CN1170954C - 钢板、热镀钢板和合金化热镀钢板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

通过热轧基体钢然后在该基体钢被附着黑锈皮时在650-950℃的温度范围内，并在大体上不引起还原的气氛中进行热处理，本发明能在钢板的铁基体表面层部分形成内部氧化物层并且与钢化学成分或生产历史无关，或甚至当在热镀前的再结晶退火中使用辐射管等辐射式加热装置，因此给用于热镀的钢板优良的热镀特性和转化处理特性。

Description

钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板的制备方法
技术领域
本发明涉及适用于用在汽车部件及相似物品上的钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板及其制备方法，特别是本发明有利于提高热镀性及转化处理性。
技术背景
近来，在汽车零部件中从减轻车体重量和提高可靠性及安全性的角度出发，人们有意于增强其强度。同时，要求改善其可成型性。
这种趋势也存在于热镀钢板和合金化热镀钢板例如经常被用于汽车业的镀锌钢板和合金化镀锌钢板，并随之提出了许多增强这些钢板强度的方法。
例如，JP-A-59-193221披露的一种增强钢板强度的方法是通过添加相当大量的固溶体强化元素如Si或Mn等。
然而在此方法中由于添加大量的Si或Mn引起了其他一些问题，例如由于表面富集Si或Mn造成的热镀性下降(钢板上形成未被热镀部分或出现裸点)及转化处理性能下降(未形成作为内涂层处理而涂敷于冷轧钢板表面的化学转化涂层如磷酸锌等)，因此得到的钢板不能投入实际应用。
同时，在JP-A-5-339643中披露了具有改进了深冲性的高强度冷轧钢板和高强度镀锌钢板，是通过在热精整温度不低于500℃但在Ar3转变点以下经受α区域润滑轧制得到的。
通过这种方法，的确可以获得良好的深冲性，但是在镀锌时无法避免热镀特性的下降。
作为解决上述问题的对策，披露的一种方法是使钢板在高氧气分压下被强制氧化并被还原和热镀(JP-A-55-122865)，还披露了一种方法是在热镀前先进行预镀(JP-A-58-104163)等。然而，在这些方法中，对热处理中的表面氧化的控制是不充分的，因此不能按照钢的化学成分和热镀条件始终获得稳定的热镀特性和转化处理特性，同时额外的工艺过程增加了生产费用。
此外，JP-A-9-310163披露的一种方法是，为了改进上述提到的热镀特性下降，在热轧后进行高温盘卷以便在钢板晶粒界面中或钢板基质表面层部分晶粒内部形成氧化物或形成内部氧化层。
这种形成内部氧化层的方法对于防止裸点的发生是一种非常有用的方法。
然而，在上述方法中，根据钢的种类和生产历史不能确保足够的内部氧化层，因此仍旧存在的问题是未必能获得满意水平的优良热镀特性和转化处理特性。
特别是，在热镀前的再结晶退火是在一辐射加热系统中如辐射管等中进行时这一趋势更明显。
此外，当加热系统为直接加热系统时，内部氧化层在退火过程中稍微被强化，因此与辐射式加热系统相比较这些特性被提高了，但是很难稳定形成想要的内部氧化层。
近来，作为汽车零部件的一部分，是用热轧钢板代替传统的冷轧钢板。
在该热轧钢板中不要求冷轧钢板中的再结晶退火，因此可认为主要在再结晶退火中产生的Si或Mn表面富集和由于这种表面富集导致的问题变少了。
然而，当对实际的热轧钢板进行热镀特性和转化处理特性检验时，没有获得足够满意的结果。
本发明对于解决上述问题是有利的。
即，本发明的第一个目的是提出当被用作热轧钢板时能够稳定的显现出具有优良热镀特性和转化处理特性的钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板并提出了一种具有优势的生产方法。
同样，本发明的第二个目的是提出了当被用作冷轧钢板时和甚至当在热镀处理前的再结晶退火中使用辐射式加热方式如辐射管等时，能够稳定的显现出具有与生产历史和钢化学组成无关的优良热镀特性和转化处理特性的钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板，并提出了一种具有优势的生产方法。
更进一步，本发明的第三个目的是提出钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板，它们具有优良的热镀特性和转化处理特性，并且就冷轧钢板而论具有一种优良的可加工性特别是改进了冷轧钢板的可加工性，并提出了一种具有优势的生产方法。
另外，用在本发明中的“转化处理特性”意指当钢板被用作汽车零部件时具有可形成化学转化层如磷酸锌等的能力。
发明的公开
如上所述，当大量的Si或Mn被添加时产生热镀特性和转化处理特性下降的原因是退火中的Si或Mn表面富集(Si或Mn在退火时被选择性的氧化从而大量的出现在表面)。
同时，在热轧钢板中已经阐明了除了前面提及的热镀锌前加热过程中Si或Mn的表面富集外，一个基本的原因存在于酸洗后热轧钢板表面残存有Si、Mn、P等氧化物。此原因被认为应归因于这样一个事实，即Si、P氧化物等和它们与铁的复合氧化物几乎不能在酸洗中被溶解。
因此，作为一个以上问题的解决方法，认为将铁基质的最外表面层转化为含有较少量固溶体元素如Si、Mn等的铁质层的方法是有效的。
当前，本发明为达到以上目的已做了各种研究，并且发现在铁基质表面附近也就是在铁基质的表面部分形成一内部氧化层用来在铁基质的表面包含Si、Mn、P等作为在内部形成内部氧化层的元素是有利的，还发现当为了足够并稳定的形成上述氧化物层而在热轧后被附着黑锈皮时在一个大体上不引起还原的气氛中进行热处理是非常有效的。
本发明正是基于以上知识完成的。
即，以下为本发明的要点和构成。
1.一种热轧钢板，其特征在于，使基体钢在热轧后，在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层的热处理是在被附着黑锈皮时经受温度范围为650-950℃，并且在实际不引起还原的气氛中进行的，然后对其进行酸洗。
2.一种热镀钢板，其特征在于，在条目1所述的热轧钢板表面提供热镀层。
3.一种合金化热镀钢板，其特征在于，在条目1所述的热轧钢板表面提供合金化热镀层。
4.一种热轧钢板的制造方法，该方法是通过热轧基体钢然后进行酸洗生产热轧钢板的方法，其特征在于，使热轧后的钢板在被附着黑锈皮时在温度范围为650-950℃，并且在实际上不引起还原的气氛中进行热处理在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层。
5.一种生产热镀钢板的方法，其特征在于，使条目4所述的热轧钢板表面经受热镀。
6.一种生产合金化热镀钢板的方法，其特征在于，使条目4所述的热轧钢板表面经受热镀且进一步通过加热经受合金化处理。
7.一种冷轧钢板，其特征在于，使热轧后的基体钢在被附着黑锈皮时在温度范围为650-950℃，并且在实际上不引起还原的气氛中进行热处理在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层，然后经受酸洗，冷轧和再结晶退火。
8.一种热镀钢板，其特征在于，在条目7所述的冷轧钢板表面提供热镀层。
9.一种合金化热镀钢板，其特征在于，在条目7所述的冷轧钢板表面提供合金化热镀层。
10.一种冷轧钢板的制造方法，该方法是通过热轧基体钢然后进行酸洗，冷轧，再结晶退火生产冷轧钢板的方法，其特征在于，使热轧后的钢板在被附着黑锈皮时经受温度范围为650-950℃，并且在实际上不引起还原的气氛中进行热处理在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层。
11.一种生产热镀钢板的方法，其特征在于，使条目10所述的冷轧钢板表面经受热镀。
12.一种生产合金化热镀钢板的方法，其特征在于，使条目10所述的冷轧钢板表面经受热镀且进一步通过加热经受合金化处理。
13.条目2或8所述的热镀钢板，其特征在于，该钢板是具有高强度的钢板，其组成为Mn：0.2-3.0质量％或Mn：0.2-3.0质量％和Si：0.1-2.0质量％并且在它的表面提供热镀层，同时恰好在热镀层下的铁基质表面层部分具有Mn的富集层或Si和Mn的富集层。
14.条目13所述的热镀钢板，其特征在于，其断面为Mn浓度或Mn和Si浓度从表面沿厚度方向快速增加到热镀层之上再立刻下降然后稍微增加进入一个稳定状态。
15.条目13所述的热镀钢板，其特征在于，恰好在热镀层下的铁基质表面层部分的Mn/Fe比率或Mn/Fe比率和Si/Fe比率不小于铁基质内部的每一项Mn/Fe比率或Mn/Fe比率和Si/Fe比率的1.01倍。
16.条目3或9所述的合金化热镀钢板，其特征在于，该钢板是具有高强度的钢板，其组成为Mn：0.2-3.0质量％或Mn：0.2-3.0质量％和Si：0.1-2.0质量％并且在它的表面提供合金化热镀层，同时恰好在热镀层下的铁基质表面层部分具有Mn的富集层或Si和Mn的富集层。
17.条目16所述的合金化热镀钢板，其特征在于，其断面是Mn浓度或Mn和Si浓度从表面沿厚度方向快速增加到热镀层之上再立刻下降然后稍微增加进入一个稳定状态。
18.条目16所述的合金化热镀钢板，其特征在于，恰好在热镀层下的铁基质表面层部分的Mn/Fe比率或Mn/Fe比率和Si/Fe比率不小于铁基质内部的每一项Mn/Fe比率或Mn/Fe比率和Si/Fe比率的1.01倍。
19.一种具有优良可加工性的冷轧钢板，其特征在于，该钢板的组成含有C：0.0005-0.005质量％，Si：不大于1.5质量％，Mn：不大于2.5质量％，Al：不大于0.1质量％，P：不大于0.10质量％，S：不大于0.02质量％，N：不大于0.005质量％，以及Ti：0.010-0.100质量％和Nb：0.001-0.100质量％中的一种或多种，其余为Fe和无法避免的杂质，和具有不小于2的Lankford值(r-值)并在它的铁基质表面层部分上提供内部氧化物层。
20.一种具有优良可加工性的热镀钢板，其特征在于，在条目19所述的冷轧钢板表面上提供热镀层。
21.一种具有优良可加工性的合金化热镀钢板，其特征在于，在条目19所述的冷轧钢板表面上提供合金化热镀层。
22.一种具有优良可加工性的冷轧钢板的生产方法，其特征在于，该钢含有C：0.0005-0.005质量％，Si：不大于1.5质量％，Mn：不大于2.5质量％，Al：不大于0.1质量％，P：不大于0.10质量％，S：不大于0.02质量％，N：不大于0.005质量％，以及Ti：0.010-0.100质量％和Nb：0.001-0.100质量％中的一种或多种，其余为Fe和无法避免的杂质，并使这种钢在精轧温度不低于Ar3转化点但不高于950℃的条件下经受一粗热轧，并且要在精轧温度条件为不低于500℃但不高于Ar3转化点的条件下通过润滑轧经受热精轧并且轧制压缩率不少于80％，然后使热精轧后的钢板在被附着黑锈皮时经受温度范围为650-950℃，并且在实际上不引起还原的气氛中进行热处理在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层，然后被酸洗以去除黑锈皮，并在轧制压缩率为50-90％条件下经受冷轧，且进一步在不低于再结晶温度但不高于950℃的温度下经受再结晶退火。
23.一种具有优良可加工性的热镀钢板的生产方法，其特征在于，条目22所述的冷轧钢板的表面经受热镀。
24.一种具有优良可加工性的合金化热镀钢板的生产方法，其特征在于，条目22所述的冷轧钢板的表面经受热镀并进一步通过加热经受合金化处理。
本发明将在下面进行具体描述。
首先，根据作为目标钢板的热轧钢板说明打下本发明基础的实验结果。
图1中显示了热处理后的热轧钢板断面在光学显微镜下观察的比较结果，这些比较结果是关于通过酸洗先清除黑锈皮的热轧钢板即所谓的白皮热轧钢板(图1(a))和附着有黑锈皮的热轧钢板即所谓的黑皮热轧钢板(图1(b)，(c))。黑锈皮主要是由维氏体(FeO)构成的锈皮并且此锈皮具有带黑皮的外观。
另外，含有Si：0.5质量％和Mn：1.5质量％的Si-Mn钢被用作原材料，且热轧钢板的热处理条件是750℃和5小时。
如图1中显示，当热轧钢板被附着有黑锈皮时经受热处理(Fig.1(b)，(c))时，钢板中铁基质的表面层部分中可辨认出内部氧化物层的形成。
另外，当热处理气氛为100体积％N2时(大体上不引起还原的气氛：Fig.1(b))，在黑锈皮表面和铁基质之间的界面处几乎辨别不出有还原铁的形成，当为5体积％H2-N2时(稍微引起还原的气氛：Fig.1(c))，在一部分黑锈皮表面和铁基质之间的界面处可观察到有还原铁的形成。
另一方面，在白皮热轧钢板的情况中根本未观察到有内部氧化物层的形成。
虽然研究了这样的例子即关于黑锈皮热轧钢板在100体积％H2气氛(强还原气氛)中经受热处理，黑锈皮自身的还原进行了，但是几乎未发生内部氧化物层的形成。同样的，Si、Mn、P等的氧化物仍留在还原铁中。
如上所述，很明显热轧钢板内内部氧化层的形成在很大程度上受热轧钢板热处理的气氛影响。
在图2中大致显露出黑皮热轧钢板热处理的气氛对内部氧化物层的形成的影响。
如图2(a)所示，当热处理是在非还原(大体上不引起还原)气氛中进行(例如，100体积％N2气氛)时，黑锈皮中的氧气主要沿晶粒边界渗透以形成FeSiO3或MnxFeyOz。即，锈皮中的氧气被认为只用于内部氧化物层的形成。
相反，如图2(b)所示，当情况为还原(大体上引起还原)气体(例如，100体积％H2或5体积％H2-N2气氛)，黑锈皮中的氧气不仅被用于内部氧化物层的形成而且被用于黑锈皮的还原( )，因此内部氧化物层的形成不充分且黑锈皮被还原形成不希望得到的包含Si、Mn等氧化物的还原铁。
在图3(a)，(b)中显示了酸洗后通过GDS(Grimm-Grow’s光谱分析)检验的元素分布在深度方向的比较结果，这些比较结果是关于具有组成为0.08质量％C-1.0质量％Si-1.5质量％Mn-0.07质量％P的经过在氮气中热处理的黑皮热轧钢板和未进行热处理的对比材料。
如图3(b)所示，对比材料中铁板内部的Si、Mn等是金属态而且是均匀的，但是作为氧化物残留物的Si密度在表面层中增加了。
另一方面，在图3(a)所示氮气中的黑皮热轧钢板热处理材料的情况中，在铁基质表面层内部可观察到Si、Mn等的氧化物的峰值，从这里可理解金属元素作为一氧化物被封闭在内部。它们是内部氧化物层中的氧化物并且作为金属元素的固溶体浓度大大降低。同样的，可以理解当被与铁基体和其它比较材料的内部比较时最外表面层中的金属元素如Si、Mn等大大下降因此最外表面层是一大大减低了易氧化金属元素固溶体量的铁层。
另外，内部氧化和表面氧化都可能作为氧化过程发生，因此Si或Mn在最外表面层而不是在内部的降低的机制未被清楚阐述，但是它被认为由于这样的事实即最外表面层中氧化物通过内部氧化向外且转移到锈皮中，或在酸洗中与锈皮一起被轻易去除等事实。
同样的，认为通过这样的机制易氧化金属元素固溶度被降低从而把最外表面层变为有较少固溶体元素的铁层。
然后，通过酸洗所得的热轧钢板，并借助于RESUKA Co.Ltd制造的垂直式热镀模拟装置经受加热→镀锌→盐浴进行加热合金化处理生产出合金化镀锌的热轧钢板。
在图4中显示了热镀中裸点形成状态下的测量结果。另外，裸点的评估是通过对裸点区域的检测进行图象处理进行的。
从此图看到，当附着黑锈皮的热轧钢板在大体上非还原气氛中被热处理时可以肯定没有裸点形成(A)。
另外，对于上述热轧钢板作为原始钢板的化学成分没有特别限定。所有通常所知的钢板如所谓的低碳钢板，极低碳钢板，加Mn高强度钢板，加Si-Mn高强度钢板等都适用。
特别是，为增加强度而加入相对大量Mn的Mn基高强度钢板和加入Si和Mn的高Si-Mn基高强度钢板更好。
在此情况中，为了增加强度包含的Mn的量优选为不少于0.2质量％。然而，它的含量超过3.0质量％时，得不到实用的高强度材料，因此Mn的含量优选为0.2-3.0质量％。
同样，根据本发明的方法当Si含量少于0.1质量％时不引起所要求的热镀特性的下降，但当含量超过2.0质量％时，即使采用本发明方法也不能避免热镀特性的下降，因此如果需要包含Si，那么Si含量优选处于0.1-2.0质量％范围内。
更进一步，如有需要，可适当地含有Ti、Nb、B、Mo、Sb、P、C、N、Cu、Ni、Cr、V、Zr等。
其次，将通过冷轧钢板作为钢板的起始材料对本发明描述于下。
甚至在冷轧钢板中，直到热轧完成的程序与热轧钢板的情况相同，其中热轧钢板的热处理是在大体上不引起还原的气氛中并在被附着黑锈皮时进行，以使在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层。
然后，这样得到的热轧钢板被酸洗，冷轧和再结晶退火以获得冷轧钢板。另外，使它经受热镀处理并进一步经受合金化热镀处理。
现在是，使包含Si：0.5质量％和Mn：1.5质量％的Si-Mn热轧钢板在各种条件下经受热处理以获得四种热处理后的材料，例如A：黑皮热轧钢板热处理后的材料(100体积％N2，750℃，5小时)，B：黑皮热轧钢板热处理后的材料(5体积％H2-N2，750℃，5小时)，C：黑皮热轧钢板热处理后的材料(100体积％H2，750℃，5小时)D：白皮热轧钢板热处理后的材料(100体积％N2，750℃，5小时)，它们经受酸洗-冷轧然后借助于RESUKA Co.Ltd制造的垂直式热镀模拟装置再结晶退火→镀锌→盐浴经受加热合金化处理以生产出合金化镀锌钢板。
图5中显示出热轧钢板进行以上热处理后Si、Mn的表面富集状态。且在图6中显示了对热镀中形成未镀部分的状态的检测结果。
Si、Mn的表面富集量检测是通过GDS(Grimm-Grow’s光谱分析)进行极性表面分析且评估为10秒Si、Mn累积强度。另外，裸点的评估是通过图象处理对裸点区域检测来进行的。
如同从图5和6中看到的，当处于黑锈皮附着状态且热轧钢板的加热气氛为大体上是非还原性时Si、Mn的表面富集最小并且可确认未引起裸点的形成。
另外，通过GDS(Grimm-Grow’s光谱分析)检测从镀层表面到铁基内部的沿深度方向的元素分布Si、Mn的表面富集状态可被探测到。
为此目的，对于镀锌钢板和合金化的镀锌钢板通过使用GDS可检查热镀处理后Si、Mn的富集状态。
在图7(a)，(b)中显示了对常规材料和本发明的包含0.5质量％Si-1.5质量％Mn的Si-Mn镀锌钢板材料进行检测的比较结果，图8(a)，(b)显示了对合金化处理后这些钢材检测的比较结果。
在常规材料中，热轧钢板不经受热处理，然而在本发明材料中，将附着有黑皮的热轧钢板在氮气气氛中750℃，经受10小时的热处理和酸洗及冷轧然后在连续热镀装置中经受镀锌处理和合金化处理。
如同图7和8中显示，在常规材料铁基的表面层部分未观察到Si或Mn的富集层，然而在本发明材料的铁基表面层部分观察到了Si或Mn的富集层。
这是由于这样的事实，即环绕的Si或Mn作为氧化物被浓缩，因此周围金属Mn和金属Si的固溶体浓度变低。另外，在热镀层和铁基体之间的界面中未产生这种富集层，但是产生在恰好热镀层下的铁基表面层部分中。
另外，铁基体和热镀层之间的界面可由热镀层中Zn强度的1/2位置和铁基体的Fe强度与热镀层中Fe强度之间的一半位置来判定。
特别是，合金化镀锌钢板是通过热扩散处理得到的，因此与镀锌钢板比较富集层向铁基侧扩散的更多。
同样，在伸向铁基体内部的此Mn富集层中观察到降低Mn浓度的区域，比以上区域深的区域反映了基铁组成的稳定状态。
当比Fe更易氧化的元素如Si、B、P等被加入钢中时，通常在铁基体的表面层中可观察到这些元素的富集层。特别是，Si、B是强氧化元素，因此在铁基体的表面层部分很容易观察到它们的富集层。
当在上述铁基体的表面层部分观察到Mn等的氧化物的富集层时，固溶体金属元素如Mn等在铁基体的最外表面处被耗尽因此热镀特性被提高。
当铁基体的表面层部分的内部氧化物层被由GDS的Mn/Fe和Si/Fe的峰值强度比率进行评价时，当这些值不小于铁基体内部Mn/Fe和Si/Fe的峰值强度比率的1.01倍时，获得了相当优良的热镀特性。
另外，化学组成不受限制甚至对以上冷轧钢板，因此常规已知的任何一个都同样地适用于对前述热轧钢板。
然后，本发明将描述关于冷轧钢板特别是上述的冷轧钢板中有优良可加工性的。
这与前述一般冷轧钢板基本相同，但是为了提高可加工性，它要求将化学组成。限定到给定范围。
现在，通过使用0.002质量％C-0.5质量％Si-1.5质量％Mn-0.10质量％P-0.05质量％Ti-23质量ppmB的钢作为原始材料制备黑皮热轧钢板和白皮热轧钢板，并在750℃，5小时条件下进行加热处理，然后对于热轧钢板热处理后的断面用光学显微镜观察。
结果与图1中所显示相同，即在黑皮热轧钢板的情况下在铁基体表面层部分观察到了内部氧化物层的形成，但在白皮热轧钢板情况下未观察到内部氧化物层的形成。
在图9中显示了对铁基体表面层中形成的内部氧化物层状态的观察结果，它是关于具有上述相同化学组成的热轧钢板附着有黑锈皮被热处理(800℃，10小时)后的热轧钢板，接着冷轧后的钢板和该冷轧钢板再结晶退火(880℃，40秒)后的钢板。
如同从这张图中看到的，当内部氧化物层是通过将黑皮热轧钢板进行热处理在铁基体表面层部分中形成时，它均匀地保持在铁基表面层部分中甚至在接着冷轧之后或更进一步再结晶退火之后。
其次，通过将前述热轧钢板进行酸洗-冷轧然后通过加热(470℃)进行合金化处理，即借助于RESUKA Co.Ltd制造的垂直式热镀模拟装置再结晶退火处理→镀锌→盐浴处理来生产合金化镀锌钢板。另外，作为原始材料的钢是0.002质量％C-0.5质量％Si-1.5质量％Mn-0.10质量％P-0.05质量％Ti-23质量ppmB的钢，且热轧钢板的热处理条件是750℃和5小时，且再结晶退火条件是850℃，30秒，露点：-30℃和5体积％H2-N2氛。
图10中显示了对热轧钢板进行以上热处理后Si、Mn的表面富集状态，图11中显示了对热镀中裸点形成状态检测的结果。
如同图10和11中看到的，当黑锈皮处于附着状态且热轧钢板的加热气氛为大体上是非还原性时Si、Mn的表面富集最小并且可确认未引起裸点的形成。
图12和13中显示了关于黑皮热轧钢板和白皮热轧钢板在合金化处理后的外观和粉碎特性。
另外，合金化处理后的外观评价为○：均等烘干(均匀)  △：非均等烘干  ×：未合金化。
如从这些图中看到的，在黑皮热轧钢板的情况下合金化的滞后被解决了，与白皮热轧钢板相比较获得了优良的外观。同样，获得了良好的粉碎特性甚至当Fe含量达到约10重量％(良好：不大于3000cps)。
在有优良加工特性的冷轧钢板中，要求将化学组成限制到以下范围。
C：0.0005-0.005质量％
从提高延伸率的观点出发要减少C量，但是当它少于0.0005质量％时，将引起抗二次加工脆性能力的下降和在焊接区(热影响区)的强度变小且要达到少于0.0005质量％在工业上是不方便也是昂贵的。另一方面，当C量多于0.005质量％时，即使等量的Ti、Nb被加入，也无法获得提高特性(特别是可延展性)的明显作用同样也担心在制钢，热轧和其它生产步骤中造成不便。因此C量被限制到0.0005-0.005质量％范围。Si：不大于1.5质量％
根据拉伸强度的目标水平来调整Si量已基本足够了，但是当它超过1.5质量％时，热轧基板被明显固化从而降低了冷轧特性，且进一步降低了转化处理特性和热镀特性，同样合金化处理中的合金化被延迟从而引起镀锌粘附特性的下降问题。更进一步，还有可能趋向于增加各种不希望的内部缺陷。
当Si量超过1.5质量％时，即使通过根据本发明使黑皮热轧钢板在非还原气氛中进行热处理形成内部氧化物层时，转化处理特性和热镀特性的下降也是不可避免的。
因此，Si量的上限是1.5质量％。另外，Si不是必要的基本成分，但是以不少于0.1质量％的量被包含在内时对于得到高r值和高强度是合适的。
Mn：不多于2.5质量％
当Mn被单独加入时，冷轧和退火后的机械性能，特别是r值下降，但是当它被与其它成分一起使用并被以不大于2.5质量％的量加入时，可以增加强度且不引起特性的明显下降。同样，当Mn量超过2.5质量％时，即使根据本发明形成了内部氧化物层，也不能完全防止热镀中裸点的形成和转化处理特性的下降。因此，Mn量被限于不超过2.5质量％。另外，其含量至少0.2质量％时对于得到高强度是有利的。
Al：不大于0.1质量％
Al对于清洁钢是有效的，但是猜测当杂质的去除是足够时，即使实际上无Al的加入，也不会引起特性的下降。然而，当它超过0.1质量％时，会引起表面品质的下降，因此Al量将被限制到0.1质量％。另外，为了清洁钢其含量至少为0.01质量％是合适的。
P：不大于0.10质量％
P的添加能在增加强度的同时提高可加工性。在其量不小于0.04质量％时这个效果变得明显。然而，当它超过0.10质量时，固化中的离析变得明显并且因此引起可加工性的下降，进一步抗二次加工脆性大大下降并且在使用中不太耐用。同样，大量添加P会延迟热镀后的合金化速率从而使镀锌附着特性下降，因此会不利地引起加工中热镀层脱皮(粉化)。
因此，P量的上限是0.10质量％。另外，P不是必要的基本成分，但是，过于减少它是昂贵的和不方便的，因此其含量不小于0.005质量％是合适的，优选不小于0.04质量％。
S：不大于0.02质量％。
S量的下降是有利的，因为钢中的沉淀物下降了从而提高了可加工性，而且也增加了固定C的有效Ti量。更希望的是，从合金化延迟的观点出发需要尽可能的减少S量。从这些观点看，S量被限于不多于0.02质量％。
另外，过度地减少它是昂贵的和不方便的，因此下限为约0.005质量％是合适的。
N：不大于0.005质量％
当N量变少时，可预期特性的提高(特别是可延展性)，且特别是当它不多于0.005质量％时可真正获得满意效果。因此，N量被限于不多于0.005质量％。
然而，过量减少它时昂贵不方便的，因此下限约为0.0010质量％是合适的。
Ti：0.010-0.100质量％
Ti是碳氮化物形成元素且其作用在于在精热轧和冷轧前减少钢中的固溶C，N以便在精热轧和冷轧后的退火中优先形成{111}取向，因此它被加入以提高可加工性(深冲性)。然而，当加入量少于0.010质量％时，加入效果不好，但当它超过0.100质量％时，效果饱和了且表面质量相当降低，因此Ti量被限制到0.010-0.100质量％范围中。
Nb：0.001-0.100质量％
Nb同Ti相似也是碳氮化物形成元素且其作用在于在精热轧和冷轧前减少钢中的固溶C、N及在精热轧和冷轧前使其构造在精热轧和退火中优先形成{111}取向。同样，固溶Nb在精热轧中有储存应力的作用以促进织构的发展。然而，当加入量少于0.001质量％时，上诉效果不好，但当它超过0.100质量％时，效果提高不是必要的且引起再结晶温度的相当提高，因此Nb量被限制到一0.001-0.100质量％范围中。
另外，本发明中包含Ti和Nb中的任一个是足够的。
虽然本发明描述了相关的基本成分，但是以下的元素也可以被进一步包含在钢板中。
B：不超过0.005质量％
B能有效地承担提高抗二次加工脆性，但是当量超过0.005质量％时效果就会饱和且担心根据退火条件可加工性会下降。而且，热轧钢板在很大程度上硬化。因此，B量的上限是0.005质量％。另外，未特殊限定其下限并且对要使用的量可根据抗二次加工脆性的提高程度而定，但不少于0.0005质量％是合适的，优选为不少于0.0015质量％。
Mo：0.01-1.5质量％
Mo有增加钢强度的作用且不妨碍热镀特性，因此可以根据所要的强度适量地加入。然而，当其量少于0.01质量％时，加入效果不好，但当它超过1.5质量％时，趋向于对可加工性产生不良影响且在经济上是不合算的，因此Mo的含量为0.01-1.5质量％。
Cu：0.1-1.5质量％
Cu有增加钢强度的作用且因为Cu的添加基本上不会妨碍热镀特性和转化处理特性所以添加量可根据想要的强度来添加Cu。然而，当其量少于0.1质量％时，添加效果不好，但当超过1.5质量％时，对可加工性产生不良影响，因此Cu量被限制到0.1-1.5质量％范围。
Ni：0.1-1.5质量％
Ni有增加钢强度的作用还有利于提高含Cu钢板的表面质量。同样，添加Ni基本上不会妨碍热镀特性和转化处理特性的提高，因此根据想要的强度它可被适量的包含在内。然而，当量少于0.1质量％时，添加效果不好，但当它超过1.5质量％时，它对可加工性产生不好影响，因此Ni量被限制到0.1-1.5质量％。
此外，如不可避免或需要时，也可以含有Cr、Sb、V、REM、Zr等其含量为不多于0.1质量％。
根据本发明的钢板，热镀钢板和合金化的热镀钢板的每一生产方法将在以下描述。
首先，本发明描述的是关于使用相同原始材料的热轧钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板的生产方法。
作为生产钢板的方法，使用连续浇铸法是有利的，但是无疑可使用铸块初轧法。
热轧没有特殊的限定且通过已知方法进行就足够了。
典型的热轧条件是轧制压缩率：80-99％，热轧精整温度：600-950℃，和卷取温度：300-750℃。
在热轧钢板的情况下板厚通常约为1.6-6.0mm，但是在近来的热轧中随着强压缩技术的进步约0.8mm厚的薄钢板是适用的。
通常，这样获得的热轧钢板在被酸洗以清除黑锈皮后作为产品供应，或经受热镀以后供作热镀热轧钢板。然而，在本发明中，附着有黑锈皮的热轧钢板在热轧后经受热处理，热处理是在一大体上不引起还原的气氛中进行的以在钢板铁基体表面层部分形成内部氧化物层同样将铁基体表面层的最外部分变为大大减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层(净化铁层：杂质含量下降层(depression layer))，由此企图稳定提高热镀特性和转化处理特性。
在本发明中，减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层不意味是不包含其它元素的100％的铁层，而是意味着易氧化金属元素如Si、Mn等的固溶体浓度与铁基体内部相比较相当大量地减少了从而增加了铁浓度。
另外，金属态和氧化物态不能通过元素分析进行区分，但在此典型情况中通过GDS如图3所示可确定减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层存在于表面层一侧而不是内部氧化物层一侧。由于有些情况下很难直接确定这种铁层，对于降低了在表面层易氧化金属元素的固溶体量的铁层的存在，可使用光学显微镜通过类似于确认内部氧化物层的方法被确定。因为，最外表面层中的易氧化元素的固溶度通过内部氧化物层的形成而降低。
为了稳定地获得优良的热镀特性，需要的内部氧化物层的厚度约为5-40μm且内部氧化物层在表面层中的面积比率约为1-20％。
另外，后者的值可作为黑铁部分面积比率由非腐蚀断面观察(1000倍)很容易断定。
在热轧钢板的上述热处理步骤中，处理温度要求在650℃-950℃。当热处理温度超过950℃时，晶粒尺寸被粗化从而引起粗糙外皮，但当热处理温度低于650℃时，减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层不能被充分形成。同样，如后面所述在生产冷轧钢板的情况中，当热轧钢板热处理温度超过950℃时，引起的缺点是，在随后的冷轧中的表面，伴随着晶粒尺寸的粗化而被粗糙化且使冷轧中的应力不均匀从而产生更低的r值。
另外，热处理时间没有特殊的限制，但是约4-40小时是合适的。
在本发明中，作为大体上不引起还原的气氛，以100体积％N2气氛是最好的，并且使用包含少于5体积％H2的H2-N2的混合气氛是有利的。
当H2含量不少于5体积％时，内部氧化物层的形成是相当少，并且因此在最外表面层中几乎未形成减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层，而且含有金属氧化物的还原铁在黑锈皮的表面形成，这是不希望的，因为在酸洗步骤它妨碍残存锈皮的清除。
同样，含有大量氧气如空气等的氧化气氛是不合适的，因为钢或铁自身中易氧化金属元素的氧化是在铁基表面进行的且内部氧化物层的形成相当少且在最外表面层未形成减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层。然而，如果在100体积％N2气氛或包含少于5体积％H2的H2-N2的混合气氛中的O2量不多于1体积％，铁的氧化少到了以致于不引起问题这样的水平且内部氧化物层被形成从而减低最外表面层中易氧化金属元素的固溶度，因此氧气含量可达到上述的值。而完全去除O2在经济上是很不利的。
然后，它经受酸洗。
酸洗条件没有特殊的限定。酸洗可根据通常方式用盐酸或硫酸进行，如必要，可添加酸洗促进剂或酸洗抑制剂，但是不应进行过度酸洗即过量去除铁基体达到不少于几μm。
在随后的热镀中，进行加热以减少覆盖表面的氧化物(不可见氧化物)或提高表面活性。加热条件没有特殊的限定。加热可在通常方式下进行，例如，一气氛为H2：2-20体积％且其余为：N2，在露点：-50℃～+10℃，温度：500-950℃和时间：大约10秒-10分钟的条件下。
通过这样的加热扫清了铁基体表面上的Fe氧化物，P等氧化物和与来自表面上的铁的复合氧化物，从而得到了优良的热镀特性和合金化特性。
同样，甚至当辐射管等辐射式加热被用在热镀前的加热中时，最外表面层被变为减少了易氧化金属元素的固溶体量的铁层，因此本发明具有能确保优良热镀特性和合金化特性的优点。
更进一步，根据本发明，如同后述为了整形和调整表面粗糙度等可对热镀处理后的钢板使用不超过10％的表面轧光。
应用于如此获得的热轧钢板的热镀可采用常规的已知方法。
例如，在镀锌处理中，热钢板被浸入温度为460-490℃的镀锌槽中以进行热镀。在此情况下，浸在槽中的板温度优选为460-500℃。同样，在镀锌或合金化镀锌的情况下，在镀槽中的Al量为约0.13-0.5质量％是合适的。
浸在镀槽中的热轧钢板被从槽中拉出然后通过气扫等处理调整涂布量以获得镀锌热轧钢板。
更进一步，通过经受随后的加热合金化处理，此镀锌热轧钢板可被变成合金化镀锌热轧钢板。
在本例中，加热合金化条件为460-520℃和约0.1-1.0分钟是合适的。
另外，作为其它的热镀处理，还可举出热浸镀铝，热镀锌-铝，热镀锌-镁-铝等。这些热镀处理可根据常规已知方法进行。另外，有些情况下还可以在镀槽中添加少量的Pb、Sb、Bi、REM、Ti等。
进一步，热镀涂布量在汽车业应用中为每个表面约20-100g/m2是合适的。另一方面，在建筑材料和运土机械应用中约100-400g/m2是合适的。
其次，本发明描述了关于冷轧钢板及使用该冷轧钢板作为原始材料的热镀钢板和合金化热镀钢板的生产方法。
生产步骤直到热轧钢板和用于热轧钢板的热处理条件都如同在上述的热轧钢板中采用的。
在冷轧钢板的情况下，是使热处理后的热轧钢板经受酸洗和冷轧。
冷轧条件没有特殊限定并且根据通常方式就足够了，但是为了有利地改进{111}织构的轧制压缩率为约50-95％是合适的。
此后，使其经受再结晶退火。再结晶退火条件没有特殊限定，但根据通常方法在600-950℃和约0.5-10分钟的条件下是合适的。
然后，使其经受热镀处理，进一步经受合金化热镀处理或进一步表面光轧。这些处理在与以上热轧钢板相同条件下进行就足够。
其次，本发明描述的是关于具有优良可加工性的冷轧钢板以及使用该冷轧钢板作为原始材料的热镀钢板及合金化热镀钢板的生产方法。
该情况基本上同热轧钢板和通常冷轧钢板的情况是一样的，但是它要求严格控制生产条件以确保特性。
即，为了提高冷轧钢板中的平均r值，改进在热轧和退火后的织构中的{111}取向是合适的。为了此目的，在精轧前和热轧中需要把织构作成细密和均匀的且随后在精轧中的钢板上均匀储存了大量应力以使在退火中优先形成{111}取向。
为了使热精轧前的织构细密和均匀，在精轧前恰恰在Ar3的转变点完成热粗轧是合适的，以便形成γ→α的转变。因此，热粗轧的精整温度要求不低于Ar3转变点。然而，当粗轧的精整温度超过950℃时，在直到产生γ→α的转变的Ar3的转变点的冷却过程中引起了复原或晶粒增长从而使精轧前的织构粗糙且不均匀。因此，粗轧的精整温度限定在不低于Ar3转变点但又不高于950℃的范围内。
另外，为了细化织构，热粗轧中的轧制压缩率为不小于50％是合适的。
为了在热精轧中的钢板上均匀储存大量应力，精轧在不超过Ar3转变点的温度下且轧制压缩率不小于80％条件下进行是合适的。因为，当精轧在高于Ar3转变点的温度下进行时，在热轧中引起了γ→α转变从而造成应力释放或使轧后的织构是无规则的，因此在随后的退火中无法优先形成{111}取向。
同样，不高于500℃的精轧温度是不实际的因为轧负荷会有相当大地增加。
进一步，当总轧制压缩率小于80％时，{111}取向的织构在热轧和退火后没被改进。
因此，热精轧是在以下条件下进行的，即轧制精整温度：不小于500℃但不超过Ar3转变点且轧制压缩率：不少于80％。
更进一步，为了在精轧中均匀存储大量应力，要求精轧为润滑轧。因为，当不使用润滑轧时，由于轧辊和钢板表面之间的摩擦力附加的剪力作用于钢板的表面层部分从而使热轧和退火后的产生的织构不是{111}取向且因此冷轧钢板的平均r值趋于下降。
然后，使这样获得的热轧钢板经受用于热轧钢板的热处理。同热轧钢板和常用冷轧钢板的情况类似当被附着黑锈皮且在大体上不引起还原的气氛中在温度范围650-950℃下进行热处理是足够的。
其次，它在黑锈皮被酸洗清除掉后经受冷轧。
这个冷轧是为了改进该织构以获得本发明想要的高平均r值，并且在该情况下该冷轧制压缩率必然是50-95％。因为，当冷轧制压缩率是小于50％或超过95％时，得不到良好的特性。
以上冷轧之后的冷轧钢板要被再结晶退火。当再结晶退火时，装箱退火和连续退火中的任一个都可被使用，但是加热温度要求在不低于再结晶温度(约600℃)但不高于950℃的范围内。
然后，使其经受热镀处理，进一步经受合金化热镀处理或光整轧制。在同以上热轧钢板和常用冷轧钢板情况相同的条件下进行这些处理就足够了。
对附图的概述
图1示出了热处理后白皮热轧钢板(Fig.1(a))和黑皮热轧钢板(Fig.1(b)，(c))的断面织构的光学显微照片；
图2是说明黑皮热轧钢板热处理中气氛对内部氧化物形成的影响的示意图；
图3是示出了关于(a)经受热处理的黑皮热轧钢板(b)未受热处理的黑皮热轧钢板在酸洗后元素沿深度方向分布的比较图；
图4是显示在热镀中造成裸点的状态的示意图；
图5是显示热轧钢板热处理后的Si、Mn表面富集状态的示意图；
图6是显示热镀中造成裸点的状态的示意图；
图7是显示关于常规镀锌钢板(Fig.7(a))和根据本发明的镀锌钢板(Fig.7(b))通过GDS检测的沿深度方向的元素分布的比较图；
图8是显示关于常规合金化镀锌钢板(Fig.8(a))和根据本发明的合金化镀锌钢板(Fig.8(b))通过GDS检测的沿深度方向的元素分布的比较图；
图9是比较性的示出了热处理后内部氧化物层的状态(Fig.9(a))和在随后的冷轧-再结晶退火之后的内部氧化物层的状态(Fig.9(b))的光学显微照片；
图10是显示热轧钢板热处理后的Si、Mn表面富集状态的示意图；
图11是显示热镀中造成裸点的状态的示意图；
图12是显示黑皮热轧钢板和白皮热轧钢板合金化后的外观对比示意图；和
图13是显示黑皮热轧钢板和白皮热轧钢板合金化后的粉末特性的比较示意图；
实施本发明的最佳方案
实施例1
调整其化学组成为表1中所示的钢板坯被加热到1100-1250℃然后被热轧以获得厚度为2.0mm的热轧钢板，使该钢板在表2和表3所显示的条件下经受用于热轧钢板的热处理且进一步经受酸洗。
这样得到的热轧钢板经受700℃且1分钟的热处理并且进一步在以下条件下经受镀锌处理
·  镀槽温度：470℃
·  板进入温度：470℃
·  Al含量：0.14质量％
·  涂布量：60g/m2(表面一侧)
·  浸镀时间：1秒
以生产镀锌热轧钢板。同样，板的一部分经受合金化处理以获得合金化镀锌热轧钢板。
进一步，使钢板的一部分在以上热处理后经受热浸镀铝和热镀锌-铝。
同样，热轧钢板的一部分经受转化处理。
为了比较，根据常规方法制备热轧钢板，热镀热轧钢板和合金化热镀热轧钢板。
关于如此获得的热轧钢板的转化处理特性，关于不同热轧热镀钢板的热镀特性和镀层粘附特性，和关于合金化镀锌热轧钢板的合金化速率和合金不均匀性进行检测，检测结果如表4和5所示。
以下为每一特性的评价方法。
<转化处理特性>
钢板经受如表6所显示的化学转化处理即脱脂→水洗→表面调整→化学转化以形成磷酸锌膜，根据以下标准对其进行评估。
○：磷酸锌膜在全部表面均匀形成。
×：部分地发生未形成磷酸锌膜的区域。
<热镀特性>
热镀后的外观经受图象处理以检测非镀面积比率，根据以下标准进行评价。
5：裸点面积比率为0％
4：裸点面积比率不大于0.1％
3：裸点面积比率超过0.1％但不大于0.3％
2：裸点面积比率超过0.3％但不大于0.5％
1：裸点面积比率超过0.5％
<镀层粘附特性>
镀层粘附特性通过一DuPont冲击实验(重1Kg直径6.35mm的重物从500mm高向下掷到钢板上)进行评价的。以下为判断标准。
○：镀膜无脱皮
×：镀膜脱皮
<合金化速率>
·  一合金化条件：
                 升温速率：20℃/秒
                 降温速率：15℃/秒
                 合金化温度：490℃
                 合金化时间：20秒
合金化速率是以以上条件下处理的合金化材料表面是否有锌η-相残留来评价的。
○：无锌η-相
×：出现锌η-相
<合金不均匀性>
100×200mm的热镀板在盐浴中被进行490℃，30秒合金化然后合金化后的镀层外观被观察以评价合金不均匀性的出现或未出现。
○：无不均匀烘干(均匀)
×：出现不均匀烘干
                                                      表1
 钢符号                                                                        化学组成(质量％)
    C   Si    Mn     Al     P     S     N     Ti     Nb     B    Mo    Cu    Ni     Sb    Cr
   A   0.0015   -   0.75    0.040    0.035    0.004    0.001    -    -   -   -   -   -    -    -
   B   0.0017   -   0.73    0.038    0.038    0.004    0.001    0.038    0.012   0.0009   -   -   -    0.009    -
   C   0.0023   0.52   1.51    0.033    0.070    0.008    0.002    -    0.035   0.0025   -   -   -    0.006    -
   D   0.0031   1.04   2.12    0.047    0.090    0.011    0.003    0.060    -   0.0035   -   -   -    -    -
   E   0.0013   0.32   1.10    0.033    0.007    0.004    0.002    0.045    0.009   -   -   0.5   0.3    -    -
   F   0.078   -   2.15    0.038    0.005    0.007    0.002    -    -   -   0.30   -   -    -    -
   G   0.075   1.60   1.70    0.050    0.010    0.010    0.003    -    -   -   -   -   -    -    -
   H   0.062   0.70   1.30    0.030    0.020    0.0008    0.002    0.15    -   -   -   -   -    -    -
   I   0.150   1.0   1.50    0.030    0.01    0.003    0.004    -    -   -   -   -   -    -    -
   J   0.052   1.0   1.30    0.040    0.01    0.008    0.002    -    -   -   -   -   -    -    1.0
                                   表2
编号 钢符号    存在或不存在黑锈皮   热轧钢板退火气氛   热轧钢板的退火条件 备注
   1    A     存在    100％N2   740℃，12h   可接受例
   2    B     ″    ″   ″   ″
   3    C     ″    ″   ″   ″
   4    D     ″    ″   ″   ″
   5    E     ″    ″   ″   ″
   6    F     ″    ″   750℃，10h   ″
   7    G     ″    ″   ″   ″
8 H ″ ″ 800℃，8h ″
   9    I     ″    ″   ″   ″
   10    J     ″    ″   ″   ″
   11    A     存在    100％N2   970℃，10h   对比例
   12    B     ″    ″   610℃，10h   ″
   13    C     ″    100％H2   750℃，10h   ″
   14    D     ″    5％H2   ″   ″
   15    E     ″    无   无   ″
   16    F     不存在    100％H2   750℃，10h   ″
   17    G     不存在    无   无   ″
   18    H     ″    ″   ″   ″
   19    I     ″    ″   ″   ″
   20    J     ″    ″   ″   ″
                                       表3
编号 钢符号     存在或不存在黑锈皮     热轧钢板退火气氛  热轧钢板的退火条件 备注
  21     A    存在     2％H2-N2  740℃，12h     可接受例
  22     ″    ″     100％N2  750℃，15h     ″
  23     ″    ″     99.95％N2-500ppmO2  800℃，12h     ″
  24     ″    ″     100％N2  950℃，6h     ″
  25     B    ″     ″  650℃，12h     ″
  26     ″    ″     2％H2-N2  700℃，20h     ″
   27     ″    ″     100％N2  750℃，10h     ″
  28     C    ″     ″  850℃，6h     ″
  29     ″    ″     ″  910℃，8h     ″
  30     ″    ″     ″  700℃，35h     ″
  31     D    ″     ″  700℃，7h     ″
  32     ″    ″     ″  800℃，7h     ″*1
  33     E    ″     ″  900℃，7h     ″*2
  34     ″    ″     ″  700℃，15h     ″
  35     F    ″     ″  750℃，10h     ″*3
  36     G    ″     ″  700℃，5h     ″*3
  37     H    ″     ″  750℃，15h     ″
  38     I    ″     ″  950℃，7h     ″
  39     J    ″     2％H2-N2  750℃，15h     ″
  40     J    ″     100％N2  800℃，13h     ″
*1  热镀铝                       涂布量：50g/m2
*2  锌-铝热镀  (Al：55质量％)    涂布量：75g/m2
*3  锌-铝热镀  (Al：5质量％)     涂布量：60g/m2
                                       表4
 编号 转化处理特性       热镀特性     合金化热镀特性     备注
热镀特性 镀层粘附特性 合金化速率 合金化外观
  1     ○     5     ○     ○     ○   可接受例
  2     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  3   未评价     ″     ″     ″     ″   ″
  4     ″     ″     ″     ″   ″
  5     ″     ″     ″     ″   ″
6 ″ ″ ″ ″ ″
  7     ″     ″     ″     ″   ″
  8     ″     ″     ″     ″   ″
  9     ○     ″     ″     ″     ″   ″
  10     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  11     ×     5     ○     ○     ×   对比例
  12     ″     3     ×     ○     ″   ″
  13   未评价     2     ″     ×     ″   ″
  14     2     ″     ″     ″   ″
  15     1     ″     ″     ″   ″
  16     2     ″     ″     ″   ″
  17 3     ″     ″     ″   ″
  18     3     ″     ″     ″   ″
  19     1     ″     ″     ″   ″
  20     1     ″     ″     ″   ″
                                      表5
 编号 转化处理特性        热镀特性     合金化热镀特性     备注
 热镀特性  镀层粘附特性   合金化速率   合金化外观
  21     ○     4     ○     ○     ○   可接受例
  22     ″     5     ″     ″     ″   ″
  23     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  24     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  25     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  26   未评价     4     ″   未评价   未评价   ″
  27     5     ″   ″
  28     ″     ″   ″
  29     ″     ″   ″
  30     ″     ″   ″
  31     ″     ″   ″
  32     ″     ″   ″
  33     ″     ″   ″
  34     ″     ″   ″
  35     ″     ″   ″
  36     ″     ″   ″
  37     ○     ″     ″     ○     ○   ″
  38     ″     ″     ″     ″     ″   ″
  39     ″     4     ″     ″     ″   ″
  40     ″     5     ″     ″     ″   ″
                                   表6
  处理液     处理温度     处理时间
    脱脂   由Nippon Perker Co.，Ltd.制备(FC-L4460)     40～45℃     喷120秒
    水洗   -     R.T.     30秒
表面调整   由Nippon Perker Co.，Ltd.制备(PN-Z) R.T. 浸15秒
化学转化   由Nippon Perker Co.，Ltd.制备(PB-L3020) 40～43℃ 浸120秒
如同从表4和5中看到的，当与常规方法获的热轧钢板比较时所有根据本发明获得的热轧钢板都显示出了优良的转化处理特性，热镀特性和合金化热镀特性，这是因为最外表面层是减少了易氧化金属元素固溶体量的铁层所致。
实施例2
调整化学成分如表7中所示的钢板被加热到1200-1250℃，然后被热轧获得厚度为3.5mm的热轧钢板，使该热轧钢板在表8和表9所示的条件下经受用于热轧钢板的热处理，然后进行酸洗和冷轧获得冷轧钢板。
使这样得到的冷轧钢板经受830℃且1分钟的再结晶退火，并且进一步在以下条件下进行镀锌
·  镀槽温度：470℃
·  板进入温度：470℃
·  Al含量：0.14质量％
·  涂布量：60g/m2(表面一侧)
·  浸镀时间：1秒
以生产镀锌钢板。同样，使该板的一部分经受合金化处理以获得合金化镀锌钢板。
进一步，在以上再结晶退火后的钢板的一部分经受热浸镀铝和锌-铝热镀。
同样，使冷轧钢板的一部分经受转化处理以评价其转化处理特性。
为了比较，根据常规方法生产冷轧钢板，热镀钢板和合金化热镀钢板。
关于如此获得的冷轧钢板的转化处理特性，关于不同热镀钢板的热镀特性和镀层粘附特性，和关于合金化镀锌热轧钢板的合金化速率和合金不均匀性，铁基体表面层部分Mn或Si的富集状态，和铁基体表面层部分中Mn/Fe，Si/Fe对铁基内部Mn/Fe，Si/Fe的比率，检测这些特性的结果如表10和11所示。
另外，转化处理特性，热镀特性，镀层粘附特性，合金化速率和合金不均匀性的评价与例1中相同，且表面层部分的Mn、Si富集断面被进行如下评价。
<铁基体表面层部分的Mn、Si富集断面>
通过GDS检测从镀层表面到铁基内部沿深度方向的元素分布可探测Mn、Si的富集状态。
                                                     表7
 钢符号 化学组成(质量％)
    C    Si    Mn     Al     P     S     N     Ti     Nb     B    Mo    Cu    Ni     Sb
    A   0.0020   ＜0.01   0.70    0.035   0.040    0.004    0.001    -    -   -   -   -   -    -
    B   0.0020   -   0.70    0.035   0.040    0.004    0.001    0.040    0.010   0.0008   -   -   -    0.008
    C   0.0020   0.30   1.00    0.040   0.008    0.008    0.002    0.010    0.025   0.0010   -   -   -    0.010
    D   0.0020   0.50   1.50    0.035   0.080    0.010    0.002    -    0.040   0.0030   -   -   -    0.007
    E   0.0030   1.05   2.10    0.050   0.100    0.011    0.003    0.070    -   0.0040   -   -   -    -
    F   0.0015   0.30   1.00    0.030   0.010    0.005    0.003    0.050    0.008   -   -   0.5   0.3    -
    G   0.08   -   1.90    0.029   0.070    0.004    0.002    -    0.10   -   -   -   -    0.006
    H   0.08   -   2.10    0.035   0.008    0.008    0.002    -    -   -   0.30   -   -    -
    I   0.15   1.50   1.50    0.050   0.010    0.010    0.003    -    -   0.0010   -   -   -    0.010
    J   0.10   0.50   1.90    0.030   0.008    0.008    0.002    0.15    -   -   -   -   -    -
                                      表8
编号 钢符号    存在或不存在黑锈皮    热轧钢板退火气氛  热轧钢板的退火条件 备注
   1    A     存在    100％N2  750℃，10h   可接受例
   2    B     ″    ″  ″   ″
   3    C     ″    ″  ″   ″
   4    D     ″    ″  ″   ″
   5    E     ″    ″  ″   ″
   6    F     ″    ″  ″   ″
   7    G     ″    ″  ″   ″
   8    H     ″    ″  ″   ″
   9    I     ″    ″  ″   ″
   10    J     ″    ″  ″   ″
   11    A     存在    100％N2  980℃，10h   对比例
   12    B     ″    ″  600℃，10h   ″
   13    C     ″    100％H2  750℃，10h   ″
   14    D     ″    5％H2-N2  ″   ″
   15    E     ″    无  无   ″
   16    F     不存在    100％H2  750℃，10h   ″
   17    G     不存在    无  无   ″
   18    H     ″    ″  ″   ″
   19    I     ″    ″  ″   ″
   20    J     ″    ″  ″   ″
                                         表9
编号 钢符号    存在或不存在黑锈皮   热轧钢板退火气氛  热轧钢板的退火条件 备注
  21     A    存在   2％H2-N2  750℃，10h   可接受例
  22     ″    ″   100％N2  800℃，15h   ″
  23     ″    ″   99.95％N2-500ppmO2  900℃，8h   ″
  24     ″    ″   100％N2  950℃，5h   ″
  25     B    ″   ″  650℃，10h   ″
  26     ″    ″   2％H2-N2  800℃，20h   ″
  27     ″    ″   100％N2  700℃，10h   ″
  28     C    ″   ″  850℃，8h   ″
  29     ″    ″   ″  900℃，10h   ″
  30     ″    ″   ″  700℃，35h   ″
  31     D    ″   ″  700℃，7h   ″*1
  32     ″    ″   ″  800℃，7h   ″
  33     E    ″   ″  900℃，7h   ″
  34     ″    ″   ″  700℃，15h   ″*2
  35     F    ″   ″  750℃，10h   ″*3
  36     G    ″   ″  750℃，5h   ″
  37     H    ″   ″  800℃，15h   ″
  38     I    ″   ″  950℃，8h   ″
  39     J    ″   2％H2-N2  650℃，15h   ″
  40     J    ″   100％N2  700℃，9h   ″
*1  热镀铝                       涂布量：50g/m2
*2  锌-铝热镀  (Al：55质量％)   涂布量：75g/m2
*3  锌-铝热镀  (Al：5质量％)    涂布量：60g/m2
                                                   表10
编号  转化处理特性       热镀特性      合金化热镀特性      铁基表面层附近Mn、Si的富集状态 备注
 热镀特性  镀层粘附特性   合金化速率   合金化外观   存在或不存在Mn、Si富集    Mn/Fe   Si/Fe
  1     ○     5     ○     ○     ○      Mn富集    1.02     -     可接受例
  2 未评价     ″     ″     ″     ″      ″    1.02     -     ″
  3     ″     ″     ″     ″      Mn、Si富集    1.03     1.05     ″
  4     ″     ″     ″     ″      ″    1.04     1.15     ″
  5     ″     ″     ″     ″      ″    1.05     1.20     ″
  6     ″     ″     ″     ″      ″    1.02     1.06     ″
  7     ″     ″     ″     ″      Mn富集    1.03     -     ″
  8     ″     ″     ″     ″      ″    1.04     -     ″
  9     ″     ″     ″     ″      Mn、Si富集    1.03     1.22     ″
  10     ″     ″     ″     ″      ″    1.04     1.08     ″
  11     ×     5     ○     ○     ×      Mn富集    1.01     -     对比例
  12   未评价     3     ×     ○     ″      无    1.00     -     ″
  13     2     ″     ×     ″      ″    ″     1.00     ″
  14     2     ″     ″     ″      ″    ″     ″     ″
  15     1     ″     ″     ″      ″    ″     ″     ″
  16     2     ″     ″     ″      ″    ″     -     ″
  17 3     ″     ″     ″      ″    ″     -     ″
  18     3     ″     ″     ″      ″    ″     -     ″
  19     1     ″     ″     ″      ″    ″     1.00     ″
  20     1     ″     ″     ″      ″    ″     ″     ″
                                                     表11
  编号  转化处理特性        热镀特性      合金化热镀特性      铁基表面层附近Mn、Si的富集状态      备注
热镀特性  镀层粘附特性   合金化速率   合金化外观   存在或不存在Mn、Si富集 Mn/Fe Si/Fe
   21     ○     4     ○     ○     ○     Mn富集    1.01     -     可接受例
   22     ″     5     ″     ″     ″     ″    1.04     -     ″
   23     ″     ″     ″     ″     ″     ″    1.06     -     ″
   24     ″     ″     ″     ″     ″     ″    1.06     -     ″
   25   未评价     ″     ″   未评价   未评价 ″ 1.01 - ″
   26     4     ″ ″ 1.02 - ″
   27     5     ″ ″ 1.03 - ″
   28     ″     ″ Mn、Si富集 1.04 1.08 ″
   29     ″     ″ ″ 1.05 1.10 ″
   30     ″     ″ ″ 1.02 1.07 ″
   31     ″     ″ ″ 1.03 1.12 ″
   32     ″     ″ ″ 1.05 1.16 ″
   33     ″     ″     ″    1.05     1.90     ″
   34     ″     ″ ″ 1.04 1.21 ″
   35     ″     ″ ″ 1.03 1.06 ″
   36     ″     ″ Mn富集 1.01 - ″
   37     ″     ″ ″ 1.05 - ″
   38     ″     ″ Mn、Si富集 1.05 1.80 ″
   39     4     ″ ″ 1.01 1.15 ″
   40     5     ″     ″    1.03     1.07     ″
如同从表10和11中看到的，当与常规方法获得的钢板比较时所有根据本发明获得的钢板都有足够量的内部氧化物层并且显示出了优良的转化处理特性，热镀特性和合金化热镀特性。
实施例3
将具有表12中所示的化学成分的钢板按在表13和14所示的条件下处理以获得厚度为0.7mm的冷轧钢板和退火钢板。
关于如此获得的冷轧和退火钢板，机械特性(拉伸强度，延伸性，r-值，脆性)，内部氧化物层的状态，转化处理特性，镀锌中的热镀特性和镀层粘附特性，和在合金化镀锌中的合金化速率和合金化外观，检测这些特性的结果如表15和16所示。
另外，钢板的一部分在再结晶退火后经受热浸镀铝和锌-铝热镀处理，且此后的热镀特性和镀层粘附特性被检测。
以下为机械性能的评价方法。
<机械特性>
使用JIS No.5的拉伸测试样来评价拉伸强度。
同样，r-值在施加15％预拉伸荷载后用三点法检测，且L方向(轧制方向)，D方向(从轧制方向到45°的方向)，和C方向(从轧制方向到90°的方向)的平均值从以下方程式计算出：
                  r＝(rL+2rD+rC)/4
进一步，对抗二次加工脆性能力的评价是在不同温度下通过在2.0的拉伸比一下拉制的切边圆锥冲头杯突并从80cm高向下掷一5kg的重物施加一冲击负荷从而检测引起脆裂的上限温度。在通常服务环境条件下，不高于-45℃的温度可被判定为不引起问题的水平。
另外，其它特性的评价方法与实施例1中的相同。
                                                          表12
 钢符号                                                                     化学组成(质量％)  Ar3转化点(℃)
C Si Mn Al P S N Ti Nb B Mo Cu Ni Sb
    A   0.0025   -   0.60    0.045    0.050    0.006   0.0015   -    0.024   0.0010    -    -   -   -    900
    B   0.0015   0.35   0.70    0.045    0.003    0.005   0.0010   0.070    0.015   0.0010    -    -   -   0.009    905
    C   0.0020   0.65   1.55    0.051    0.080    0.007   0.0020   0.052    0.006   0.0025    -    -   -   -    900
    D   0.0030   1.40   2.30    0.060    0.050    0.006   0.0020   0.062    -   0.0030    0.50    0.60   0.45   -    870
    E   0.07   -   1.70    0.045    0.010    0.009   0.002   -    -   -    -    -   -   -    830
    F   0.020   0.40   0.80    0.042    0.071    0.009   0.002   0.050    -   -    -    -   -   -    920
                                                        表13
  编号  钢符号      热粗轧条件           热精轧条件  黑锈皮   热轧钢板退火气氛(vol％)     热轧钢板退火条件    酸洗   冷轧压缩率(％)     冷轧后再结晶退火条件    备注
 精整温度(℃)   轧制压缩率(％)  精整温度(℃)   轧制压缩率(％) 润滑
  1    A     910    87     650    90   存在   存在   100％N2    800℃，10h    存在    80   850℃，20s  可接受例
  2    B     ″    88     660    89   ″   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  3    C     930    ″     670    88   ″   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  4    D     940    ″     680    ″   ″   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  5    A     910    87     650    90   ″   不存在   ″    ″    不存在    ″   ″  对比例
  6    B     910    88     660    89   ″   存在   6％H 2-N2    ″    存在    ″   ″  ″
  7    ″     ″    ″     ″    ″   ″   ″   100％N2    980℃，10h    ″    ″   ″  ″
  8    ″     ″    ″     ″    ″   ″   ″   ″    800℃，10h    ″    45   ″  ″
  9    ″     ″    ″     ″    ″   ″   ″   ″    600℃，10h    ″    80   ″  ″
  10    ″     ″    ″     ″    ″   ″   ″   无    无    ″    ″   ″  ″
  11    ″     ″    ″     ″    ″   不存在   ″   100％N2    800℃，10h    ″    ″   ″  ″
  12    ″     ″    ″     ″    45   存在   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  13    ″     990    ″     910    89   ″   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  14    C     930    87     700    88   ″   不存在   ″    ″    不存在    ″   ″  ″
  15    D     940    ″     ″    ″   ″   不存在   ″    ″    ″    ″   ″  ″
  16    E     ″    ″     ″    ″   ″   存在   ″    ″    存在    ″   ″  ″
  17    F     910    88     660    89   ″   ″   ″    ″    ″    ″   ″  ″
                                                     表14
 编号  钢符号 热粗轧条件 热精轧条件  黑锈皮 热轧钢板退火气氛(vol％) 热轧钢板退火条件  酸洗 冷轧压缩率(％) 冷轧后再结晶退火条件 备注
 精整温度(℃)   轧制压缩率(％)  精整温度(℃)   轧制压缩率(％) 润滑
 18    A     910    87    650    90  存在   存在    100％N2   750℃，10h  存在     85   830℃，1min  可接受例
 19    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    ″   900℃，8h  ″     ″   ″  ″
 20    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    ″   650℃，20h  ″     ″   ″  ″
 21    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    2％H2-N2   750℃，10h  ″     80   ″  ″
 22    B     910    88    660    89   ″   ″    100％N2   700℃，15h  ″     ″   ″  ″
 23    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    ″   850℃，7h  ″     ″   ″  ″
 24    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    ″   900℃，10h  ″     ″   ″  ″
 25    C     930    88    670    88   ″   ″    ″   ″  ″     ″   ″  ″
 26    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    ″   750℃，10h  ″     ″   ″  ″
 27    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    2％H2-N2   800℃，10h  ″     ″   ″  ″
 28    D     940    88    680    88   ″   ″    100％N2   800℃，20h  ″     ″   ″  ″
 29    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″    3％H2-500ppmO2-N2   800℃，10h  ″     ″   ″  ″
 30    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″   100％N2   650℃，20h  ″     ″   ″  ″
 31    A     910    87    650    90   ″   ″   1％O2-N2   800℃，10h  ″     ″   ″  ″*1
 32    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″   ″   ″  ″     ″   ″  ″*2
 33    ″     ″    ″    ″    ″   ″   ″   ″   ″  ″     ″   ″  ″*3
*1  热镀铝           涂布量：50g/m2
*2  锌-铝热镀(Al：55mass％)       涂布量：80g/m2
*3  锌-铝热镀(Al：4.5mass％)      涂布量：75g/m2
                                                               表15
  编号                    机械特性           内部氧化物层  转化处理特性                    热镀特性     备注
   T.S.(MPa)    EL.(％) r-值    脆性(℃)        状态   厚度(μm) 热镀特性  镀层粘附特性  合金化速率   合金化外观
1 350 45 2.8 -50    存在于晶粒和晶粒边界中     35       ○     5     ○    ○     ○   可接受例
    2    355    44     2.7    ″    ″     25       ○     ″     ○    ○     ○   ″
    3    455    38     2.5    ″    ″     20       ○     ″     ○    ○     ○   ″
    4    600    31     2.4    ″    ″     15       ○     ″     ○    ○     ○   ″
    5    352    43     2.8    ″    不存在     0       ×     3     ○    ×     ○   对比例
6 357 44 2.6 ″    存在于晶粒边界中 2 × ″ ○ × ○ ″
7 351 42 1.3 ″    存在于晶粒和晶粒边界中     80       ○     5     ○    ×     ×   ″
    8    345    41     1.4    ″    ″     24       ○     ″     ○    ○     ○   ″
9 354 44 2.6 ″    存在于晶粒边界中 3 × 3 ○ × ○ ″
    10    350    45     1.8    ″    不存在     0       ×     ″     ○    ×     ○   ″
11 349 44 1.7 ″    存在于晶粒和晶粒边界中     26       ○     5     ○    ○     ○   ″
    12    346    45     1.9    ″    ″     25       ○     ″     ○    ○     ○   ″
    13    351    44     1.8    ″    ″     24       ○     ″     ○    ○     ○   ″
    14    446    37     2.4    ″    不存在     0       ×     2     ×    ×     ×   ″
    15    598    30     2.3    ″    ″     0       ×     1     ×    ×     ×   ″
16 440 37 1.0 ″    存在于晶粒和晶粒边界中     30       ○     5     ○    ○     ○   ″
    17    345    40     1.6    ±0    ″     22       ○     ″     ○    ○     ○   ″
                                                      表16
 编号                   机械特性        内部氧化物层  转化处理特性                   热镀特性     备注
   T.S.(MPa)     EL.(％) r-值   脆性(℃)        状态   厚度(μm)  热镀特性  镀层粘附特性  合金化速率   合金化外观
18 350 45 2.8 -50     存在于晶粒和晶粒边界中    30       ○     5     ○    ○     ○   可接受例
  19    ″     ″    ″   ″     ″    39       ○     ″     ○    ○     ○   ″
  20    ″     ″    ″   ″     ″    25       ○     ″     ○    ○     ○   ″
  21    ″     ″    ″   ″     ″    10       ○     4     ○    ○     ○   ″
22 355 44 2.7 -50     存在于晶粒和晶粒边界中    20       ○     5     ○    ○     ○   ″
  23    ″     ″    ″   ″     ″    22       ○     ″     ○    ○     ○   ″
  24    ″     ″    ″   ″     ″    8       ○     4     ○    ○     ○   ″
25 455 38 2.5 -50     存在于晶粒和晶粒边界中    30       ○     5     ○    ○     ○   ″
  26    ″     ″    ″   ″     ″    15       ○     ″     ○    ○     ○   ″
  27    ″     ″    ″   ″     ″    10       ○     4     ○    ○     ○   ″
  28    600     31    2.4   -50     存在于晶粒和晶粒边界中    25       ○     5     ○    ○     ○   ″
  29    ″     ″    ″   ″     ″    8       ○     4     ○    ○     ○   ″
  30    ″     ″    ″   ″     ″    13       ○     5     ○    ○     ○   ″
31 350 45 2.8 -50     存在于晶粒和晶粒边界中 35       ○     ″     ○    -     -   ″
  32    ″     ″    ″   ″     ″    35       ○     ″     ○    -     -   ″
  33    ″     ″    ″   ″     ″    35       ○     ″     ○    -     -   ″
如同从表15和16中看到的，所有根据本发明的钢板都有优良的机械特性而且在铁基表面层部分有足够量的内部氧化物层因此获得了优良的转化处理特性，热镀特性和合金化热镀特性。
工业实用性
因此，根据本发明，当被附着黑锈皮时热轧后的热轧钢板在大体上不引起还原的气氛中经受热处理，从而在钢板铁基体表面层部分形成了内部氧化物层且铁基体的最外表面层可被变为减少了易氧化金属元素固溶体量的铁层，并且因此转化处理特性和热镀特性能被相当大地提高。

Claims (9)

1.一种热轧钢板的生产方法，该方法是通过热轧基体钢然后进行酸洗的方法，其特征在于，在被附着黑锈皮时在650-950℃的温度范围内，并在实质上非还原的气氛中对该热轧后的钢板进行热处理，以使在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层。
2.一种热镀钢板的生产方法，其特征在于，该方法是使权利要求1所述的热轧钢板表面经受热镀。
3.一种生产合金化热镀钢板的方法，其特征在于，该方法是使权利要求1所述的热轧钢板表面经受热镀且进一步通过加热经受合金化处理。
4.一种生产冷轧钢板的方法，该方法是通过热轧基体钢成为热轧钢板然后对该热轧钢板进行酸洗，冷轧和再结晶退火的方法，其特征在于，该方法是在被附着黑锈皮时在650-950℃的温度范围内，并在实质上非还原的气氛中对该热轧后的钢板进行热处理，以使在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层。
5.一种生产热镀钢板的方法，其特征在于，该方法是使权利要求4所述的冷轧钢板表面经受热镀。
6.一种生产合金化热镀钢板的方法，其特征在于，该方法是使权利要求4所述的冷轧钢板表面经受热镀且进一步通过加热经受合金化处理。
7.一种生产具有优良可加工性的冷轧钢板的方法，其特征在于，使含有C：0.0005-0.005质量％，Si：不大于1.5质量％，Mn：不大于2.5质量％，Al：不大于0.1质量％，P：不大于0.10质量％，S：不大于0.02质量％，N：不大于0.005质量％，以及Ti：0.010-0.100质量％和Nb：0.001-0.100质量％中的一个或多个且其余为Fe和无法避免的杂质的钢在精轧温度不低于Ar3转化点但不高于950℃的条件下经受粗热轧，并在精轧温度不低于500℃但不高于Ar3转化点并且轧制压缩率：不少于80％的条件下通过润滑轧进行热精轧，然后在被附着黑锈皮时在650-950℃的温度范围，并在实质上非还原的气氛中对该热精轧后的钢板进行热处理，以使在钢板的铁基质表面层部分形成内部氧化物层然后被酸洗以去除黑锈皮，并在轧制压缩率为50-90％的条件下经受冷轧且进一步在不低于再结晶温度但不高于950℃的温度下经受再结晶退火。
8.一种生产具有优良可加工性的热镀钢板的方法，其特征在于，使权利要求7所述的冷轧钢板的表面经受热镀。
9.一种生产具有优良可加工性的合金化热镀钢板的方法，其特征在于，使权利要求7所述的冷轧钢板的表面经受热镀并进一步通过加热经受合金化处理。
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