为合金化镀锌层。

5.一种高屈服比型高强度镀锌钢板的制造方法，其具备：

热处理工序，将具有权利要求1～3中任一项所述的成分组成的冷轧钢板加热至Ac1点～Ac3点+50℃的温度范围后，进行酸洗，然后在平均加热速度小于10℃/秒、加热温度T为Ac3点～950℃、该温度范围的炉内气氛的氢浓度H为5体积％以上、炉内露点D满足下述(1)式、450～550℃的温度范围的停留时间为5秒以上且小于20秒的条件下进行热处理；

镀锌工序，对所述热处理工序后的钢板实施镀覆处理，在平均冷却速度为5℃/秒以上的条件下冷却至50℃以下；和

平整轧制工序，对所述镀锌工序后的镀覆板以0.1％以上的伸长率实施平整轧制，

-40≤D≤(T-1112.5)/7.5…(1)

(1)式中的D是指炉内露点(℃)、T是指加热温度(℃)。

6.如权利要求5所述的高屈服比型高强度镀锌钢板的制造方法，其中，所述镀覆处理为热镀锌处理或者进行热镀锌并进行合金化的处理。