CN117120638A - 钢板的制造方法 - Google Patents
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
本发明涉及的钢板的制造方法包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1质量％以下的钢原材，在所述钢原材的Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，以满足下述式1A的方式，在所述钢原材的Cr含量为小于0.2质量％的情况下，以满足下述式1B的方式，并且，在所述钢原材的Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，以满足下述式1C的方式进行退火的步骤，
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板的制造方法，该钢板适合用作含Si量高且具有高强度及高加工性的熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板的原板。
背景技术
在汽车行业，从提高燃料经济性以减少CO2以及提高碰撞安全性能的观点出发，需求汽车车身等汽车用构件的轻量化和高强度化。因此，在汽车车身等汽车用构件中采用有抗拉强度为980MPa以上的超高强度钢板。为了提高此种高强度钢板的加工性，已知在钢板的化学组成中含有廉价的Si的方法。通过在钢板的化学组成中含有Si，不仅可以提高钢板的强度，还可以提高其加工性。
通常，在将Si钢采用于汽车用构件的情况下，从确保耐腐蚀性及焊接性的观点出发，使用熔融镀锌钢板(GI钢板)、以及将该熔融镀锌钢板通过合金化而得到的合金化熔融镀锌钢板(GA钢板)。然而，在钢板中添加有Si的熔融镀锌钢板在其制造过程中，Si氧化物层覆盖钢板表面，因此最终会导致未镀敷、镀敷密接性低下、合金化处理中的合金化不均等问题。此外，在合金化熔融镀锌钢板的加工时还会产生镀层剥离等问题。为了抑制此种由于添加Si而引起的问题，钢原材中含有Si的熔融镀锌钢板多采用氧化还原法而进行制造，该氧化还原法使用具有氧化加热带和还原加热带的退火炉。根据氧化还原法，在氧化加热带所生成的氧化铁在还原退火过程中生成还原Fe层，因此可以使镀敷时的镀敷润湿性良好。此外，还采用通过提高热轧的卷取温度，预先在钢板上形成含有镀敷所需的giO2等的内部氧化层的方法。
此外，近年来，为了进一步提高熔融镀锌钢板的强度和加工性，针对良好地形成使钢板的Si含量增加到1质量％以上的熔融镀锌钢板或内部氧化层的方法，进行了各种开发。
具体而言，例如在专利文献1中记载了一种外观良好的高强度合金化熔融镀锌钢板，在以质量％计含有C：0.05～0.25％、Si：0.3～2.5％、Mn：1.5～2.8％、P：0.03％以下、S：0.02％以下、Al：0.005～0.5％、N：0.0060％以下并且余部为Fe和不可避免的杂质的高强度钢板上，具备含有Fe并且余部为Zn和不可避免的杂质的合金化熔融镀锌层，其特征在于：在从高强度钢板与镀敷层的界面离开5μm以下的钢板侧的晶界和晶粒内，含Si氧化物以0.6～10质量％的平均含有率存在，并且在镀敷层中，含Si氧化物以0.05～1.5质量％的平均含有率存在。
此外，例如在专利文献2中记载了一种高强度熔融镀锌钢板的制造方法，其是镀敷密接性、加工性及外观性优异的高强度熔融镀锌钢板的制造方法，并且包括：热轧步骤，将以质量％计含有C：0.05～0.30％、Si：0.1～2.0％、Mn：1.0～4.0％的板坯进行热轧后，在指定温度TC下卷取为卷材，且进行酸洗；冷轧步骤，对在所述热轧步骤中得到的热轧板进行冷轧；退火步骤，对在所述冷轧步骤中得到的冷轧板，在指定条件下进行退火；以及，熔融镀锌处理步骤，对通过所述退火步骤后的退火板，在含有0.12～0.22质量％的Al的熔融镀锌浴中进行熔融镀锌处理。
此外，例如在专利文献3中记载了一种冷轧钢板，其特征在于：将原材钢坯热轧后，在附着有黑色氧化皮的状态下，在实质上不发生还原的氛围中且在650～950℃的温度范围内进行热处理，在钢板中的基底钢表层部形成内部氧化层后，依照常法进行酸洗、冷轧和再结晶退火而获得。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-233333号
专利文献2：国际专利公开公报第2016/038801号
专利文献3：日本专利公开公报特开2000-309824号
发明内容
本发明的目的在于提供一种含Si量高、且能够抑制合金化不均、并且即便实际上不包括酸洗性评价步骤也具有良好的酸洗性的钢板的制造方法。
本发明人们为了解决上述问题而进行了深入研究，结果完成了本发明。
即，本发明第一个方面涉及一种钢板的制造方法，其包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上的钢原材，在满足下述式1及下述式2的条件下进行退火的步骤，
在式1和式2中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，P(H2)表示退火期间的周围气体氛围中的H2浓度，单位为体积％。
或者，本发明第一个方面涉及另一种钢板的制造方法，其包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1.0质量％以下的钢原材，在所述钢原材的Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，以满足下述式1A的方式，在所述钢原材的Cr含量为小于0.2质量％的情况下，以满足下述式1B的方式，并且，在所述钢原材的Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，以满足下述式1C的方式进行退火的步骤，
在式1A、式1B和式1C中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，Cr[％]表示所述钢原材的Cr含量，单位为质量％。
附图说明
图1是示出实施例1中的固溶Si量(重量％)与内部氧化层的量(g/m2)的相关关系的图(graph)。
图2是示出实施例3中的酸洗性评价试验的还原铁面积率(％)与晶界氧化深度(μm)的关系的图(graph)。
图3是示出基于实施例4中的酸洗性评价结果的、退火期间的均热保持温度与H2浓度的相关关系的图(graph)。
具体实施方式
如上所述，专利文献l～专利文献3中所记载的技术是关于使钢板的Si含量增加到1质量％以上的熔融镀锌钢板等的制造方法、以及良好地形成内部氧化层的方法的技术。
然而，在为了获得具有抗拉强度为980MPa以上的高强度并且具有高加工性的熔融镀锌钢板而使Si含量增加到1质量％以上的情况下，仅仅应用以往的制造方法难以获得使卷材整个表面均匀地合金化的合金化熔融镀锌钢板。尤其，在钢板的卷材宽度方向边缘(以下，简称为“宽度方向边缘”)附近，相比于钢板的卷材宽度方向中央(以下，简称为“宽度方向中央”)附近，难以使锌镀层均匀地合金化。
具体而言，在使用高Si钢的情况下，当将热轧卷取后的卷材进行冷却时，则卷材中钢板宽度方向边缘附近被急遽冷却。因此，在钢板宽度方向边缘附近，内部氧化层难以生长，形成薄层。另一方面，在钢板宽度方向中央附近，内部氧化层充分生长，形成厚层。此外，在后续的酸洗步骤中，宽度方向边缘附近的内部氧化层优先溶解。如此，内部氧化层的厚度在卷材宽度方向上不相同，从而产生合金化不均。
此种问题无法通过采用上述专利文献中记载的技术来解决。例如，在专利文献1所记载的钢板的制造方法中，并未考虑宽度方向边缘附近的卷材骤冷，因此不能够使内部氧化层残留在宽度方向边缘附近。而且，在专利文献2所记载的制造方法中，Si和Mn的含量越多，越需要降低卷取温度，难以在宽度方向边缘附近生成指定量的氧化物。其结果，即便采用专利文献1和专利文献2所公开的技术，也难以制造出：在钢板的卷材宽度方向上使合金化均匀地进行，从而不存在合金化不均的合金化熔融镀锌钢板。
另一方面，如专利文献3所记载那样，通过采用对热轧后的钢板再次进行热处理的方法，来可以更多地形成内部氧化层。然而，由于在热轧期间进行加热，并且还对钢板再次进行了热处理，因此形成于钢板表面的氧化铁皮进一步增加。其结果，会产生：即便其后进行酸洗，氧化铁皮也没有被充分去除而残存，这样的酸洗性不良的问题。其原因在于：钢板表面的氧化铁皮被部分地还原而成为还原铁。例如，在专利文献3所记载的制造方法中，由于热处理的温度高，因此还原铁覆盖了钢板表面，不能够通过酸洗来去除氧化皮。其结果，进行钢板的污染且进行钢板表面附近的脱碳，因此难以获得具有指定强度(例如980MPa的抗拉强度)的钢板。就还原铁的生成原理而言，例如日本专利公开公报特开2017-222887号进行了详细记载。还原铁由于受到炉内氛围等的影响，因此与钢板宽度方向中央附近相比，倾向于更多地形成在钢板宽度方向边缘附近。此外，该还原铁随着钢中Si添加量增加，而会更多地形成。
此外，目前，对于如上所述的钢板表面的氧化铁皮以如下基准进行酸洗性评价：在实际进行酸洗后，如果去除了氧化皮，则评价为酸洗性良好。从而，在氧化皮没有被去除的情况下，被评价为酸洗性不良。换而言之，对于酸洗性良好的情况以及酸洗性不良的情况，不存在酸洗性评价的定量性指标。
因此，为了有效率地制造含Si量高且具有高强度及高加工性熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板，需要一种钢板的制造方法，其能够将合金化不均的问题和有关还原铁的生成引起的酸洗性评价指标问题同时解决。
于是，本发明人们人针对能够制造出：即便Si含量多，也可以抑制合金化不均，并且，即便实际上不包括酸洗性评价步骤，也具有良好的酸洗性的钢板的制造方法，反复进行了各种研究。并且，本发明人们获知：在钢板的制造方法的退火步骤中，通过使均热保持温度T、均热保持时间t以及周围气体氛围中的H2浓度P(H2)满足指定的关系式，来可以解决合金化不均的问题和酸洗性的问题。
此外，从其它观点，本发明人们获知：在钢板的制造方法的退火步骤中，基于钢原材所含的Cr含量，通过使均热保持温度T、均热保持时间t以及Cr含量满足指定的关系式，来可以解决合金化不均的问题和酸洗性的问题。
即，根据本发明，可以提供一种含Si量高、且能够抑制合金化不均、并且即便实际上不包括酸洗性评价步骤也具有良好的酸洗性的钢板的制造方法。
以下，以第1实施方式和第2实施方式为例，对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明的范围并不局限于此处说明的实施方式，可以在不损害本发明主旨的范围内进行各种变更。
在本说明书，“内部氧化层”是指含有SiO2的内部氧化层(包括晶界氧化和晶内氧化双方的氧化部分)，其在热轧和退火的加热期间，能够生成在钢板内部。此外，在通过本发明的实施方式的方法来制造的钢板中，内部氧化层存在于钢板表层与钢板基材部分之间，该钢板基材部分是不含有SiO2等氧化物的钢板内侧的部分。如下面实施例所详细叙述那样，内部氧化层的量是通过在盐酸等酸性溶液中进行浸渍和溶解，从而以单位面积的溶解量(g/m2)来可以测定。
在本说明书中，“(钢板的)卷材宽度方向边缘”在不表示特定位置的情况下，基本上是指在卷材宽度方向上的两个边缘，即，在板宽方向上的两端。而且，在本说明书中，“(钢板的)卷材宽度方向边缘附近”是指在卷材宽度方向上的边缘位置的周边部位。在示出从卷材宽度方向边缘离开距离的特定位置的情况下，一并注明从该宽度方向边缘(换而言之，在宽度方向上0mm的位置)所离开的距离。
1.钢板的制造方法
本发明的第1实施方式的钢板的制造方法，只要使用Si含量为1.0质量％以上的钢原材(钢或钢板)，并且包括退火步骤，该退火步骤的条件满足如后述那样地包括H2浓度关系式的指定的关系式，就没有特别限定。
本发明的第2实施方式的钢板的制造方法，只要使用Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1.0质量％以下的钢原材(钢或钢板)，并且包括退火步骤，该退火步骤的条件满足如后述那样地与Cr含量相应的指定的关系式，就没有特别限定。
本发明的第1实施方式及第2实施方式，可以包括以下所述的任意步骤。
以下，对第1实施方式及第2实施方式的钢板的制造方法的一例进行说明。
(轧制用钢原材的准备)
首先，制作具有Si含量为1.0质量％以上的化学组成的轧制用板坯等钢原材。在包括与Cr含量相应的条件下的退火步骤的第2实施方式中，制作具有Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1.0质量％以下的化学组成的轧制用板坯等钢原材。需要说明的是，钢原材的化学组成的详情将在下面叙述。板坯等钢原材可以利用已知的任意方法来准备。作为板坯的制作方法，例如可例举通过熔炼具有后述的化学组成的钢，并且通过铸锭或连续铸造来制作板坯的方法。如有必要，可以将通过铸锭或连续铸造而获得的铸件进行开坯而获得板坯。
(热轧)
其次，使用所得到的板坯等钢原材进行热轧，获得热轧钢板。
热轧可以利用已知的任意条件的方法来进行。卷取温度设定为500℃～700℃。通过将卷取温度设定为500℃以上，可以使内部氧化层充分生长，在经过后续步骤后，容易确保宽度方向边缘附近的内部氧化层。卷取温度更优选为520℃以上，进一步优选为530℃以上。通过将卷取温度设定为700℃以下，可以更确实地降低热轧后的冷却过程中生成的还原铁的量，可以获得具有更良好的酸洗性的钢板。卷取温度更优选为680℃以下，进一步优选为660℃以下。
热轧时的其它条件，没有特别限定。例如，在进行热轧时，将热轧前的板坯依照常法在1000℃～1300℃以下的温度下均热保持，且将精轧温度设定为800℃以上，其后卷取为卷状钢板即可。此外，可以将热轧后所卷取的热轧钢板自然冷却至常温。
(退火)
此外，对所卷取的钢板，在如下所述的第1实施方式或第2实施方式的条件下进行退火。
在第1实施方式中，对所卷取的钢板，以满足以下关系式的方式进行退火。具体而言，对钢板，在满足下述式1及下述式2的条件下进行退火，
(在式1和式2中，T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度(℃)，t表示退火期间的均热保持时间(秒)，并且，P(H2)表示退火期间周围气体氛围中的H2浓度(体积％))。
在第2实施方式中，对所卷取的钢板，基于钢原材所含的Cr含量而以满足以下关系式的方式进行退火。
在Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，在满足下述式1A的条件下对钢板进行退火。
在Cr含量小于0.2质量％的情况下，在满足下述式1B的条件下对钢板进行退火。
并且，在Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，在下述式1C的条件下对钢板进行退火。
需要说明的是，在上述式1A、上述式1B及上述式1C中，T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度(℃)，t表示退火期间的均热保持时间(秒)，并且，Cr[％]表示钢原材的Cr含量(质量％)。
此外，在第2实施方式的钢板的制造方法，优选：对所卷取的钢板，基于钢原材所含的Cr含量而以满足以下条件的方式进行退火。
在Cr含量为0.6质量％以下的情况下，优选：在满足上述式1A的条件下对钢板进行退火。
另一方面，在Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，优选：在满足上述式1C的条件下对钢板进行退火。
在该情况下，在上述式1A及上述式1C中，亦然T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度(℃)，t表示退火期间的均热保持时间(秒)，并且，Cr[％]表示钢原材的Cr含量(质量％)。
此外，在第2实施方式的钢板的制造方法中，优选：退火期间的周围气体氛围中的H2浓度(体积％)为0体积％。
通过在上述式1、上述式1A、上述式1B及上述式1C的下限值所规定的条件下进行退火，来可以使内部氧化层良好地生长而残留直至钢板宽度方向边缘附近。其结果，可以获得能够均匀地进行合金化的钢板。优选：使内部氧化层良好地生长而残留在不仅从钢板的宽度方向中央到宽度方向边缘，而且从钢板的与轧制方向平行的方向上的前端(以下，也称为“轧制方向前端”)到与轧制方向平行的方向上的后端(以下，也称为“轧制方向后端”)。其结果，可以获得能够在钢板的大致整个表面都不产生波动而大致均匀地并且确实地进行合金化的钢板。需要说明的是，仅仅通过在上述热轧中卷取时的加热，难以使内部氧化层充分地生长在宽度方向边缘。
此外，通过在由上述式1的上限值及上述式2所规定的条件下，或者在由与Cr含量相应的上述式1A、上述式1B或上述式1C的上限值所规定的条件下进行退火，来可以充分抑制在钢板的表面生成还原铁。其结果，即便实际上不包括酸洗性评价步骤，也可以获得具有良好的酸洗性的钢板，因此在后续的酸洗中去除氧化皮并不困难。
此处，首先说明第1实施方式中的上述式1及上述式2的推导经过。
当将退火期间的均热保持温度设为T(℃)，且将退火期间的均热保持时间设为t(秒)，则在退火生成的内部氧化层的量x(g/m2)正比于由下面式3表示的值。
X2∝exp(-Q/R(T+273))×t 式3
在上述式3中，R表示气体常数8.31[J/(K·mol)]，Q表示铁中的氧扩散的活化能＝89.5(kJ/mol)。因此，通过代入这些数值，则可以将内部氧化层的量x(g/m2)的数式由下面式4来表示。需要说明的是，在式4中，A为系数。
此处，将均热保持温度T为540℃和均热保持时间t为30小时(108000秒)的条件代入上述式4而获得的x2，如下述式5所示那样地规定为下限值。该下限值的规定可以作为：用于制造能够抑制合金化不均的钢板的条件。在本说明书中，该下限值也简称为“内部氧化层的与合金化不均相关的下限值”或“下限值”。需要说明的是，如果均热保持温度T过低，则不能够形成内部氧化层，因此下式5中的T为500℃以上。
即，
此外，将均热保持温度T为620℃和均热保持时间t为30小时(108000秒)的条件代入上述式4而获得的x2，如下述式6所示那样地规定为上限值。该上限值的规定可以作为：用于制造还原铁的生成得到抑制、且具有良好的酸洗性的钢板的条件。在本说明书中，该上限值也简称为“内部氧化层的与酸洗性相关的上限值”或“上限值”。
即，
将如上所述地导出的上述式5和上述式6结合起来，则可以得出所述式1。此外，退火期间的周围气体氛围中的H2浓度P(H2)(体积％)，在与均热保持温度T(℃)的关系中，还需要满足所述式2的条件。
其次，说明第2实施方式中的上述式1A、上述式1B及上述式1C的推导经过。
在第2实施方式中，内部氧化层的与合金化不均相关的下限值“0.19”的规定方法，与上述第1实施方式相同。第2实施方式中的上限值如下所示地进行了规定。
在Cr含量小于0.2质量％的情况下，基于Cr含量为0.2质量％时的上限值的数值，规定为相同的上限值。具体而言，在Cr含量小于0.2质量％的情况下，将均热保持温度T为620℃和均热保持时间t为30小时(108000秒)的条件代入上述式4而获得的x2，如上述式6所示那样地规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。该上限值的规定可以作为：在Cr含量小于0.2质量％的情况下，用于制造还原铁的生成得到抑制、且具有良好的酸洗性的钢板的条件。
在Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，基于Cr含量为0.6质量％时的上限值的数值，规定为相同的上限值。具体而言，在Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，将均热保持温度T为650℃和均热保持时间t为30小时(108000秒)的条件代入上述式4而获得的x2，如下述式7所示那样地规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。该上限值的规定可以作为：在Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，用于制造还原铁的生成得到抑制、且具有良好的酸洗性的钢板的条件。
即，
在Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，将通过Cr含量为0.2质量％时的上限值0.63和Cr含量为0.6质量％时的上限值0.93这2点的相对于Cr含量的上限值的直线，如下述式8所示那样地规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。该上限值的规定可以作为：在Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，用于制造还原铁的生成得到抑制、且具有良好的酸洗性的钢板的条件。
即，
将如上所述地导出的上述式6、上述式7及上述式8结合起来，则可以得出与钢原材所含的Cr含量相应的所述式1A、所述式1B及所述式1C。
优选：在Cr含量小于0.2质量％的情况下，也可以与Cr含量为0.2质量％以上且0.6质量％以下的情况同样地，将通过Cr含量为0.2质量％时的上限值0.63和Cr含量为0.6质量％时的上限值0.93这2点的相对于Cr含量的上限值的直线，如上述式8所示那样地规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。
(酸洗)
其次，优选对退火后的钢板进行酸洗。酸洗方法并无特别限定，可以采用公知的任意方法。例如，可以通过使用盐酸等进行浸渍来去除氧化皮。
根据第1实施方式的钢板的制造方法，上述退火步骤在所述式1的上限值及所述式2所规定的条件下进行退火。或者，根据第2实施方式的钢板的制造方法，上述退火步骤，基于钢原材所含的Cr含量而在所述式1A、所述式1B或所述式1C的上限值所规定的条件下(优选为所述式1A或所述式1C的上限值所规定的条件下)进行退火。因此，可以充分抑制在钢板表面生成还原铁，待被酸洗的钢板具有良好的酸洗性。因此，依照常法，通过将酸洗液的浓度、酸洗液的温度及酸洗时间等酸洗条件设定为通常的数值，来可以容易且有效率地去除附着于钢板的氧化皮，而不会产生残存氧化铁皮的问题。
例如，在使用盐酸作为酸洗液的情况下，盐酸浓度优选设定为3质量％以上，更优选设定为5质量％以上。另一方面，在使用盐酸作为酸洗液的情况下，盐酸浓度优选设定为20质量％以下，更优选设定为15质量％以下。此外，例如，酸洗液的温度优选设定为60℃以上，更优选设定为70℃以上。另一方面，酸洗液的温度优选设定为90℃以下，更优选设定为80℃以下。酸洗时间可以根据酸洗液的浓度和温度来适当调整。
(冷轧)
此外，可以对酸洗后的钢板进行冷轧。冷轧的方法并无特别限定，可以采用公知的任意方法。例如，为了获得所期望的板厚，可以将冷轧的冷轧率设定为10％～70％的范围内。钢板的板厚并无特别限定。
通过包括如上所述的退火步骤和任意步骤，可以制造第1实施方式或第2实施方式的钢板。
2.熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板的制造方法
通过本发明的第1实施方式或第2实施方式的方法来制得的钢板，可以适合用作含Si量高且具有高强度及高加工性的熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板的原板。以下，对该熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板的制造方法的一例进行说明。
(氧化处理和还原处理)
起初，对上述第1实施方式或第2实施方式中制得的钢板的表面进行氧化还原法中的退火。首先，对钢板表面实施氧化处理，从而在钢板表面形成氧化Fe层。并且，对该氧化Fe层在还原性氛围中实施还原处理(在本说明书中，也称为“还原退火处理”)，从而形成还原Fe层。此时，因还原而从氧化Fe层被供应的氧会将钢板内部的Si及Mn氧化。即，通过采用此种氧化还原法中的退火，来可以使氧化Fe层成为阻挡层，可以将Si的氧化物保留在钢板内部，从而可以抑制固溶Si量在钢板表层附近增加。其结果，可以使对于熔融镀锌的润湿性变得良好，最终可以更确实地减少合金化不均。
通过使用公知的任意一个或多个设备，来可以进行氧化处理和还原处理。从生产效率、成本方面以及质量保证的观点出发，优选使用连续熔融镀锌线(CGL：ContinuousGalvanizing Line)的设备。通过使用连续熔融镀锌线，可以在一系列的生产线上连续进行氧化还原法中的氧化处理和还原处理、以及后述的熔融镀锌处理和合金化处理。更具体而言，作为氧化还原法中的氧化处理和还原处理，例如更优选使用无氧化炉(NOF：Non OxygenFurnace)型或直燃炉(DFF：Diret Fired Furnace)型的连续熔融镀锌线中的退火炉来进行。
氧化处理优选在例如NOF型或DFF型退火炉内的氧化加热带等中且在钢板温度为750℃以下的加热温度下，对钢板的表面实施。通过将钢板温度设定为750℃以下，可以获得具有良好的镀敷密接性的熔融镀锌钢板。
氧化处理中的钢板温度优选为730℃以下，更优选为720℃以下，进一步优选为700℃以下。氧化处理中的钢板温度的下限并无特别限定，只要是在后述的气体氛围中，在钢板的表面形成氧化Fe层的温度即可。例如，氧化处理中的钢板温度优选为650℃以上，更优选为670℃以上。
氧化处理中的升温时间优选为10秒以上，更优选为15秒以上。另一方面，例如，氧化处理中的升温时间优选为120秒以下，更优选为90秒以下。
氧化处理并无特别限定，例如可以在包含O2、Co2、N2及H2O的气体氛围中进行。更详细而言，氧化处理例如可以在NOF型或DFF型的退火炉等中，且在焦炉气(COG：Cokes OvenGas)、液化石油气(LPG：Liquefied Petroleum Gas)等燃烧性气体中，在未燃烧的O2浓度得到控制的气体氛围中进行。O2浓度优选控制在100ppm～17000ppm的范围内。O2浓度更优选控制为500ppm以上，进一步优选控制为2000ppm以上。另一方面，O2浓度更优选控制为15000ppm以下，进一步优选控制为13000ppm以下。
还原退火处理中的钢板的加热温度(均热保持温度)并无特别限定，可以在因氧化处理而形成的氧化Fe层变为还原Fe层的温度下进行。具体而言，在优选为Ac3点以上的均热保持温度下进行还原退火为宜。需要说明的是，Ac3点可以基于下式(i)算出(“莱斯利铁钢材料学”(丸善株式会社发行、William C.Leslie著、第273页))。式(i)中的[]所包围的元素符号表示该元素的含量(质量％)。
Ac3(℃)＝910-203×[C]1/2-15.2×[Ni]+44.7×[Si]+104×[V]+31.5×[Mo]+13.1×[W]-{30×[Mn]+11×[Cr]+20×[Cu]-700×[P]-400×[A1]-120×[As]-400×[Ti]}(i)
此外，还原处理中的加热时间(均热保持时间)并无特别限定，可以适当调整使得因氧化处理而形成的氧化Fe层变为还原Fe层。例如，还原处理中的加热时间优选为30秒以上，更优选为45秒以上。另一方面，还原处理中的加热时间优选为600秒以下，更优选为500秒以下。
还原退火处理例如可以在NOF型或DFF型退火炉内的还原加热带等中，通过公知的任意处理方法来进行。具体而言，可以在主要包含H2气体、和如N2等惰性气体的还原性氛围中，通过对钢板表面进行加热来进行。在使用包含H2气体、和如N2等惰性气体的混合气体的情况下，例如可以以3体积％～25体积％的比例包含H2气体，并且作为余部而包含如N2等惰性气体。
(熔融镀锌处理)
此外，通过对还原处理后的钢板实施熔融镀锌处理，从而在钢板表面形成镀锌层，来可以制造熔融镀锌钢板。
熔融镀锌处理的方法并无特别限定，可以采用公知的任意方法。例如，通过将钢板以400℃～500℃左右的钢板温度浸渍于镀锌浴中，从而可以在钢板表面形成镀锌层。此外，钢板在镀锌浴中的浸渍时间可以根据所期望的镀锌附着量来进行调整。
(合金化处理)
合金化熔融镀锌钢板的制造方法包括：对通过上述方法得到的熔融镀锌钢板上所形成的镀锌层，进行合金化的步骤。
具体而言，通过以指定的合金化温度对熔融镀锌钢板进行加热，来可以使钢板所含的Fe原子扩散到镀锌层中，从而可以对镀锌层进行合金化。合金化方法并无特别限定，可以采用公知的任意方法。合金化温度并无特别限定，例如优选可以设定为480℃～650℃。在合金化温度之下的加热时间也没有特别限定，例如优选可以设定为10秒～40秒。此外，合金化的加热例如可以在大气氛围中进行。
3.钢原材的化学组成
在第1实施方式的钢板的制造方法中所使用的钢原材的化学组成，除Si以外没有特别限定。此外，在第2实施方式的钢板的制造方法中所使用的钢原材的化学组成，除Si和Cr以外没有特别限定。
以下，对第1实施方式及第2实施方式中的钢原材的化学组成的一例进行说明。
[Si：1质量％以上]
Si是廉价的钢的强化元素，并且不易对钢板的加工性造成影响。此外，Si是可以抑制通过对于提高钢板加工性有效的残余奥氏体的分解而使碳化物生成的元素。为了有效地发挥该作用，Si含量为1.0质量％以上，优选为1.1质量％以上，进一步优选为1.2质量％以上。Si含量的上限并无特别限定，但若Si含量过多，则存在Si的固溶强化作用变得显著而造成轧制负荷增大之虞，并且存在当热轧时则由于产生Si氧化皮从而让钢板产生表面缺陷的可能性。因此，例如从制造稳定性的观点出发，Si含量优选为3.0质量％以下，更优选为2.7质量％以下，进一步优选为2.5质量％以下。
[Mn：优选为1.5质量％以上且为3.0质量％以下]
与Si同样，Mn也是廉价的钢的强化元素，可以有效地提高钢板强度。Mn是为了确保熔融镀锌钢板的抗拉强度最终达到980MPa以上而特别有效的强化元素，其与Si一起，并且根据需要还与C一起添加到钢。此外，Mn是有助于通过使奥氏体稳定化，从而生成残余奥氏体来提高钢板加工性的元素。为了有效地发挥该作用，Mn含量优选为1.5质量％以上，更优选为1.8质量％以上，进一步优选为2.0质量％以上。然而，若Mn含量过多，则存在钢板的延展性低下、对钢板的加工性产生不良影响、以及钢板的焊接性下降之虞。从该观点出发，Mn含量优选为3.0质量％以下，更优选为2.8质量％以下，进一步优选为2.7质量％以下。
[C：优选为0.08质量％以上且为0.30质量％以下]
C是可以有效地提高钢板强度的元素，并且是为了确保熔融镀锌钢板的抗拉强度最终达到980MPa以上而特别有效的强化元素，其与Si一起，并且根据需要还与Mn一起添加到钢中。此外，C是为了确保残余奥氏体从而改善加工性而必要的元素。为了有效地发挥该作用，C含量优选为0.08质量％以上，更优选为0.11质量％以上，进一步优选为0.13质量％以上。从确保钢板强度的观点出发，优选C含量较多，但是若C含量过多，则存在耐腐蚀性、点焊性及加工性变差之虞。因此，C含量优选为0.30质量％以下，更优选为0.25质量％以下，进一步优选为0.20质量％以下。
[P：优选超过0质量％且为0.1质量％以下]
P是不可避免地存在的杂质元素。若P含量过量，则存在焊接性变差之虞。因此，P含量优选抑制到0.1质量％以下，更优选抑制到0.08质量％以下，进一步优选抑制到0.05质量％以下。
[S：优选超过0质量％且为0.05质量％以下]
S是不可避免地存在的杂质元素。在通常情况下，钢不可避免地含有0.0005质量％左右的S。若S含量过量，则存在：形成硫化物类夹杂物，在腐蚀环境下促进吸氢，使钢板的耐延迟破坏性变差，而且钢板的焊接性和加工性变差之虞。因此，S含量优选抑制到0.05质量％以下，更优选抑制到0.01质量％以下，进一步优选抑制到0.005质量％以下。
[Al：优选超过0质量％且为1.0质量％以下]
Al是具有脱酸作用的元素。为了有效地发挥该作用，Al含量优选超过0质量％，更优选为0.005质量％以上，进一步优选为0.02质量％以上。如果Al含量过量，则存在氧化铝等夹杂物增加、以及钢板的加工性变差之虞。因此，Al含量优选为1.0质量％以下，更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.5质量％以下。
[Cr：优选超过0质量％且为1.0质量％以下]
Cr是有效地提高钢板强度的元素。此外，Cr是使钢板的耐腐蚀性提高的元素，具有抑制因钢板腐蚀而产生氢的作用。具体而言，Cr具有促进氧化铁(α-FeOOH)生成的作用。氧化铁被认为：在大气中生成的锈中，其在热力学方面稳定并且具有保护性。通过促进该锈的生成，可以抑制所产生的氢渗入钢板，即便在严重的腐蚀环境下，例如在氯化物的存在下，使用钢板之情况下，也能够充分抑制由氢引起的辅助开裂。此外，与B和Ti同样，Cr是还对于钢板的耐延迟破坏性有效的元素，因此可以对钢板的强度和伸长率等加工性不造成影响的范围内进行添加。为了有效地发挥这些作用，Cr含量优选超过0质量％，更优选为0.003质量％以上，进一步优选为0.01质量％以上。另一方面，若Cr含量过量，则存在钢板的伸长率等加工性变差之虞。因此，Cr含量优选为1.0质量％以下，更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.6质量％以下。
在第1实施方式的钢板的制造方法中，为了更确实地获得与酸洗性相关的良好的效果，Cr含量优选为超过0质量％且为0.4质量％以下，更优选为0.1质量％以上且0.3质量％以下，进一步优选为0.2质量％以上且0.3质量％以下，特别优选为0.2质量％。
另一方面，在第2实施方式的钢板的制造方法中，Cr含量为1质量％以下即可。具体而言，根据Cr含量，以均热保持温度T、均热保持时间t以及Cr含量满足指定的关系式的方式进行调整，由此可以获得与酸洗性相关的良好的效果。
[Cu：优选超过0质量％且为1.0质量％以下]
与Cr同样，Cu也是有效地提高钢板的强度，并且具有抑制因钢板腐蚀而产生氢的作用，从而提高钢板的耐腐蚀性的元素。与Cr同样，Cu还具有促进氧化铁生成的作用。为了有效地发挥这些作用，Cu含量优选超过0质量％，更优选为0.003质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上。另一方面，从钢板的加工性的观点出发，Cu含量优选为1.0质量％以下，更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.5质量％以下。
[Ni：优选超过0质量％且为1.0质量％以下]
与Cr和Cu同样，Ni也是有效地提高钢板的强度，并且具有抑制因钢板腐蚀而产生氢的作用，从而提高钢板的耐腐蚀性的元素。与Cr和Cu同样，Ni还具有促进氧化铁生成的作用。为了有效地发挥这些作用，Ni含量优选超过0质量％，更优选为0.003质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上。另一方面，从钢板的加工性的观点出发，Ni含量优选为1.0质量％以下，更优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.5质量％以下。
[Ti：优选超过0质量％且为0.15质量％以下]
与Cr、Cu和Ni同样，Ti也是有效地提高钢板的强度，并且具有抑制因钢板腐蚀而产生氢的作用，从而提高钢板的耐腐蚀性的元素。与Cr、Cu和Ni同样，Ti具有促进氧化铁生成的作用。此外，与B和Cr同样，Ti也是对于钢板的耐延迟破坏性有效的元素，因此可以对钢板的强度和伸长率等加工性不造成影响的范围内进行添加。为了有效地发挥这些作用，Ti含量优选超过0质量％，更优选为0.003质量％以上，进一步优选为0.05质量％以上。另一方面，从钢板的加工性的观点出发，Ti含量优选为0.15质量％以下，更优选为0.12质量％以下，进一步优选为0.10质量％以下。
[Nb：优选超过0质量％且为0.15质量％以下]
Nb是有效地提高钢板强度，并且使淬火后的奥氏体晶粒微细化而起到改善钢板韧性的作用的元素。为了有效地发挥该作用，Nb含量优选超过0质量％，更优选为0.03质量％以上，进一步优选为0.005质量％以上。另一方面，如果Nb含量过量，则存在生成大量碳化物、氮化物或碳氮化物，从而钢板的加工性或耐延迟破坏性变差之虞。因此，Nb含量优选为0.15质量％以下，更优选为0.12质量％以下，进一步优选为0.10质量％以下。
[V：优选超过0质量％且为0.15质量％以下]
与Nb同样，V也是有效地提高钢板强度，并且使淬火后的奥氏体晶粒微细化而起到改善钢板韧性的作用的元素。为了有效地发挥该作用，V含量优选超过0质量％，更优选为0.03质量％以上，进一步优选为0.005质量％以上。另一方面，如果V含量过量，则与Nb同样地存在生成大量碳化物、氮化物或碳氮化物，从而钢板的加工性或耐延迟破坏性变差之虞。因此，V含量优选为0.15质量％以下，更优选为0.12质量％以下，进一步优选为0.1质量％以下。
[B：优选超过0质量％且为0.005质量％以下]
B是对于提高钢板的淬火性和焊接性有效的元素。此外，与Ti和Cr同样，B也是对于钢板的耐延迟破坏性有效的元素，因此可以对钢板的强度和伸长率等加工性不造成影响的范围内进行添加。为了有效地发挥这些作用，B含量优选超过0质量％，更优选为0.0002质量％以上，进一步优选为0.0003质量％以上，特别优选为0.0004质量％以上。另一方面，如果B含量过量，则存在该效果饱和，并且延展性降低而加工性变差之虞。因此，B含量优选为0.005质量％以下，进一步优选为0.004质量％以下，进一步优选为0.003质量％以下。
[N：优选超过0质量％且为0.01质量％以下]
N是不可避免地存在的杂质元素。如果N含量过量，则存在因形成氮化物而让钢板的加工性变差之虞。尤其，为了提高淬火性而在钢板含有B的情况下，N与B结合而形成BN析出物，妨碍B的提高淬火性作用。因此，N含量优选抑制到0.01质量％以下，更优选抑制到0.008质量％以下，进一步优选抑制到0.005质量％以下。
此外，本发明的第1实施方式及第2实施方式中的钢原材的化学组成除了上述成分以外，在不妨碍强度和充分的加工性的范围内，还可以含有其它众所周知的任意成分。
[余部]
余部是Fe和不可避免的杂质。作为不可避免的杂质，允许混入根据原料、器材、制造设备等的状况而带入的微量元素(例如As、Sb、Sn等)。需要说明的是，上述P、S及N通常含量越少越优选，因此可视为不可避免的杂质。然而，这些元素可以通过将含量限制为特定范围而在本发明中发挥其效果，因此如上所述地进行了规定。因此，在本说明书中，构成余部的“不可避免的杂质”的概念不包括其组成范围所规定的元素。
根据本发明的第1实施方式及第2实施方式的钢板的制造方法，即便Si含量为1质量％以上，也可以获得既能抑制合金化不均又具有良好的酸洗性的钢板。尤其，在钢板的制造步骤中，不需要包括评价酸洗前和酸洗后的钢板表面的氧化皮的酸洗性的步骤、测定钢板表面所生成的还原铁量的步骤等。
具体而言，根据第1实施方式的钢板的制造方法，只将退火期间的均热保持温度T、均热保持时间t以及周围气体氛围中的H2浓度P(H2)的条件设定为满足预先规定的指定的关系式，则可以有效率地获得具有上述效果的钢板。
根据第2实施方式的钢板的制造方法，只基于Cr含量而将退火期间的均热保持温度T和均热保持时间t的条件设定为满足预先规定的指定的关系式，则可以有效率地获得具有上述效果的钢板。
此外，如上所述，在使用通过第1实施方式或第2实施方式的方法制得的钢板来制造熔融镀锌钢板及合金化熔融镀锌钢板时，通过使用连续熔融镀锌线，在一系列的生产线上可以连续进行氧化处理、还原处理、熔融镀锌处理和合金化处理。通过使用该生产线，来可以在保证产品质量的前提下，更廉价且高效率地制造出不存在合金化不均的高强度及高加工性的合金化熔融镀锌钢板。具体而言，如此制造的合金化熔融镀锌钢板可以具有980MPa以上的抗拉强度。
以上，对本发明的概要进行了说明，将本发明的实施方式中的钢板的制造方法总结如下。
本发明第一个方面涉及一种钢板的制造方法，其包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上的钢原材，在满足下述式1及下述式2的条件下进行退火的步骤，
在式1和式2中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，P(H2)表示退火期间的周围气体氛围中的H2浓度，单位为体积％。
或者，本发明第一个方面涉及另一种钢板的制造方法，其包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1.0质量％以下的钢原材，在所述钢原材的Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，以满足下述式1A的方式，在所述钢原材的Cr含量为小于0.2质量％的情况下，以满足下述式1B的方式，并且，在所述钢原材的Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，以满足下述式1C的方式进行退火的步骤，
在式1A、式1B和式1C中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，Cr[％]表示所述钢原材的Cr含量，单位为质量％。
在上述第一个方面涉及的另一种钢板的制造方法中，优选包括以下步骤：对Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1.0质量％以下的钢原材，在所述钢原材的Cr含量为0.6质量％以下的情况下，在满足下述式1A的条件下进行退火，并且，在所述钢原材的Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，在满足下述式1C的条件下，进行退火的步骤，
在式1A和式1C中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，Cr[％]表示所述钢原材的Cr含量，单位为质量％。
在上述钢板的制造方法中，优选还包括以下步骤：在所述退火前，对所述钢原材进行热轧，并且在500℃～700℃下进行卷取的步骤。
在上述钢板的制造方法中，优选还包括以下步骤：在所述退火后，对钢板进行酸洗，然后进行冷轧的步骤。
实施例
以下，通过实施例进一步具体说明本发明，但是本发明并不因为实施例而受到任何限定。
(实施例1)
在实施例1中，求出了能够抑制合金化不均的内部氧化层的量x(g/m2)的下限值。
具体而言，使用Si含量为1.0质量％以上的钢原材而实际制造了钢板，并且调查了自钢板表面到至深度1μm为止的固溶Si量(重量％)(详细而言，固溶Si量的平均值(重量％))、内部氧化层的量(g/m2)以及合金化不均抑制效果的关联性。
首先，将如下表1所示的化学组成的钢材(钢种A)在转炉中熔炼后，由连续铸造制造了板坯。对于所得的板坯，将精轧结束温度设为900℃，进行热轧直至板厚成为2.0mm，在640℃下进行卷取，并将所得的热轧钢板冷却至常温了。其后，将热轧钢板搁置在退火炉中进行了退火。退火条件是在N2-0.5体积％H2的非还原性氛围中，将热轧钢板以约8.5小时升温至580℃，在580℃下均热保持30小时，接着花出约5小时时间冷却至200℃以下了。其后，将所得的退火后的钢板，使用浓度为8重量％的盐酸在85℃下浸渍40秒，由此进行了酸洗。最后，将钢板从板厚2.0mm冷轧到1.4mm，获得了目标钢板。
表1
首先，使用剪切机从得到的钢板的各种位置切出了20mm×20mm×1.4mm(板厚)的试片。其后，针对各个试片，测定了自钢板表面至深度1μm为止的固溶Si量(重量％)(详细而言，固溶Si量的平均值(重量％))。使用全自动扫描型X射线光电子能谱分析装置(ULVAC-PHI，Inc.制造、“Quantera-SXM”)来测定了钢板表面的固溶Si量。测定条件如下：X射线输出：24.2W、X射线束直径：100μm、及分析位置：深度1μm。具体而言，使用下述式进行了计算。即，求出Si(Si-Si，Fe-Si)相对于(Si(SiOx)+Si(Si-Si，Fe-Si)}的峰面积强度的比率，并将所得的比率乘以实际的钢中Si含量，由此算出了固溶Si量(重量％)。
固溶Si量(重量％)＝[Si(Si-Si，Fe-Si)/(Si(SiOx)+Si(Si-Si，Fe-Si)}]×钢中Si含量
此外，并且对于已测定了固溶Si量(重量％)的试片进行了内部氧化层的量(g/m2)的测定。具体而言，使用浓度为10质量％的盐酸，在温度80℃的条件下浸渍了所切出的试片，并且测定了每单位面积的溶解量(g/m2)。
图1的图示出了如此测得的固溶Si量(重量％)与内部氧化层的量(g/m2)的相关关系。此处，图1中的虚线所表示的以下的公式是通过回归分析导出的。R为相关系数。
v(固溶Si量(重量％))＝-0.1169x(内部氧化层的量(g/m2))+1.8723(R2＝0.997)
接着，为了调查固溶Si量(重量％)及内部氧化层的量(g/m2)与合金化不均抑制效果之间的关系，从得到的钢板制造了合金化熔融镀锌钢板。首先，对得到的钢板，使用具有NOF型退火炉的连续熔融镀锌线，进行了氧化处理、还原处理、熔融镀锌处理及合金化处理。在氧化处理中，在包含小于17000ppm的O2、以及CO2、N2和H2O的燃烧废气氛围中，以将钢板温度在45秒的升温时间内成为约710℃(680℃～730℃)的方式，对钢板进行了加热。此处，“钢板温度”是指在作为氧化加热带的NOF中被加热控制的钢板所达到的最高钢板温度。在还原处理中，在N2-H2的气体氛围中且在约800℃(770℃～820℃)的均热保持温度下，加热了50秒。在熔融镀锌处理中，将还原后的钢板浸渍于430℃的镀锌浴中，形成了熔融镀锌层。如此获得了熔融镀锌钢板，其后，通过合金化处理获得了合金化熔融镀锌钢板。
此外，对于如此得到的合金化熔融镀锌钢板，评价了合金化不均是否得到抑制。具体而言，目视观察所得到的合金化熔融镀锌钢板的外观，在进行了Zn-Fe合金化，从而消失了Zn的金属光泽消失的情况下，评价为“○”。另一方面，在残存Zn的金属光泽的情况下，评价为“×”。
合金化不均评价的结果表明：如果自钢板表面至深度1μm为止的固溶Si量为1.36重量％以下，则可以在该固溶Si量的钢板表面部位抑制合金化不均。根据图1的图可知：固溶Si量为1.36重量％以下之事对应于内部氧化层的量为4.4g/m2以上之事。即，如果内部氧化层的量为4.4g/m2以上，则在显示该内部氧化层的量的钢板表面部位可以抑制合金化不均。
(实施例2)
其次，对导出所述式1的下限值“0.19”的钢板的制造方法的实施例进行详细说明。
在实施例2中，首先，将热轧的卷取温度设为550℃，将退火期间的均热保持温度设为540℃，将退火期间的均热保持时间设为30小时(108000秒)，其它与实施例1相同，采用与实施例1相同的方法制造了钢板。此外，采用与实施例1相同的方法，测定了钢板的指定位置的试片的内部氧化层的量(g/m2)。需要说明的是，在本实施例2中，不仅了使用钢种A的钢材，而且使用如下表2所示的钢种B的钢材来制造了钢板，并且测定了内部氧化层的量(g/m2)。钢板的试片是从钢板的轧制方向前端离开10m的位置、并且从钢板的卷材宽度方向边缘离开0mm～20mm、20mm～40mm、40mm～60mm或60mm～80mm的位置进行了切出。
其结果，任意位置的试片都超过了上述实施例1中所算出的能够抑制合金化不均的内部氧化层的量的下限值(即，4.4g/m2)。这说明实施例2中所制造的钢板，尤其在卷材宽度方向上，可以抑制合金化不均。此外，将该实施例2的退火时的条件代入所述式4而获得的x2是内部氧化层的量的平方。因此，这说明代入所述式4而获得的x2，如所述式5所示那样，可以规定为内部氧化层的与合金化不均相关的下限值。这是基于如下认知：如果内部氧化层的量过少，则钢板表面附近的固溶Si量增加，从而产生合金化不均。将实施例2的结果汇总示于以下表3中。
表2
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(实施例3)
在实施例3中，为了具有良好的酸洗性效果，求出了退火后的钢板宽度方向边缘附近试片的还原铁面积相对于氧化铁皮面积的比率(％)(以下，简称为“还原铁面积率(％)”)的上限值。
具体而言，使退火期间的均热保持温度及均热保持时间进行变化，其它与实施例1相同，采用与实施例1相同的方法制造了酸洗前的各种钢板。其后，测定了所得的各个退火后的钢板宽度方向边缘附近的试片的还原铁面积相对于氧化铁皮面积的比率(％)。具体而言，从与钢板的轧制方向平行的方向上的无规性位置，即从宽度方向边缘离开0mm～100mm的部分切出了该钢板宽度方向边缘附近的试片。
详细而言，采用大津方法对试片的截面SEM图像中观察到的氧化皮图像进行二值化，算出亮度较大的群在氧化皮整体中所占的面积率，由此测定了还原铁面积率。作为参考，同时还测定了内部氧化层的晶界氧化深度(μm)。具体而言，采用如下方式进行了测定：同样地使用截面SEM图像中所观察到的试片的表面影像，从与试片表面水平的方向上的5个无规性点测定晶界氧化深度，并且算出其平均值。一般而言，如果内部氧化层的晶界氧化深度(μm)变深，即内部氧化层的量(g/m2)增加，则还原铁面积率(％)增加的关系成立。
其后，将所得的各个退火后的钢板，使用浓度为10重量％的盐酸在80℃下浸渍40秒，由此进行了酸洗。酸洗后，目视观察了钢板宽度方向边缘附近的各个试片的还原铁的残存状态。并且进行了酸洗性的评价，将没有还原铁残存的情况评价为“○”，将通过在酸洗液中振荡而使还原铁剥离的情况评价为“△”，将还原铁残留的情况评价为“×”。此外，将该评价中显示“○”的评价结果的钢板作为本发明例。将这些结果，与酸洗前所测定的还原铁面积率(％)和晶界氧化深度(μm)的结果一并示于以下的表4中。而且，在图2中，对表4的酸洗性的评价试验进行了图化。
根据这些酸洗性的评价结果可知：如果退火后的钢板宽度方向边缘附近的还原铁面积相对于氧化铁皮面积的比率(％)小于45％，则具有良好的酸洗性。需要说明的是，如上所述，钢板宽度方向边缘附近比宽度方向中央附近更容易产生还原铁，因此通过在该宽度方向边缘附近具有良好的酸洗性，也会使钢板整体具有良好的酸洗性。
(实施例4)
其次，对在第1实施方式中导出了所述式1的上限值“0.63”和所述式2的钢板的制造方法的实施例进行详细说明。
在实施例4中，作为退火条件，将均热保持时间设为30小时(108000秒)，并使均热保持温度及退火期间的周围气体氛围中的H2浓度进行变化，其它与实施例1相同，采用与实施例1相同的方法，制造了酸洗前的各种钢板。此外，采用与实施例3相同的方法，测定了还原铁面积率(％)。另外，根据上述实施例3可知：如果还原铁面积率(％)小于45％，则该钢板具有良好的酸洗性，因此还基于该结果，进行了各钢板的酸洗性评价。将这些结果与退火条件一同示于以下的表5中。
如上述表5所示，在均热保持温度为620℃且均热保持时间为30小时(108000秒)的试验No.54中，所测得的还原铁面积率低于上述实施例3中算出的能够具有良好的酸洗性的还原铁面积率的上限值(即，小于45％)。因此，这意味着试验No.54中所制造的钢板具有良好的酸洗性。需要说明的是，将该试验No.54的退火时的条件代入所述式4而获得的x2是内部氧化层的量的平方。因此，该代入而获得的x2，如所述式6所示那样，可以规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。这是基于如下认知：如果通过提高均热保持温度来使内部氧化层的量增加，则会生成更多的还原铁，不能够获得良好的酸洗性。
此外，图3是绘制了上述表5中的退火期间的均热保持温度和周围气体氛围中的H2浓度的图。此处，将试验No.50～试验No.55的退火条件，与基于上述实施例3的结果的酸洗性评价结果一同绘制于图3中。具体而言，将显示良好酸洗性的还原铁面积率小于45％的情况绘制为“○”，将不显示良好酸洗性的还原铁面积率为45％以上的情况绘制为“×”。
图3中所示的退火期间的周围气体氛围中的H2浓度P(H2)(体积％)与均热保持温度T(℃)的关系式亦即所述式2，是这些评价结果的边界线，且是从图中的H2浓度P为0体积％且均热保持温度T为625℃的点、与H2浓度P为1体积％且均热保持温度T为600℃的点连结而成的直线导出的。选择这些点的理由如下所述。在H2浓度P为0％的情况下，处于酸洗性评价相异的试验No.54和试验No.55的均热保持温度T的中间值625℃的条件下，被设想为：其还原铁面积率也是两者的平均值42左右。在H2浓度P为1％的情况下，处于酸洗性评价相异的试验No.50和试验No.53的均热保持温度T的中间值600℃的条件下，被设想为：其还原铁面积率也是两者的平均值31左右。这些都相当于显示良好酸洗性的小于45％的数值。因此，通过采用这些条件，来可以导出H2浓度P(H2)与均热保持温度T的关系式。
或者，作为所述式2的替代，也可以用下面式2’来进行规定，该式2’使用了试验No.50(H2浓度P为1体积％且均热保持温度T为590℃)和试验No.54(H2浓度P为0体积％且均热保持温度T为620℃)的结果。
根据上述实施例1～实施例4可知：在钢板的制造方法中，以满足所述式1及所述式2(或所述式2’)的方式设定退火步骤中的均热保持温度T、均热保持时间t以及周围气体氛围中的H2浓度P(H2)，从而可以高效率地获得既能抑制合金化不均又具有良好的酸洗性的钢板。
(实施例5)
在实施例5中，对在第2实施方式中导出了所述式1A、所述式1B及所述式1C的下限值“0.19”的钢板的制造方法的实施例进行详细说明。此外，对在第2实施方式中导出了所述式1A的上限值“0.75Cr[％]+0.48”、所述式1B的上限值“0.63”、及所述式lC的上限值“0.93”的钢板的制造方法的实施例，也进行详细说明。
首先，就所述式1A、所述式1B及所述式1C的内部氧化层的与合金化不均相关的下限值而言，无论Cr含量是多少，与第1实施方式同样地基于上述实施例2的结果，都可以规定为“0.19”。
在实施例5中，不仅使用了上述实施例1～实施例4中使用的上述表1所示的钢种A的钢材，而且还使用了下述表6所示的Cr含量相异的钢种C的钢材。作为退火条件，将均热保持时间设为30小时(108000秒)，且将退火期间的周围气体氛围中的H2浓度设为0体积％，并且使均热保持温度根据各试验而进行变化，来制造了酸洗前的各种钢板。其它详细方法与上述实施例4相同。此外，根据如下表7可知：使用了Cr含量为0.2质量％的钢种A的钢材的试验是上述实施例4的上述表5中所示的试验No.54及试验No.55。
表6
接着，测定了所制作的退火后的钢板的脱碳量(mg/cm2)。脱碳量是使用辉光放电发射光谱装置，并且根据各钢板试片的表面在深度方向上的碳浓度分布，来进行了确认。具体而言，首先针对较氧化膜与钢材的界面更深的位置中的碳量成为钢板母材的9成以下的部分，确认了碳量。然后，求出该部分的碳量与钢板母材碳量的差量，根据其结果算出了各钢板每单位面积所失去的碳量作为脱碳量(mg/cm2)。
如上述表5所示，试验No.54及试验No.55的还原铁面积率(％)分别为26％及57％。因此，基于这些值，通过使用下面的公式，从试验No.56～试验No.58中测得的脱碳量(mg/cm2)的值算出了还原铁面积率(％)的推算值。根据下面的公式可知：通过抑制脱碳，来可以使还原铁面积率降低。在下面叙述其详细说明。
还原铁面积率(％)(推算值)＝(57-26)/(13.72-4.84)×(脱碳量(mg/cm2)-4.84)+26
此外，根据上述实施例3可知：如果还原铁面积率(％)小于45％，则该钢板具有良好的酸洗性。因此，基于该结果进行了各种钢板的酸洗性评价。将这些结果与退火条件等一同示于以下的表7中。下述表7中带(※)的数值如上所述表示其为推算值，而不是实测值。
根据上述表7所示的结果，也可知：在通常情况下，如果钢原材所含的Cr含量增加，则脱碳得到抑制。还原铁是由于脱碳时的钢中碳与氧化皮中的氧结合而产生的，因此如果通过增加Cr含量而减少脱碳量，则所生成的还原铁也变少，从而可以获得良好的酸洗性。换而言之，在钢原材所含的Cr含量更多的情况下，可以使还原铁不大量地产生，并且可以进一步提高退火期间的均热保持温度，从而可以使内部氧化层的量增加。因此，Cr含量越多，则基于代入所述式4而获得的x2的内部氧化层的与酸洗性相关的上限值就越高。
在Cr含量为0.2质量％的情况下，如在实施例4所述那样，将试验No.54的退火条件代入所述式4而获得的x2，如所述式6所示地可以规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值“0.63”。
在Cr含量为0.6质量％的情况下，如上述表7所示那样，在均热保持温度为650℃且均热保持时间为30小时(108000秒)的试验No.58中，推算的还原铁面积率低于在上述实施例3中算出的能够具有良好酸洗性的还原铁面积率的上限值(即，小于45％)。因此，这意味着试验No.58中所制造的钢板具有良好的酸洗性。因此，在Cr含量为0.6质量％的情况下，将试验No.58的退火时的条件代入所述式4而获得的x2，如所述式7所示地可以规定为内部氧化层的与酸洗性相关的上限值“0.93”。
予以考虑上限值随着Cr含量增加而变大，在Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，可以根据试验No.54及试验No.58的结果而推导内部氧化层的与酸洗性相关的上限值。具体而言，将通过Cr含量为0.2质量％时的上限值“0.63”和Cr含量为0.6质量％时的上限值“0.93”这2点的相对于Cr含量的上限值的直线，如所述式8所示地可以规定为与Cr含量相应的内部氧化层的与酸洗性相关的上限值“0.75Cr[％]+0.48”。
此外，根据上述表7可知：在Cr含量为0.2质量％的试验No.54中，所测得的还原铁面积率为26％，远低于能够具有良好酸洗性的还原铁面积率的上限值(即，小于45％)。因此，认为：即便在Cr含量小于0.2质量％(优选Cr含量超过0质量％且小于0.2质量％)的情况下，也与Cr含量为0.2质量％的情况同样地将内部氧化层的与酸洗性相关的上限值可以规定为“0.63”。或者，即便在Cr含量小于0.2质量％(优选Cr含量超过0质量％且小于0.2质量％)的情况下，也与Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况同样地，根据通过Cr含量为0.2质量％时的上限值“0.63”和Cr含量为0.6质量％时的上限值“0.93”这2点的相对于Cr含量的上限值的直线，将内部氧化层的与酸洗性相关的上限值可以规定为“0.75Cr[％]+0.48”。
在Cr含量超过0.6质量％且为1质量％以下的情况下，与Cr含量为0.6质量％的试验No.58相比，退火期间的脱碳得到进一步抑制。因此，所生成的还原铁的量也变少，从而可以设想为：内部氧化层的与酸洗性相关的上限值能够设定为更大的值。因此，在Cr含量超过0.6质量％且为1质量％以下的情况下，也与Cr含量为0.6质量％的情况同样地，将内部氧化层的与酸洗性相关的上限值可以规定为“0.93”。
根据上述实施例1～实施例3及实施例5可知：在钢板的制造方法中，根据钢原材所含的Cr含量，以满足所述式1A、所述式1B或所述式1C的方式设定退火步骤中的均热保持温度T、均热保持时间t以及Cr含量，从而可以高效率地获得既能抑制合金化不均又具有良好酸洗性的钢板。
本申请以2021年3月8日申请的日本国专利申请2021-036228号以及2021年12月16日申请的日本国专利申请2021-204254号为基础，其内容包含在本申请中。
应当解释为本次公开的实施方式和实施例在所有方面均是例示而不是制限性的内容。本发明的范围由权利要求而非上述的实施方式的说明示出，并且包含与权利要求等同的含义以及范围内的所有变更。
产业上的可利用性
根据本发明，可以制造出即便Si含量多的情况下，也可以抑制合金化不均，且具有良好的酸洗性的钢板。因此，可以有效率地制造出例如适用于汽车车身等汽车用构件的具有抗拉强度为980MPa以上的高强度并且具有高加工性的熔融镀锌钢板和合金化熔融镀锌钢板。
Claims (3)
1.一种钢板的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
对Si含量为1.0质量％以上且Cr含量为1质量％以下的钢原材，
在所述钢原材的Cr含量为0.2质量％以上0.6质量％以下的情况下，以满足下述式1A的方式，
在所述钢原材的Cr含量为小于0.2质量％的情况下，以满足下述式1B的方式，并且，
在所述钢原材的Cr含量超过0.6质量％且为1.0质量％以下的情况下，以满足下述式1C的方式进行退火的步骤，
在式1A、式1B和式1C中：T表示500℃以上的退火期间的均热保持温度，单位为℃；t表示退火期间的均热保持时间，单位为秒；并且，Cr[％]表示所述钢原材的Cr含量，单位为质量％。
2.根据权利要求1所述的钢板的制造方法，其特征在于还包括以下步骤：
在所述退火前，对所述钢原材进行热轧，并且在500℃～700℃下进行卷取的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的钢板的制造方法，其特征在于还包括以下步骤：
在所述退火后，对钢板进行酸洗，然后进行冷轧的步骤。
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Country Status (1)
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-
2022
- 2022-03-02 CN CN202280018902.0A patent/CN117120638A/zh active Pending
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