CN114729429B

CN114729429B - 被覆钢构件、被覆钢板及它们的制造方法

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Publication number: CN114729429B
Application number: CN202080080544.7A
Authority: CN
Inventors: 田畑进一郎
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2040-11-20
Also published as: US11827964B2; MX2022005693A; KR102483105B1; JPWO2021100842A1; EP4063525A4; US20220389553A1; KR20220070329A; JP7095818B2; EP4063525B1; EP4063525A1; US20230349030A1; WO2021100842A1; CN114729429A

Abstract

一种被覆钢构件，具有钢板基材和形成于所述钢板基材的表面且含有Al和Fe的被覆层，从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量相对于所述钢板基材的Cu含量为150％以上，所述钢板基材由以质量％计含有C：0.25～0.65％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、N：0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％的化学组成构成。

Description

被覆钢构件、被覆钢板及它们的制造方法

技术领域

本发明涉及被覆钢构件、被覆钢板及它们的制造方法。

本申请基于在2019年11月22日向日本申请的专利申请2019-211299 号要求优先权，在此引用其内容。

背景技术

在汽车领域中，以近来的环境限制和碰撞安全基准的严格化为背景，为了提高燃料经济性和碰撞安全性这两者，具有高的抗拉强度的钢板(高强度钢板)的应用正在扩大。然而，随着高强度化，钢板的压制成形性降低，因此变得难以制造复杂形状的制品。

具体而言，随着高强度化，钢板的延展性降低，在加工成复杂的形状的情况下，产生在高加工部位断裂的问题。另外，随着钢板的高强度化，还产生因加工后的残余应力而产生回弹和壁翘曲、尺寸精度劣化这样的问题。因此，将具有高强度、特别是780MPa以上的抗拉强度的钢板压制成形为具有复杂形状的制品并不容易。根据辊轧成形而不是压制成形，容易加工高强度的钢板，但其应用对象限定于在长度方向上具有一样的截面的部件。

因此，近年来，例如，如专利文献1～3所公开的那样，作为对高强度钢板那样的难以成形的材料进行压制成形的技术，采用了热压(热模压： hot stamp)技术。所谓热压技术是将供于成形的材料加热后进行成形的热成形技术。

在该技术中，将材料加热后进行成形。因此，在成形时，钢材为软质，具有良好的成形性。由此，即使是高强度的钢板，也能够精度良好地成形为复杂的形状。另外，在热压技术中，在利用压制模具进行成形的同时进行淬火，因此成形后的钢构件具有充分的强度。

例如，根据专利文献1，公开了：通过热压技术成形后得到具有 1400MPa以上的抗拉强度的钢构件。

近年来，世界各国设定更高的CO₂削减目标，各汽车公司正在推进考虑到碰撞安全的燃料消耗率削减。汽油车自不必说，在急速进展的电动车中，为了不仅保护乘客而且保护电池免受碰撞，并且抵消其重量增加量，需求更高强度的材料。例如在钢构件中，需要现在作为通过热压而成形的钢构件而通常使用的强度超过1.5GPa的更高强度的热压构件。

但是，金属材料大多随着高强度化而诸特性劣化，特别是氢脆化的敏感性提高。已知在钢构件中，若抗拉强度成为1.2GPa以上，则氢脆化敏感性提高，在汽车领域之前被推进了高强度化的螺栓钢中存在氢脆化裂纹的事例。在超过1.5GPa的热压构件中，氢脆化敏感性有可能进一步提高。

作为热压用钢板最普及的是在表面实施了镀铝的被覆钢板(镀铝钢板)。然而，由于镀铝钢板在热压的加热时吸藏氢，因此在氢脆化敏感性提高的强度超过1.5GPa的区域中，存在从热压后的车身组装以后就发生氢脆化裂纹的风险。因此，为了为进一步的车身轻量化而将超过1.5GPa 的热压构件应用于车身，需要充分降低氢脆化裂纹的风险。

关于抗拉强度超过1.5GPa的高强度钢材，例如在专利文献2中公开了一种韧性优异且抗拉强度为1.8GPa以上的热压成形出的压制成形品。在专利文献3中公开了一种具有2.0GPa以上的极高的抗拉强度、而且具有良好的韧性和延展性的钢材。在专利文献4中公开了一种钢材，其具有 1.8GPa以上的高抗拉强度，而且具有良好的韧性。在专利文献5中公开了一种具有2.0GPa以上的极高的抗拉强度、而且具有良好的韧性的钢材。

然而，在专利文献2～5中，对于耐氢脆性，尤其是使用了镀铝钢板的情况下的对于氢吸藏的对策不充分，在抗拉强度超过1.5GPa的高强度钢材作为汽车构件使用中，有不能充分应对对安全的更高的要求的情况。

另外，关于使用了镀铝钢板的耐氢脆性优异的高强度钢材，例如在专利文献6中公开了下述方法：通过将钢板的加热气氛设为露点为30℃以下的气氛来限制侵入到钢材中的氢量，并且降低后加工后的残余应力，由此在热压后抑制氢脆化。

然而，在专利文献6中，对于超过1.5GPa的高强度钢材的氢脆化的对策不充分，在抗拉强度超过1.5GPa的高强度钢材向汽车构件的应用中，有不能充分应对对安全的更高的要求的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2002-102980号公报

专利文献2：日本国特开2012-180594号公报

专利文献3：日本国特开2012-1802号公报

专利文献4：国际公开第2015/182596号

专利文献5：国际公开第2015/182591号

专利文献6：日本国特开2008-266721号公报

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的是提供具有高的抗拉强度、且耐氢脆性优异的被覆钢构件、适合作为该钢构件的原材料的被覆钢板、以及它们的制造方法。

本发明以下述的被覆钢构件、被覆钢板及它们的制造方法为主旨。以下，将成为被覆钢板的原材料的、表面未实施被覆的钢板简称为“钢板”。

(1)一种被覆钢构件，具有：

钢板基材；和

形成于所述钢板基材的表面且含有Al和Fe的被覆层，

所述钢板基材由下述化学组成构成：以质量％计，含有C：0.25～0.65％、 Si：0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、 N：0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、 Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％、Cr：0～1.00％、V： 0～1.00％、Ca：0～0.010％、Al：0～1.00％、Sn：0～1.00％、W：0～1.00％、Sb：0～1.00％、Zr：0～1.00％和REM：0～0.30％，余量为Fe和杂质，

从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量相对于所述钢板基材的Cu含量为150％以上。

(2)一种被覆钢板，具有：

钢板；

在所述钢板的表面上的含有Al的被覆层；和

形成于所述钢板与所述被覆层之间的边界部，

所述钢板由下述化学组成构成：以质量％计，含有C：0.25～0.65％、 Si：0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、 N：0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、 Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％、Cr：0～1.00％、V： 0～1.00％、Ca：0～0.010％、Al：0～1.00％、Sn：0～1.00％、W：0～1.00％、 Sb：0～1.00％、Zr：0～1.00％和REM：0～0.30％，余量为Fe和杂质，

所述边界部中的最大Cu含量相对于所述钢板的平均Cu含量为80％以上。

(3)一种被覆钢板的制造方法，具备：

板坯准备工序，熔炼由以质量％计含有C：0.25～0.65％、Si： 0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、N： 0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、 Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％、Cr：0～1.00％、V： 0～1.00％、Ca：0～0.010％、Al：0～1.00％、Sn：0～1.00％、W：0～1.00％、 Sb：0～1.00％、Zr：0～1.00％和REM：0～0.30％且余量为Fe和杂质的化学组成构成的钢，并将所述钢进行铸造而得到板坯；

热轧工序，对所述板坯实施热轧而制成热轧钢板；

卷取工序，卷取所述热轧钢板；

根据需要进行的热轧板退火工序，对所述热轧钢板进行退火；

根据需要进行的冷轧工序，对所述热轧钢板进行去氧化皮并进行冷轧而制成冷轧钢板；

根据需要进行的退火工序，对所述热轧钢板或所述冷轧钢板进行退火而制成退火钢板；和

被覆工序，通过将所述热轧钢板、所述冷轧钢板或所述退火钢板浸渍于浴温为600℃以上的Al系镀浴中来形成Al系被覆层，其后，以低于30℃/ 秒的平均冷却速度冷却到200℃以下。

(4)在上述(3)所述的被覆钢板的制造方法中，可以进一步具备将通过所述被覆工序得到的被覆钢板在450～800℃的温度域进行退火的后热处理工序。

(5)一种被覆钢构件的制造方法，具备：

热轧工序，对所述板坯实施热轧而制成热轧钢板；

卷取工序，卷取所述热轧钢板；

被覆工序，通过将所述热轧钢板、所述冷轧钢板或所述退火钢板浸渍于浴温为600℃以上的Al系镀浴中来形成Al系被覆层，其后，以低于30℃/ 秒的平均冷却速度冷却到200℃以下而制成被覆钢板；和

热处理工序，将所述被覆钢板在露点为30℃以下的气氛下以 1.0～100℃/秒的升温速度加热到Ac3点～(Ac3点+300)℃，其后，以上临界冷却速度以上进行冷却到Ms点以下。

(6)在上述(5)所述的被覆钢构件的制造方法中，可以在所述被覆工序后进一步具备将所述被覆钢板在450～800℃的温度域进行退火的后热处理工序。

根据本发明的上述方式，能够提供具有高的抗拉强度且耐氢脆性优异的被覆钢构件和被覆钢板、以及它们的制造方法。

本发明的被覆钢构件，由于具有高强度且耐氢脆性优异，因此在应用于汽车部件的情况下，有助于燃料经济性和碰撞安全性的提高。

附图说明

图1是表示本实施方式的被覆钢构件的一例的示意图。

图2是表示本实施方式的被覆钢板的一例的示意图。

具体实施方式

本发明人为了得到具有高的抗拉强度且耐氢脆性优异的被覆钢构件，对表层组织、钢材(钢板基材)的化学组成和内部组织对这些特性给予的影响进行了调查。其结果，得到以下的见解。

通常制造的热压构件中所使用的原材料大多是在钢板的表面施加了耐蚀性优异的镀铝层的被覆钢板。若对该被覆钢板进行热压，则在加热时表面的Al与钢板的Fe的合金化反应进行，得到具有Al-Fe系被覆层的被覆钢构件。通常所使用的热压后显示出抗拉强度1.5GPa级的钢板大多化学组成类似，含有0.20质量％左右的C，通过该C确保了热压后的强度。另外，为了确保热压制造时的淬火性，大多含有1.3质量％左右的Mn和0.002 质量％左右的B。

(a)本发明人为了进一步的车身轻量化，进行了用于通过提高C含量而在热压后得到超过1.5GPa的高强度构件的详细研究。其结果可知，通过使C含量为0.25质量％以上，在热压后能得到抗拉强度为1.5GPa以上的超高强度。另一方面，随着向抗拉强度1.5GPa以上的超高强度化，氢脆化敏感性增大，担心在热压构件的制造时因在加热炉中侵入的氢而产生氢脆化裂纹的风险。

(b)本发明人，在抗拉强度超过1.5GPa的高强度的具有Al-Fe系被覆层的被覆钢构件中，首先调查氢与表面反应的关系，致力于通过降低侵入的氢量来改善耐氢脆性。其结果发现，通过使钢材的最表层中分布氢固溶度低的Cu，能够利用其阻隔效应抑制氢向钢材的侵入。作为其原因，可以考虑以下方面。即，在热压的加热时，空气中的H₂O与表面的镀铝层反应，在其催化效应下乖离成2H后，一部分H向钢材中侵入。认为Cu通过抑制从H₂向2H的乖离，也就是说通过抑制氢原子的产生，具有降低侵入的氢量的效果。

(c)本发明人进一步调查了具有超过1.5GPa的抗拉强度的钢材的化学组成、组织与氢脆敏感性的关系，致力于通过提高临界氢量(Hc)来改善耐氢脆性。其结果首先发现，通过降低Mn含量，钢材的氢脆化敏感性降低，也就是说，不发生氢脆化的临界的氢量提高。另一方面也发现，为了弥补与Mn含量的降低相伴的淬火性的降低、另外为了在含有上述Cu的情况下抑制钢板制造时的热脆性而含有Ni的情况下，Ni助长氢脆化。本发明人进行研究的结果发现，Si对于抑制由Cu带来的热脆性也是有效的，即使降低Ni含量，也能够通过提高Si含量而将临界氢量的降低控制为最小限度、并且进行稳定的钢板制造。另外，Si是具有通过抑制珠光体析出而使淬火性提高的效果的元素，Mo也是提高淬火性的元素。因此可知，通过含有Si和Mo，能够填补因Mn降低而不足的淬火性。

另外，若含有Nb，则钢材的内部组织变得微细(细粒化)。因此可知，通过含有Nb，成为氢脆化的起点的情况多的晶界的破坏被抑制，临界氢量提高。

本发明人基于上述知见，通过降低侵入的氢量以及使钢材的临界氢量提高，来大幅改善耐氢脆性，开发出超过1.5GPa的高强度热压构件以及适合作为其原材料的被覆钢板。这样的钢构件，能够充分降低氢脆化风险、并且更安全地适用于车身。

以下，对本发明的一个实施方式的被覆钢构件(本实施方式的被覆钢构件)、被覆钢板(本实施方式的被覆钢板)及它们的制造方法的各要件进行详细说明。

(A)被覆钢构件

本实施方式的被覆钢构件，如图1所示，具有：由规定的化学组成构成的钢板基材1、和形成于上述钢板基材的表面且含有Al和Fe的被覆层2 (以下有时称为Al-Fe系被覆层)。

另外，在上述被覆层2的表层部形成Cu含量为钢板基材的Cu含量以上的Cu浓化区域3，其结果，从被覆钢构件的表面到5.0μm深度的范围中的最大Cu含量相对于上述钢板基材的Cu含量为150％以上。

(A1)钢板基材的化学组成

本实施方式的被覆钢构件的钢板基材，由规定的化学组成构成。具体而言，由下述化学组成构成：以质量％计，含有C：0.25～0.65％、Si： 0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、N： 0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、 Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％、Cr：0～1.00％、V： 0～1.00％、Ca：0～0.010％、Al：0～1.00％、Sn：0～1.00％、W：0～1.00％、 Sb：0～1.00％、Zr：0～1.00％和REM：0～0.30％，余量为Fe和杂质。

各元素的限定理由如下所述。在此，钢板基材的化学组成是指被覆钢构件之中的、将表面的Al-Fe系被覆层、Cu浓化区域除外的部分(例如距钢板基材的表面为钢板基材的厚度的1/4的位置)的化学组成。以下，关于含量的％只要没有特别说明则为质量％。另外，夹着“～”而示出的范围包含其两端的值作为下限值及上限值。

C：0.25～0.65％

C是提高钢的淬火性、提高热压等的淬火后的被覆钢构件的强度的元素。可是，若C含量低于0.25％，则在淬火后的被覆钢构件中难以确保充分的强度(超过1.5GPa)。因此，C含量设为0.25％以上。C含量优选为 0.28％以上。

另一方面，若C含量超过0.65％，则淬火后的被覆钢构件的强度过高，临界氢量的降低变得显著。因此，C含量设为0.65％以下。C含量优选为 0.60％以下。

Si：0.10～1.00％

Si是为了提高钢的淬火性、且稳定地确保淬火后的强度而具有效果的元素。另外，Si是具有抑制钢板制造时的由Cu引起的热脆性、确保稳定的生产率的效果的元素。为了得到该效果，需要含有0.10％以上的Si。Si 含量优选为0.35％以上。

另一方面，若钢中的Si含量超过1.00％，则在热处理时，为了奥氏体相变而需要的加热温度显著变高。由此，存在热处理所需要的成本上升、热压加热时铁素体残留从而被覆钢构件的强度降低的情况。因此，Si含量设为1.00％以下。Si含量优选为0.60％以下。

Mn：0.30～1.00％

Mn是使淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的元素。特别是若Mn 含量超过1.00％，则临界氢量的降低变得显著。因此，Mn含量限制在1.00％以下。Mn含量优选限制在0.80％以下。

另一方面，Mn是为了提高钢的淬火性、为了稳定地确保淬火后的强度而非常有效果的元素。Mn是进一步降低Ac3点、促进淬火处理温度的低温化的元素。若Mn含量低于0.30％，则这些效果不充分，因此将Mn 含量设为0.30％以上。Mn含量优选为0.40％以上。

P：0.050％以下

P是使淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的元素。特别是，若P含量超过0.050％，则临界氢量的降低变得显著。因此，P含量限制在0.050％以下。P含量优选限制在0.005％以下。P越少越优选，因此可以为0％，但从成本的观点出发，可以设为0.001％以上。

S：0.0100％以下

S是使淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的元素。特别是，若S含量超过0.0100％，则临界氢量的降低变得显著。因此，S含量限制在0.0100％以下。S含量优选限制在0.0050％以下。S含量越少越优选，因此可以为 0％，但从成本的观点出发，可以设为0.0001％以上。

N：0.010％以下

N是使淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的元素。特别是，若N含量超过0.010％，则在钢中形成粗大的氮化物，临界氢量显著降低。因此， N含量设为0.010％以下。N含量的下限不需要特别限定，可以为0％，但将N含量设为低于0.0002％会招致制钢成本的增大，在经济上不优选。因此，N含量可以设为0.0002％以上，可以设为0.0008％以上。

Ti：0.010～0.100％

Ti是具有以下作用的元素：在将钢板加热到Ac3点以上的温度而实施热处理时，抑制再结晶、并且形成微细的碳化物从而抑制晶粒生长，由此使奥氏体粒成为细粒。因此，通过含有Ti，能得到被覆钢构件的临界氢量提高的效果。另外，Ti是通过与钢中的N优先地结合来抑制由BN的析出引起的B的消耗，促进由后述的B带来的淬火性提高的效果的元素。若 Ti含量低于0.010％，则不能够充分得到上述的效果。因此，Ti含量设为 0.010％以上。Ti含量优选为0.015％以上。

另一方面，若Ti含量超过0.100％，则TiC的析出量增加从而C被消耗，因此淬火后的被覆钢构件的强度降低。因此，Ti含量设为0.100％以下。Ti含量优选为0.080％以下。

B：0.0005～0.0100％

B具有即使是微量也显著提高钢的淬火性的作用，因此是重要的元素。另外，B是通过在晶界偏析而强化晶界从而使临界氢量提高的元素，是在钢板的加热时抑制奥氏体的晶粒生长的元素。若B含量低于0.0005％，则有不能够充分得到上述效果的情况。因此，B含量设为0.0005％以上。B 含量优选为0.0010％以上。

另一方面，若B含量超过0.0100％，则粗大的化合物较多地析出，被覆钢构件的临界氢量降低。因此，B含量设为0.0100％以下。B含量优选为0.0080％以下。

Nb：0.02～0.10％

Nb形成微细的碳化物，具有通过其细粒化效果而使钢的临界氢量提高的作用，因此是重要的元素。若Nb含量低于0.02％，则有不能够充分得到上述效果的情况。因此，Nb含量设为0.02％以上。Nb含量优选为0.03％以上。

另一方面，若Nb含量超过0.10％，则碳化物粗大化，被覆钢构件的临界氢量降低。因此Nb含量设为0.10％以下。Nb含量优选为0.08％以下。

Mo：0.10～1.00％

Mo是为了提高钢的淬火性、稳定地确保淬火后的被覆钢构件的强度而非常有效的元素。特别是通过与上述B复合含有，能得到淬火性提高的协同效应。若Mo含量低于0.10％，则这些效果不充分，因此将Mo含量设为0.10％以上。Mo含量优选为0.15％以上，更优选为0.20％以上。

另一方面，若Mo含量超过1.00％，则上述效果饱和，而且成本增加。另外，Mo具有使铁碳化物稳定化的作用，因此若Mo含量超过1.00％，则在钢板的加热时粗大的铁碳化物有溶解残留，有淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的情况。因此，Mo含量设为1.00％以下。Mo含量优选为 0.80％以下。

Cu：0.15～1.00％

Cu在钢材的表层浓化，具有减少在热压构件的制造中的加热时侵入的氢的作用，因此是非常重要的元素。另外，Cu是为了提高钢的淬火性、稳定地确保淬火后的被覆钢构件的强度而有效的元素。另外，Cu是在腐蚀环境中使耐蚀性提高的元素。为了得到上述的效果，Cu含量设为0.15％以上。优选为0.20％以上。

另一方面，若Cu含量超过1.00％，则上述效果饱和，而且成本增加。因此，Cu含量设为1.00％以下。Cu含量优选为0.80％以下。

Ni：0.05～0.25％

Ni是为了抑制钢板制造时的由Cu引起的热脆性、确保稳定的生产率而重要的元素。若Ni含量低于0.05％，则有不能够充分得到上述效果的情况。因此，Ni含量设为0.05％以上。Ni含量优选为0.10％以上。

另一方面，若Ni含量超过0.25％，则被覆钢构件的临界氢量降低。因此，Ni含量设为0.25％以下。Ni含量优选为0.20％以下。

在本实施方式的被覆钢构件中，为了提高淬火性、强度、临界氢量、脱氧性、耐蚀性，也可以除了上述的元素以外进一步含有选自下述所示的 Cr、V、Ca、Al、Sn、W、Sb、Zr和REM中的1种以上的元素。这些元素为任意元素，不需要必须含有，因此下限为0％。

Cr：0～1.00％

Cr是为了提高钢的淬火性、且稳定地确保淬火后的被覆钢构件的强度而有效的元素。因此，也可以含有Cr。为了得到上述效果，Cr含量优选为0.01％以上，更优选为0.05％以上，进一步优选为0.08％以上。

另一方面，若Cr含量超过1.00％，则上述效果饱和，而且成本增加。另外，Cr具有使铁碳化物稳定化的作用，因此若Cr含量超过1.00％，则在钢板的加热时粗大的铁碳化物有溶解残留，有淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低的情况。因此，含有的情况下的Cr含量设为1.00％以下。Cr 含量优选为0.80％以下。

V：0～1.00％

V是形成微细的碳化物，通过其细粒化效果、氢捕获效果而使钢材的临界氢量提高的元素。因此，也可以含有V。为了得到上述效果，优选含有0.01％以上的V，更优选含有0.10％以上的V。

另一方面，若V含量超过1.00％，则上述效果饱和，经济性降低。因此，含有的情况下的V含量设为1.00％以下。

Ca：0～0.010％

Ca是具有使钢中的夹杂物微细化、提高淬火后的被覆钢构件的临界氢量的效果的元素。因此，也可以含有Ca。在想要获得上述效果的情况下，优选将Ca含量设为0.001％以上，更优选设为0.002％以上。

另一方面，若Ca含量超过0.010％，则其效果饱和，而且成本增加。因此，含有的情况下的其含量设为0.010％以下。Ca含量优选为0.005％以下，更优选为0.004％以下。

Al：0～1.00％

Al是通常用作为钢的脱氧剂的元素。因此，也可以含有Al。为了得到上述效果，优选含有0.01％以上的Al。

另一方面，若Al含量超过1.00％，则上述效果饱和，经济性降低。因此，含有的情况下的Al含量设为1.00％以下。

Sn：0～1.00％

Sn是在腐蚀环境中使耐蚀性提高的元素。因此，也可以含有Sn。为了得到上述效果，优选含有0.01％以上的Sn。

另一方面，若Sn含量超过1.00％，则晶界强度降低，淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低。因此，含有的情况下的Sn含量设为1.00％以下。

W：0～1.00％

W是能够提高钢的淬火性、稳定地确保淬火后的被覆钢构件的强度的元素。因此，也可以含有W。另外，W是在腐蚀环境中使耐蚀性提高的元素。为了得到上述效果，优选含有0.01％以上的W。

另一方面，若W含量超过1.00％，则上述效果饱和，经济性降低。因此，含有的情况下的W含量设为1.00％以下。

Sb：0～1.00％

Sb是在腐蚀环境下使耐蚀性提高的元素。因此，也可以含有Sb。为了得到上述效果，优选将Sb含量设为0.01％以上。

另一方面，若Sb含量超过1.00％，则晶界强度降低，淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低。因此，含有的情况下的Sb含量设为1.00％以下。

Zr：0～1.00％

Zr是在腐蚀环境下使耐蚀性提高的元素。因此，也可以含有Zr。为了得到上述效果，优选将Zr含量设为0.01％以上。

另一方面，若Zr含量超过1.00％，则晶界强度降低，淬火后的被覆钢构件的临界氢量降低。因此，含有的情况下的Zr含量设为1.00％以下。

REM：0～0.30％

REM与Ca同样是具有使钢中的夹杂物微细化、提高淬火后的被覆钢构件的临界氢量的效果的元素。因此，也可以含有REM。在想要得到上述效果的情况下，优选将REM含量设为0.01％以上，更优选设为0.02％以上。

另一方面，若REM含量超过0.30％，则其效果饱和，而且成本增加。因此，含有的情况下的REM含量设为0.30％以下。REM含量优选为0.20％以下。

在此，REM是指Sc、Y和La、Nd等镧系元素的合计17种元素，REM 的含量是指这些元素的合计含量。REM例如使用Fe-Si-REM合金添加到钢液中，在该合金中包含例如La、Nd、Ce、Pr。

在本实施方式的被覆钢构件的化学组成中，除了上述元素以外、即剩余部分(余量)为Fe和杂质。

在此，所谓“杂质”是指在工业性地制造钢板时通过矿石、废料等原料、制造工序的各种因素而混入的成分，且是指在不对本实施方式的被覆钢构件的特性造成不良影响的范围内允许的成分。

化学组成能够通过以下的方法求出。

通过将从沿钢板基材的板厚方向距表面为板厚的1/4的位置利用ICP 等通常的方法进行元素分析而得到的含量进行平均而得到。

(A2)被覆层

本实施方式的被覆钢构件，在上述的钢板基材的表面具有含有Al和 Fe的被覆层(Al-Fe系被覆层)。在本实施方式中，Al-Fe系被覆层是以 Al和Fe为主体的被覆层，优选以平均组成计含有合计为70％以上的Al 和Fe。另外，Al-Fe系被覆层也称为皮膜、合金化镀层、金属间化合物层。 Al-Fe系被覆层，也可以除了Al、Fe以外，进一步含有Si、Mg、Ca、Sr、Ni、Cu、Mo、Mn、Cr、C、Nb、Ti、B、V、Sn、W、Sb、Zn、Co、In、 Bi、REM，余量为杂质。

被覆层的厚度没有特别限定，但优选为5～50μm。

Al-Fe系被覆层中的Al、Fe、Si等的含量，通过从被覆钢构件的表面(即被覆层的表面)沿厚度方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)而求出。具体而言，在距被覆钢构件的宽度方向端部为板宽(短边)的大致1/4 的位置处，从被覆钢构件的表面沿钢构件的厚度方向(钢板基材的板厚方向)进行GDS(辉光放电发射光谱分析)，求出Al、Fe、Si等的含量。

在本实施方式中，所谓Al-Fe系被覆层是指，从被覆钢构件的表面以 GDS进行测定时，Fe低于95质量％的区域。另外，所谓钢板基材是指Fe 为95质量％以上的区域。即，在本实施方式的被覆钢构件中，具有Fe含量从表面朝向钢板基材增加的倾向，因此在厚度方向上进行GDS(辉光放电发射光谱分析)时，将直到Fe成为95质量％为止的范围视为被覆层，将Fe成为95质量％的位置视为被覆层与钢板基材的界面，将其以后的部分判断为钢板基材。

(A3)从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量

本实施方式的被覆钢构件，在上述的Al-Fe系被覆层的表层具有Cu 浓化区域，从被覆钢构件的表面(如果被覆层在最表面，则也是被覆层的表面)沿深度方向(钢构件的厚度方向)直到5.0μm为止的范围中的最大 Cu含量，相对于钢板基材的Cu含量为150％以上。

在本实施方式中，Cu浓化区域是指，从被覆钢构件的表面起沿厚度方向以GDS进行测定时，相对于钢板基材的Cu含量为100％以上的Cu含量的区域。在本实施方式的被覆钢构件中，在例如从表面到10.0μm以上的深度的范围形成Cu浓化区域，特别是从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量相对于钢板基材的Cu含量为150％以上。

通过如上述那样控制被覆层的表层部的Cu含量，侵入到被覆钢构件中的氢量降低，耐氢脆性提高。若没有Cu浓化区域且从表面起到5.0μm 深度为止的范围中的最大Cu含量相对于钢板基材中所含的Cu含量为低于 150％，则侵入的氢量未充分降低，存在氢脆化裂纹的风险。优选从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量相对于所述钢板基材的Cu含量为180％以上，更优选为200％以上。

从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量的上限没有特别规定，相对于钢板基材中所含的Cu含量可以浓化至1000％。

从被覆钢构件的表面到5.0μm深度的范围中的最大Cu含量，通过从被覆钢构件的表面沿被覆钢构件的厚度方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)而求出。具体而言，在距被覆钢构件的宽度方向端部为板宽(短边) 的大致1/4的位置处，从被覆钢构件的表面沿厚度方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)，求出从被覆钢构件的表面到5.0μm深度的范围中的最大Cu含量。进行5次该测定，将各测定中所得到的最大Cu含量的平均值作为从被覆钢构件的表面到5.0μm深度的范围中的最大Cu含量。在对被覆钢构件实施了涂装的情况下，仅除去涂膜部分，进行GDS。

(A4)钢板基材的内部组织

本实施方式的被覆钢构件的钢板基材的内部组织(金属组织)，是高强度的马氏体成为主体的组织。优选以面积分率计70％以上为马氏体。更优选80％以上为马氏体。

钢板基材的内部组织，也有时作为马氏体以外的剩余部分(余量)而含有残余奥氏体、贝氏体、铁素体、珠光体。马氏体也包括回火马氏体、自回火马氏体。自回火马氏体是指不进行用于回火的热处理而在淬火时的冷却中生成的回火马氏体，是通过伴随马氏体相变的自发热，产生的马氏体就地被回火而生成的。

钢板基材的内部组织能够通过以下的方法进行判断。

马氏体(包括回火马氏体、自回火马氏体在内)的面积分率利用透射型电子显微镜(TEM)及附属于TEM的电子射线衍射装置进行测定。从钢构件的板宽1/4部且钢板基材的板厚1/4部切出测定试样，作为TEM观察用的薄膜试样。薄膜试样是从与轧制方向正交的方向的截面切出的。另外，TEM观察的范围以面积计设为400μm²的范围。利用薄膜试样的电子射线衍射图案，能够区别作为体心立方晶格的马氏体、贝氏体和作为面心立方晶格的残余奥氏体。然后，利用衍射图案找出马氏体和贝氏体中的铁碳化物(Fe₃C)，观察其析出形态，由此分别测定马氏体和贝氏体的组织分率。具体而言，若析出形态为3方向析出，则判断为马氏体，若析出形态为1方向的限定析出，则判断为贝氏体。通过TEM测定的马氏体和贝氏体的组织分率以面积％的形式进行测定，但本实施方式的被覆钢构件由于钢板基材的金属组织具有各向同性，因此能够将面积分率的值原样不变地置换为体积分率。为了判别马氏体和贝氏体而观察碳化物，但在本实施方式中，碳化物是不包含在组织的体积分率中的。

作为剩余部分的组织存在铁素体或珠光体的情况下，能够用光学显微镜或扫描型电子显微镜容易地确认。具体而言，从钢构件的板宽1/4部且钢板基材的板厚1/4部切出测定试样，作为观察用的试样。试样是从与轧制方向正交的方向的截面切出的试样。另外，显微镜的观察范围以面积计设为40000μm²的范围。将切出的试样进行机械研磨，接着进行镜面精加工。接着，通过利用硝酸乙醇腐蚀液进行腐蚀，使铁素体和珠光体显现，并对其进行显微镜观察，来确认铁素体或珠光体的存在。将铁素体和渗碳体交替地层状排列的组织判别为珠光体。判别为渗碳体以粒状析出的贝氏体。

(A5)被覆钢构件的特性

本实施方式的被覆钢构件，通过如上述那样控制Al-Fe系被覆层的表层，加热炉内的被覆钢板等的钢材的表面的、从H₂O向氢原子的乖离被抑制，向钢材中侵入的氢量降低。另外，本实施方式的被覆钢构件，不仅侵入的氢量少，而且通过如上述那样控制化学组成、内部组织，钢材的临界氢量大。因此，抗拉强度为超过1.5GPa的高强度，并且耐氢脆性优异。

在本实施方式中，侵入的氢量通过升温氢分析采用以100℃/小时升温直到300℃为止所得到的扩散性氢量来评价。例如，将被覆钢板在大气中的水分不同、即露点不同的条件下加热，热压后切出试验片，通过利用气相色谱法的升温氢分析来评价。

在本实施方式的被覆钢构件中，关于侵入的氢量，如果是露点为30℃ 以下的气氛下，则能得到0.30质量ppm以下这样的少的扩散氢量(He)。以下关于氢量的ppm，只要没有特别说明就为质量ppm。

另外，在本实施方式中，临界氢量通过在上述那样的露点不同的条件下进行热压、其后赋予应力来评价。例如将被覆钢板在露点不同的条件下加热，热压成U字形状，将这样得到的U形弯曲试验片以屈服强度以下的应力(例如抗拉强度的60％)紧固放置的结果，观察裂纹的有无，采用在未发生开裂的临界的露点下的上述氢量来评价。

本实施方式的被覆钢构件，能获得以下优异的临界氢量：当抗拉强度低于2.1GPa时，为0.30ppm以上；当抗拉强度为2.1GPa以上且低于 2.5GPa时，为0.25ppm以上；当抗拉强度为2.5GPa以上时，为0.20ppm 以上。

关于被覆钢构件的形状，没有特别限定。即，可以是平板，可以是成形体。热成形的被覆钢构件，在多数情况下为成形体，在本实施方式中，将为成形体的情况、为平板的情况都包括在内，称为“被覆钢构件”。另外，被覆钢构件也可以是强度根据部位而不同的定制属性材料(tailored property material)。

(B)被覆钢板

接着，对本实施方式的被覆钢板进行说明。本实施方式的被覆钢板适合作为上述的本实施方式的被覆钢构件的原材料。

本实施方式的被覆钢板，如图2所示，具有：由规定的化学组成构成的钢板11；上述钢板的表面上的含有Al的被覆层12(以下有时称为Al 系被覆层)；和形成于上述钢板11与上述被覆层12(Al系被覆层)之间的边界部13。

而且，本实施方式的被覆钢板，Al系被覆层与钢板之间的边界部中的最大Cu含量为钢板中的平均Cu含量的80％以上。

(B1)钢板的化学组成

构成被覆钢板的钢板的化学组成的范围与上述被覆钢构件中的钢板基材的化学组成相同，其限定理由也同样。在此，钢板的化学组成是指被覆钢板之中的、将表面的Al系被覆层、以及Al系被覆层与钢板之间的边界部除外的部分的化学组成。例如，通过将沿板厚方向距钢板的表面为板厚的1/4的位置作为代表位置，在该位置采用ICP等一般的方法进行元素分析而得到。

(B2)被覆层

本实施方式的被覆钢板，在钢板的表面具有含有Al的被覆层(Al系被覆层)。所谓Al系被覆层是以Al为主体的被覆层，优选以平均组成计含有40％以上的Al。Al系被覆层也称为被膜、镀层。Al系被覆层，也可以除了Al以外，进一步含有Si、Fe、Mg、Ti、Zn、Sb、Sn、Ni、Cu、 Co、In、Bi、Ca、REM，余量为杂质。一般地，包含10质量％左右的Si 的情况较多。

被覆层的种类不被限定。例如为通过热浸镀、电镀或喷镀等而形成的被覆层。

被覆层的厚度没有特别限定，但优选为5～50μm。

(B3)边界部

在本实施方式的被覆钢板中，被覆层与钢板的边界部中的最大Cu含量为钢板的Cu含量(平均含量)的80％以上。

若被覆钢板的边界部中的最大Cu含量低于钢板的Cu含量的80％，则在对该被覆钢板进行热压而得到的被覆钢构件中，从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量变低。在该情况下，侵入的氢量未充分降低，存在氢脆化裂纹的风险。

被覆层与钢板的边界部中的最大Cu含量优选为钢板的Cu含量(平均含量)的100％以上，更优选为120％以上。

边界部中的最大Cu含量的上限没有特别规定，也有时相对于钢板的 Cu含量为150％。在本实施方式中，所谓边界部是指，在距被覆钢板的宽度方向端部为板宽(短边)的大致1/4的位置处，从被覆钢板的表面起沿板厚方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)，Fe为85质量％以上且低于95质量％的区域。另一方面，将Fe低于85质量％的区域视为被覆层，将Fe为95质量％以上的区域视为钢板。

边界部，在钢板表面形成Al系被覆层时形成。

边界部中的最大Cu含量能够如以下那样求出。

边界部中的最大Cu含量，通过从被覆钢板的表面沿钢板的板厚方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)而求出。具体而言，在距被覆钢板的宽度方向端部为板宽(短边)的大致1/4的位置处，从被覆钢板的表面(即被覆层的表面)沿板厚方向进行GDS(辉光放电发射光谱分析)，将Fe 为85质量％以上且低于95质量％的区域视为边界部，求出该边界部的范围中的最大Cu含量。进行5次该测定，将各测定中所得到的最大Cu含量的平均值作为边界部中的最大Cu含量。

钢板的Cu含量，通过对通过从沿板厚方向距钢板的表面为板厚的1/4 的位置利用ICP等一般的方法进行元素分析而得到的含量进行平均而得到。

(B4)钢板的内部组织

本实施方式的被覆钢板具备的钢板的内部组织(金属组织)不被限定，但为铁素体、珠光体的情况较多。在后述的制造方法的条件内，也有时含有贝氏体、马氏体、残余奥氏体。上述马氏体也包括回火马氏体、自回火马氏体。自回火马氏体是指不进行用于回火的热处理而在淬火时的冷却中生成的回火马氏体，是通过伴随马氏体相变的自发热，产生的马氏体就地被回火而生成的。钢板的内部组织是指将上述的边界部除外的钢板的组织。

钢板的内部组织能够通过与上述钢板基材的内部组织同样的方法进行判断。

接着，对被覆钢板、被覆钢构件的制造方法进行说明。

(C)被覆钢板的制造方法

本实施方式的被覆钢板能够通过使用包含以下所示的工序的制造方法来制造。

制造方法

(i)板坯准备工序，熔炼具有上述的化学组成的钢，进行铸造而制造板坯；

(ii)热轧工序，对得到的板坯实施热轧而制成热轧钢板；

(iii)卷取工序，卷取热轧钢板；

(iv)根据需要进行的热轧板退火工序，对卷取工序后的热轧钢板进行退火；

(v)根据需要进行的冷轧工序，对卷取工序后或热轧板退火工序后的热轧钢板进行去氧化皮并进行冷轧而制成冷轧钢板；

(vi)根据需要进行的退火工序，对热轧钢板或冷轧钢板进行退火而制成退火钢板；

(vii)被覆工序，对热轧钢板、冷轧钢板或退火钢板实施Al系被覆而制成被覆钢板。

以下，对各工序进行说明。

<板坯准备工序>

在板坯准备工序中，通过熔炼具有上述化学组成的钢并进行铸造来制造供于热轧的板坯。例如能够使用利用转炉或电炉等熔炼上述化学组成的钢水并通过连续铸造法制造的板坯。也可以采用铸锭法、薄板坯铸造法等代替连续铸造法。

<热轧工序>

在热轧工序中，将板坯加热，进行粗轧后，根据需要进行去氧化皮，最后进行精轧。对于热轧条件没有限定。

<卷取工序>

在卷取工序中，将例如热轧后的热轧钢板在800℃以下的温度域进行卷取。若卷取温度超过800℃，则在相变几乎未进行的范围内被卷取，在卷材内进行相变，因此有卷材形状变得不良的情况，故不优选。

<热轧板退火工序>

热轧板退火工序可以未必进行，但在进行的情况下，对热轧钢板在例如氮气为80体积％以上的气氛、大气气氛中、在450～800℃实施5小时以上的退火。

<冷轧工序>

在冷轧工序中，对热轧板退火工序后的热轧钢板(或者，在不进行热轧板退火工序的情况下，为卷取工序后的热轧钢板)进行去氧化皮，并进行冷轧而制成冷轧钢板。去氧化皮和冷轧可以未必进行，但在进行冷轧的情况下，从确保良好的平坦性的观点出发，冷轧中的累积压下率优选设为 30％以上。另一方面，为了避免载荷过大，冷轧中的累积压下率优选设为 80％以下。

去氧化皮的方法没有特别限定，但优选设为酸洗。另外，在进行酸洗的情况下，优选将条件设为盐酸或硫酸酸洗来仅除去铁氧化皮。

<退火工序>

在被覆前的退火工序中，根据需要，对热轧钢板或冷轧钢板在700～ 950℃的温度域实施退火而制成退火钢板。

<被覆工序>

在被覆工序中，实施Al系被覆，在钢板(热轧钢板、冷轧钢板或退火钢板)的表面形成Al系被覆层，制成被覆钢板。关于Al系被覆的方法，并不特别限定，能够采用以热浸镀法为首的电镀法、真空蒸镀法、复合(包覆：clad)法、喷镀法等。在工业上最普及的是热浸镀法。

在进行热浸镀的情况下，为了使钢板与被覆层的边界部中的最大Cu 含量相对于钢板的Cu含量为80％以上，在通过浸渍于600℃以上的Al系镀浴而形成Al系被覆层后，以低于30℃/秒的平均冷却速度冷却到200℃ 以下。此时，钢板中所含的Cu扩散至与Al系被覆层的边界部，能够使边界部中的最大Cu含量相对于钢板的Cu含量为80％以上。

若浴温低于600℃，则镀敷的润湿性不充分，存在出现变得被覆不良的区域的情况。若冷却停止温度超过200℃，则其以下的温度域的冷却速度成为30℃/秒以上，存在边界部中的最大Cu含量相对于钢板的Cu含量为低于80％的情况。若平均冷却速度为30℃/秒以上，则钢板中所含的Cu 向与Al系被覆层的边界部的扩散不充分，存在边界部中的最大Cu含量相对于钢板的Cu含量为低于80％的情况。

优选将平均冷却速度设为低于15℃/秒。在该情况下，Cu的扩散被进一步促进。

另外，在进行热浸镀的情况下，在镀浴中除了Al以外作为杂质混有Fe的情况较多。另外，只要含有70质量％以上的Al，则在镀浴中也可以除了上述的元素以外进一步含有Si、Ni、Mg、Ti、Zn、Sb、Sn、Cu、Co、 In、Bi、Ca、混合稀土金属(misch metal)等。

在进行热浸镀的情况下，可以将退火工序后的退火钢板冷却到室温后，再次升温到镀浴温度附近的650～750℃后进行镀敷，也可以在退火后冷却到镀浴温度附近的650～750℃，不暂且冷却到室温而进行热浸镀。

对于Al系被覆层的前处理、后处理，并不特别限定，能够进行预涂、溶剂涂布、合金化处理、调质轧制等。特别是，作为后热处理来进行合金化会使边界部的Cu含量增加，因此是所希望的。在进行合金化的情况下，作为后热处理，例如优选进行在450～800℃保持180秒以上的退火。若加热温度低于450℃或保持时间低于180秒，则Cu的扩散慢，几乎得不到使边界部的Cu含量增加的效果。另一方面，若加热温度超过800℃，则会产生形状不良等，而且根据其后的冷却速度，有时被覆钢板的硬度过度地上升，难以卷取成卷材形状，因此并不希望。

保持时间的条件没有限定，但优选设为900秒以下。

另外，调质轧制对于形状调整等有用，在被覆工序之后或后热处理工序之后可以进行例如0.1～0.5％的压下。

(D)被覆钢构件的制造方法

接着，对本实施方式的被覆钢构件的制造方法进行说明。

通过对如上述那样制造的被覆钢板实施后述的热处理，能够得到在 Al-Fe系被覆层的表层形成Cu浓化区域、且从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量为钢板基材的Cu含量的150％以上的本实施方式的被覆钢构件。

<热处理工序>

热处理条件是将例如采用上述方法得到的被覆钢板以1.0～100℃/秒的升温速度加热到Ac3点～(Ac3点+300)℃，以上临界冷却速度以上的平均冷却速度冷却到Ms点以下的条件。

若升温速度低于1.0℃/秒，则热处理的生产率降低，因此不优选。另一方面，若升温速度超过100℃/秒，则成为混晶组织，临界氢量降低，因此不优选。

另外，若热处理温度低于Ac3点，则在冷却后铁素体残存，强度不足，因此不优选。另一方面，若热处理温度超过Ac3点+300℃，则组织粗粒化，临界氢量降低，因此不优选。

上临界冷却速度是指在组织中不使铁素体、珠光体析出，使奥氏体过冷而生成马氏体的最小的冷却速度，若以低于上临界冷却速度的平均冷却速度进行冷却，则生成铁素体、珠光体，强度不足。

在加热时，可以在加热温度的±10℃以内的范围进行1～300秒的保持。另外，在冷却后，也可以为了调整钢构件的强度而进行在100～600℃左右的温度范围中的回火处理。

Ac3点、Ms点和上临界冷却速度采用以下方法测定。

从具有与本实施方式的钢构件相同的化学组成的钢板切出宽度 30mm、长度200mm的长方形试验片，将该试验片在氮气氛中以10℃/秒的升温速度加热到1000℃，在该温度保持5分钟后，以各种冷却速度冷却到室温。关于冷却速度的设定，从1℃/秒到100℃/秒以10℃/秒的间隔设定。通过测定该时的加热、冷却中的试验片的热膨胀变化，来测定Ac3点和Ms点。另外，以上述的冷却速度冷却了的各试验片中，未发生铁素体相的析出的最低的冷却速度作为上临界冷却速度。

在此，在上述一系列的热处理时，也可以在加热到Ac3点～(Ac3点 +300)℃的温度域后冷却到Ms点的期间，也就是说在实施以上临界冷却速度以上来进行冷却的工序的同时，实施热压之类的热成形。作为热成形，可举出弯曲加工、拉深成形、胀形成形、扩孔成形、及凸缘成形等。另外，如果具备在成形的同时或在其后紧接着对钢板进行冷却的机构，则也可以将本发明应用于压制成形以外的成形法、例如辊轧成形。要是遵循上述的热过程的话，也可以反复实施热成形。

如上所述，在本实施方式中，将进行热成形而成为成形体的构件、仅实施热处理而成为平板的构件均包括在内而称为“被覆钢构件”。

另外，也可以对钢材的一部分进行热成形或热处理，得到具有强度不同的区域的被覆钢构件。

上述的一系列的热处理能够采用任意的方法来实施，例如可以通过高频加热淬火、通电加热、红外线加热、炉加热来实施。

实施例

以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明并不被这些实施例限定。

首先，在制造被覆钢板及被覆钢构件时，熔炼具有表1A、表1B所示的化学组成的钢，得到热轧用的板坯。

<实施例1>

对得到的板坯实施热轧，在800℃以下的温度下卷取，制成厚度2.7mm 的热轧钢板。得到的热轧钢板之中，S31、S32、S33为热轧态，未进行热轧板退火、冷轧、退火。另外，S28、S29、S30，在加热温度700℃、12 小时的条件下进行了热轧板退火，但未进行冷轧、退火。

关于S25、S26、S27，对热轧后的热轧钢板实施冷轧，制成厚度1.6mm 的冷轧钢板。未对冷轧钢板进行退火。

关于上述以外的，对热轧后的热轧钢板实施冷轧，制成厚度1.0～1.6mm 的冷轧钢板后，在加热温度750℃的条件下进行了退火。

对得到的热轧钢板、冷轧钢板、退火钢板实施镀Al，得到具有Al系被覆层的被覆钢板。在镀敷工序中，将钢板浸渍于680℃的、含有10质量％的Si、2质量％的Fe、且余量为Al和杂质的Al镀浴后，以表2A、表 2B中所示的平均冷却速度冷却到表2A、表2B中所示的温度，进行卷取。关于S34～S39，对于镀Al后的Al系被覆钢板，作为后热处理，进行在表 2A、表2B中所示的温度保持240秒钟的退火。关于S34，进一步以0.2％的压下率进行调质轧制来调整了形状。

被覆钢板的、在钢板的板厚方向上距表面为板厚的1/4的位置的化学组成与板坯的化学组成同样。

另外，被覆层的厚度为25～35μm。

<钢板与被覆层之间的边界部中的最大Cu含量>

切取所得到的被覆钢板，从被覆钢板的表面起沿板厚方向进行GDS，调查了Cu含量、Fe含量。关于GDS的测定，在距被覆钢构件的宽度方向端部为板宽(短边)的1/4的位置处随机地进行5点的测定。测定的结果，将Fe为85质量％以上且低于95质量％的区域作为边界部，求出该边界部中的最大Cu含量。测定进行5次，使用它们的平均值来作为钢板与被覆层的边界部中的最大Cu含量。另外，算出了该边界部的最大Cu含量与钢板的Cu含量之比(边界部的Cu比)。

将评价结果示于表2A、表2B。

表2A

表2B

如表2A、表2B所示，满足本发明范围的发明例S1～S39，得到了具有规定的化学组成、组织的被覆钢板。另一方面，不满足本发明范围的比较例s1～s46，化学组成和边界部的Cu比中的至少一项未得到满足。

<实施例2>

对在实施例1中制造的被覆钢板之中的、边界部具有表3A、表3B中所示的最大Cu含量、Cu含量比的被覆钢板实施热处理，即，将其在表3A、表3B中所示的露点、升温速度、加热温度的条件下加热，在加热温度的 ±10℃以内的范围保持60秒钟，以表3A、表3B中所示的平均冷却速度冷却到Ms点以下，从而得到了平板形状的被覆钢构件。

在被覆钢构件的钢板基材的板厚方向上距表面为板厚的1/4的位置的化学组成与板坯的化学组成同样。

被覆钢构件的金属组织，在发明例中马氏体为80面积％以上。另一方面，关于m3、m4、m5、m16，马氏体低于80面积％。

另外，被覆层的厚度为25～35μm。

切取所得到的被覆钢构件，采用以下的方法进行GDS(辉光放电发射光谱分析)、拉伸试验、升温氢分析试验，评价了从表面起5.0μm的范围内的最大Cu含量、抗拉强度、侵入的氢量(He)。将评价结果示于表3A、表3B。

<从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量>

从被覆钢构件的表面起沿板厚方向进行GDS，调查了Cu含量。关于 GDS的测定，在距被覆钢构件的宽度方向端部为板宽(短边)的1/4的位置处随机地进行5点的测定。测定的结果，求出从被覆钢构件的表面到 5.0μm深度的范围中的最大Cu含量。测定进行5次，使用它们的平均值作为最大Cu含量。另外，也算出了从表面起到5.0μm深度为止的范围中的最大Cu含量与钢板基材的Cu含量之比(Cu浓化比(％))。

<抗拉强度>

拉伸试验依据ASTM标准E8的规定实施。将被覆钢构件的均热部位 (距离端部为50mm以上的部位)磨削到1.2mm厚之后，以试验方向与轧制方向平行的方式制取了ASTM标准E8的半尺寸(half size)板状试验片 (平行部长度：32mm、平行部板宽：6.25mm)。然后，以3mm/分钟的应变速度进行室温拉伸试验，测定了抗拉强度(最大强度)。在本实施例中，将具有超过1500MPa的抗拉强度的情况评价为具有高的强度。

<侵入的氢量(He)＞

进行被覆钢构件的升温氢分析，测定了侵入的氢量。被覆钢构件在热处理后冷却至-10℃以下而冷冻，使用其在升温氢分析中以100℃/小时升温直到300℃为止所释放的扩散性氢量，来评价被覆钢构件的侵入的氢量 (He)。

<临界氢量Hc>

从作为上述的平板的被覆钢构件的原材料使用的被覆钢板制取 100mm×30mm尺寸的U形弯曲用长方形试验片，以成为与对上述的平板形状的被覆钢构件进行了的热处理条件同等的热处理条件的方式加热及在 U形弯曲模具中一边冷却一边加工成U字形状，对成形为U字形状的试验片赋予应力，调查了未产生开裂的临界的氢量。具体而言，对U字试验片赋予0.6×TS的应力后放置于室温环境，观察最长一星期为止的开裂情况。根据未产生开裂的最高的露点来得到、也就是说采用最大的氢量来作为被覆钢构件的临界氢量(Hc)。将评价结果示于表3A、表3B。

在本实施例中，在关于Hc，当抗拉强度低于2.1GPa时为0.30ppm以上、当抗拉强度为2.1GPa以上且低于2.5GPa时为0.25ppm以上、当抗拉强度为2.5GPa以上时为0.20ppm以上、而且侵入的氢量He低于0.30 ppm且低于临界氢量Hc的情况下，评价为耐氢脆性优异。

表3A

表3B

如表3A、表3B所示，满足本发明范围的发明例M1～M42，组织、特性均为良好的结果，但是，不满足本发明范围的比较例m1～m37，化学组成、或Cu向表层的浓化不充分，强度和耐氢脆性中的至少一项差。

产业上的可利用性

根据本发明，能够得到耐氢脆性优异的高强度的被覆钢构件和钢板。本发明的被覆钢构件特别适合作为汽车的骨架部件使用。本发明的钢构件由于具有高强度且耐氢脆性优异，因此在应用于汽车部件的情况下有助于燃料经济性和碰撞安全性的提高。

附图标记说明

1 钢板基材

2 含有Al和Fe的被覆层(Al-Fe系被覆层)

3 Cu浓化区域

11 钢板

12 含有Al的被覆层(Al系被覆层)

13 边界部

Claims

1.一种被覆钢构件，其特征在于，具有：

钢板基材；和

形成于所述钢板基材的表面且含有Al和Fe的被覆层，

所述钢板基材由下述化学组成构成：以质量％计，含有

C：0.25～0.65％、

Si：0.10～1.00％、

Mn：0.30～1.00％、

P：0.050％以下、

S：0.0100％以下、

N：0.010％以下、

Ti：0.010～0.100％、

B：0.0005～0.0100％、

Nb：0.02～0.10％、

Mo：0.10～1.00％、

Cu：0.15～1.00％、

Ni：0.05～0.25％、

Cr：0～1.00％、

V：0～1.00％、

Ca：0～0.010％、

Al：0～1.00％、

Sn：0～1.00％、

W：0～1.00％、

Sb：0～1.00％、

Zr：0～1.00％、和

REM：0～0.30％，

余量为Fe和杂质，

2.一种被覆钢板，其特征在于，具有：

钢板；

在所述钢板的表面上的含有Al的被覆层；和

形成于所述钢板与所述被覆层之间的边界部，

所述钢板由下述化学组成构成：以质量％计，含有

C：0.25～0.65％、

Si：0.10～1.00％、

Mn：0.30～1.00％、

P：0.050％以下、

S：0.0100％以下、

N：0.010％以下、

Ti：0.010～0.100％、

B：0.0005～0.0100％、

Nb：0.02～0.10％、

Mo：0.10～1.00％、

Cu：0.15～1.00％、

Ni：0.05～0.25％、

Cr：0～1.00％、

V：0～1.00％、

Ca：0～0.010％、

Al：0～1.00％、

Sn：0～1.00％、

W：0～1.00％、

Sb：0～1.00％、

Zr：0～1.00％、和

REM：0～0.30％，

余量为Fe和杂质，

3.一种被覆钢板的制造方法，其特征在于，具备：

板坯准备工序，熔炼由以质量％计含有C：0.25～0.65％、Si：0.10～1.00％、Mn：0.30～1.00％、P：0.050％以下、S：0.0100％以下、N：0.010％以下、Ti：0.010～0.100％、B：0.0005～0.0100％、Nb：0.02～0.10％、Mo：0.10～1.00％、Cu：0.15～1.00％、Ni：0.05～0.25％、Cr：0～1.00％、V：0～1.00％、Ca：0～0.010％、Al：0～1.00％、Sn：0～1.00％、W：0～1.00％、Sb：0～1.00％、Zr：0～1.00％和REM：0～0.30％且余量为Fe和杂质的化学组成构成的钢，并将所述钢进行铸造而得到板坯；

热轧工序，对所述板坯实施热轧而制成热轧钢板；

卷取工序，卷取所述热轧钢板；

被覆工序，通过将所述热轧钢板、所述冷轧钢板或所述退火钢板浸渍于浴温为600℃以上的Al系镀浴中来形成Al系被覆层，其后，以低于30℃/秒的平均冷却速度冷却到200℃以下。

4.根据权利要求3所述的被覆钢板的制造方法，其特征在于，

进一步具备将通过所述被覆工序得到的被覆钢板在450～800℃的温度域进行退火的后热处理工序。

5.一种被覆钢构件的制造方法，其特征在于，具备：

热轧工序，对所述板坯实施热轧而制成热轧钢板；

卷取工序，卷取所述热轧钢板；

被覆工序，通过将所述热轧钢板、所述冷轧钢板或所述退火钢板浸渍于浴温为600℃以上的Al系镀浴中来形成Al系被覆层，其后，以低于30℃/秒的平均冷却速度冷却到200℃以下而制成被覆钢板；和

热处理工序，将所述被覆钢板在露点为30℃以下的气氛下以1.0～100℃/秒的升温速度加热到Ac3点～(Ac3点+300)℃，其后，以上临界冷却速度以上进行冷却到Ms点以下。

6.根据权利要求5所述的被覆钢构件的制造方法，其特征在于，

在所述被覆工序后进一步具备将所述被覆钢板在450～800℃的温度域进行退火的后热处理工序。