CN117940589A - 表面质量优异的高强度钢板及其制造方法 - Google Patents

表面质量优异的高强度钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种镀覆性得到提高而具有优异的表面质量的高强度钢板及其制造方法。

Description

表面质量优异的高强度钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种镀覆性得到提高而具有优异的表面质量的高强度钢板及其制造方法。
背景技术
作为千兆(Giga)级高成型钢的相变诱导塑性钢(Transformation InducedPlasticity，TRIP钢)通过利用奥氏体相，与其它千兆级钢相比，具有伸长率优异的优点，另一方面，存在由于焊接时为了高成型而添加1.5重量％水平的Si导致的发生液态金属致脆(Liquid Metal Embrittlement，LME)的问题。
LME现象是在对钢进行点焊的过程中，液态锌(Zn)渗透到基材铁表层部的晶界而产生裂纹，并加速这种裂纹的现象，受点焊时的热输入量、热应力以及钢中C和Si比例的影响较大。
为了抑制这种LME现象，采用在制造TRIP钢的过程中，在退火热处理过程中使钢在约600℃附近氧化后在700-800℃下再次还原的氧化-还原法，或者采用在钢中添加锑(Sb)、锡(Sn)等来抑制氧化性元素(Mn、Si等)的内部氧化的方法等，从而改善材料的特性。
但是，其缺点在于，即使采用上述方法，LME现象的改善效果并不大。
因此，需要一种可以通过大幅抑制含有规定量的氧化性元素的TRIP钢的LME现象来改善镀覆性、表面质量等的方法。
[现有技术文献]
(专利文献1)韩国授权专利公报第10-1630976号。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的一个方面的目的在于提供一种通过使钢中存在的Mn、Si等的表面富集最小化来抑制LME裂纹现象而具有优异的表面质量的高强度钢板及其制造方法。
本发明的技术问题并不限于上述内容。可以通过本说明书全文理解本发明的技术问题，并且本发明所属技术领域的技术人员可以容易地理解本发明的附加技术问题。
技术方案
本发明的一个方面提供一种表面质量优异的高强度钢板，其包括：基础钢板；和铁素体层，所述铁素体层形成在所述基础钢板的表层部，其中，所述铁素体层在其上部具有形成有Fe-Ni合金层的内部氧化层，所述内部氧化层从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向形成至最大3μm的深度，所述Fe-Ni合金层从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向以最大2μm的深度形成在所述内部氧化层中。
本发明的另一个方面提供一种制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其包括以下步骤：准备基础钢板；在所述基础钢板的至少一面形成Ni+Fe/rGO复合涂层；和将形成有所述复合涂层的基础钢板进行退火热处理，其中，所述退火热处理在最高850℃的温度范围、-10℃至+5℃的露点温度下进行。
有益效果
根据本发明，与用于抑制TRIP钢的LME现象的现有技术相比，可以更有效地抑制LME现象，特别是使钢表面附近的氧化物的形成最小化，从而具有提供一种不仅提高所述TRIP钢的镀覆性，而且提高表面质量的高强度钢板的效果。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的一个实施方案的高强度钢板的厚度方向的截面的图。
最佳实施方式
本发明人对可以有效地抑制以下问题的方法进行了深入研究：含有规定量的氧化性元素的TRIP钢具有优异的延展性而适合用于高成型，但在焊接过程中由于所述氧化性元素富集在表面，导致发生LME等缺陷。
其结果，确认到在制造TRIP钢时，在退火热处理之前进行Ni涂覆，在所述Ni涂覆时进一步添加特定物质以形成复合涂层的同时，优化随后的退火热处理工艺，可以从根本上抑制氧化性元素的表面富集，从而完成了本发明。
以下，对本发明进行详细的说明。
首先，本发明中提供的表面质量优异的高强度钢板可以包括：基础钢板；和铁素体层，所述铁素体层形成在所述基础钢板的表层部，其中，所述铁素体层可以在其上部具有形成有Fe-Ni合金层的内部氧化层。
所述基础钢板是具有高强度的TRIP钢，虽然对其合金组成不作特别限定，但作为一个实例，以重量％计，所述基础钢板可以包含：碳(C)：0.17-0.19％、硅(Si)：1.3-1.7％、锰(Mn)：2.4-2.7％、铝(Al)：0.01-0.7％、磷(P)：0.01％以下、硫(S)：0.003％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质。
碳(C)是为了确保强度和稳定残余奥氏体而添加的重要元素。为了充分获得上述效果，可以以0.17％以上的含量包含碳，但当碳含量过多时，可能会发生焊接性变差的问题，考虑到这一点，可以将碳含量限制在0.19％以下。
硅(Si)是用于抑制铁素体中的碳化物的析出并促进铁素体中的碳扩散至奥氏体的元素，是有助于残余奥氏体的稳定化的元素。为了充分获得上述效果，可以以1.3％以上的含量包含Si，但当Si含量过多时，轧制性变差，并且在钢板表面形成Si氧化物，从而存在阻碍镀覆性的问题，因此考虑到这一点，可以将Si含量限制在1.7％以下。
锰(Mn)是有助于形成和稳定化残余奥氏体的元素，并且是对确保强度和延展性有效的元素。为了充分获得上述效果，以2.4％以上的含量包含Mn是有利的，但当Mn含量过多时，由于铸造和热轧工艺中诱发的偏析，机械物理性能可能会降低，因此考虑到这一点，可以将Mn含量限制在2.7％以下。
铝(Al)是为了钢的脱氧而添加的元素，并且所述铝通过抑制渗碳体的析出来有效地稳定化残余奥氏体。当这种Al的含量小于0.01％时，脱氧效果不足，导致钢的洁净度变差。另外，为了提高残余奥氏体的稳定化效果，以0.1％以上的含量添加所述Al是有利的，但当Al含量超过0.7％时，存在钢的铸造性和镀覆粘附性降低的问题。
磷(P)是固溶强化元素，但当P含量过多时，可能会产生钢的脆性，因此可以将所述P的上限限制为0.01％。
硫(S)是钢中的杂质元素，可能会阻碍钢的延展性和焊接性，因此可以将S含量限制为0.003％以下。
本发明的其余成分为铁(Fe)。但是，在通常的制造过程中，可能会不可避免地从原料或周围环境中混入并不需要的杂质，因此不能排除这些杂质。这些杂质对于通常的制造过程的技术人员而言是众所周知的，因此在本说明书中不会特别提及其所有内容。
即，本发明的技术意义在于将含有规定量的Mn、Si等氧化性元素的钢为对象，使所述钢中存在的Mn、Si等氧化性元素的表面富集最小化。
本发明的高强度钢板的特征在于，包括形成在所述基础钢板的表层部的铁素体层，并且所述铁素体层在其上部具有形成有Fe-Ni合金层的的内部氧化层(图1)。
首先，所述基础钢板的表层部可以是指从所述铁素体层的最外表面至所述基础钢板的厚度方向的最大50μm的区域，更有利为最大30μm的区域。因此，在本发明中，以所述基础钢板的厚度方向为基准，所述铁素体层可以以最大50μm存在于所述基础钢板内部，优选为最大30μm存在于所述基础钢板内部。在所述铁素体层中，所述内部氧化层可以从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向形成至最大3μm的深度，所述Fe-Ni合金层可以从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向以最大2μm的深度形成在所述内部氧化层中。此时，所述Fe-Ni合金层和内部氧化层可以从所述铁素体层的最外表面分别以最大2μm、3μm的深度沿着晶界连续存在，或者也可以隔开规定距离不连续地存在。其中，晶界是指基础钢板的基体组织的晶界，不仅表示铁素体晶界，而且表示奥氏体晶界、贝氏体晶界、马氏体晶界，并且可以存在于各相(phase)中的至少一个相的晶界。
所述基础钢板可以是经过镀覆处理而在所述基础钢板的至少一面存在镀层的镀覆钢板，在这种情况下，可以在所述镀层的直接下方，即可以在所述基础钢板和镀层的界面包括铁素体层。此时，可以将所述镀层的直接下方的面设定为所述铁素体层的最外表面。
在本发明中，例如，在GA镀覆钢板的情况下，与所述铁素体层相邻的镀层内部也可以形成有Fe-Ni合金层。
虽然在下面也会具体说明，但所述铁素体层上部的Fe-Ni合金层和内部氧化层可以通过在对所述基础钢板进行退火热处理之前形成Ni复合涂层后进行退火热处理工艺来形成。
更具体地，所述Ni复合涂层可以由涂覆有还原氧化石墨烯即rGO的Fe氧化物和Ni化合物的混合组合物形成，由此形成的涂层中的Fe氧化物在后续退火热处理过程中扩散到基础钢板中并抑制钢中的Mn、Si等的表面扩散，并且所述Fe氧化物与扩散到基础钢板的速度比所述Fe更快的Ni结合，从而在表面形成Fe-Ni氧化层。
在Ni-X或Fe-X(其中，X为Si或Mn)系晶粒中确认各元素的偏析能(segregationenergy)时，Fe-Si和Fe-Mn均为10-90kJ/mol的水平，Ni-Si具有负值，Ni-Mn具有正值。即，在Ni-Mn晶界中，Mn成为容易发生偏析(segregation)的条件，但由于Ni向Fe中扩散，导致Mn难以扩散到表面。
另外，在此过程中，Si容易扩散到表面，但Ni复合涂层中含有的rGO也扩散到基材中并一同存在于所述Fe-Ni合金层中，并且由于所述rGO中存在的吡啶(pyridinic)和石墨(graphitic)的高氧反应性，可以有效地抑制包括Si在内的钢中的氧化性元素的表面扩散。
此外，在所述退火热处理过程中，为了提高露点而加入湿氮，因此Si、Mn等在表层中形成内部氧化层。
另外，以所述基础钢板的厚度方向为基准，存在于所述基础钢板的表面的铁素体层可以在所述基础钢板内部以最大50μm的厚度存在(图1)。
在本发明中，所述铁素体层是由在退火热处理过程中形成的内部氧化层的氧(O)原子与钢中的碳结合并脱碳为一氧化碳(CO)的反应形成。
由于所述铁素体层具有软质的性质，难以产生裂纹，因此具有抑制LME现象的效果。为了充分发挥这种效果，优选在所述铁素体层中包含面积分数为50％以上的铁素体(ferrite)相。
在本发明中，基础钢板可以是具有上述合金组成的冷轧钢板，并且也可以是所述冷轧钢板的至少一面包括镀层的镀覆钢板。
当所述基础钢板为镀覆钢板时，虽然对所述镀层不作特别限定，但通常可以是锌系镀层，并且该镀层可以形成在存在于所述基础钢板(冷轧钢板)的表面的铁素体层的上部。
以下，对制造本发明中提供的表面质量优异的高强度钢板的方法进行详细的说明。
简而言之，可以包括以下步骤：准备基础钢板后，在所述基础钢板的至少一面形成含有Ni的复合涂层，然后将形成有所述复合涂层的基础钢板进行退火热处理。
以下对各工艺条件进行详细的说明。
首先，如上所述，基础钢板是TRIP钢，虽然对其合金组成不作特别限定，但作为一个实例，以重量％计，所述基础钢板可以包含：碳(C)：0.17-0.19％、硅(Si)：1.3-1.7％、锰(Mn)：2.4-2.7％、铝(Al)：0.01-0.7％、磷(P)：0.01％以下、硫(S)：0.003％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质。
所述基础钢板可以是冷轧钢板，所述各元素的说明以上述内容来替代。
可以在如上所述准备的基础钢板的至少一面形成含有Ni的复合涂层，优选可以形成Ni+Fe/rGO复合涂层。
所述Ni+Fe/rGO复合涂层可以由涂覆组合物形成，所述涂覆组合物通过分别制备镍(Ni)化合物和Fe/rGO水溶液后将它们进行混合来制备。
首先，制备作为还原氧化石墨烯的rGO。所述rGO可以通过还原氧化石墨烯(graphene oxide，GO)来获得，所述氧化石墨烯为通过使石墨氧化而在表面包含氧(O)原子。
具体地，以200ml的以每1毫升蒸馏水分散0.001-0.01g的氧化石墨烯(GO)的溶液为基准，添加1-10ml的一水合肼(hydrazine monohydrate)后在高温下保持。之后，添加50-100ml的硫酸后进行超声波处理，从而可以制备rGO。
此时，在高温下保持的工艺可以在70-90℃下进行1-3小时，超声波处理可以进行20-40分钟。当在超过90℃的温度下进行超过3小时的所述保持工艺时，蒸发的水的量过多，难以获得适当水平的溶液。此外，当超声波处理小于20分钟时，难以确保均匀的rGO，并且在后续的Fe涂覆工艺时再次伴随超声波工艺，因此考虑到这一点，所述超声波处理可以进行40分钟以下。
本发明可以对所述rGO进行Fe涂覆。所述Fe有效地与复合涂层内的Ni形成合金相，所述rGO有效抑制基础钢板内的氧化性元素的表层扩散。
用Fe涂覆所述rGO的工艺可以通过将如上所述制备的rGO与铁(Fe)氧化物水溶液混合后，对该混合溶液进行超声波处理来进行。
具体地，以10ml/L的rGO为基准，将1-10mg/L的FeSO4或FeCl3水合物饱和的水溶液和所述rGO加到100-500ml的纯水(pure water)中并进行混合，然后进行超声波处理60-600分钟，从而可以获得含有最多3重量％的纳米尺寸的Fe氧化物的Fe/rGO。当所述超声波处理时间小于60分钟时，Fe涂覆量不足，可能无法顺利形成涂覆有Fe的rGO，另一方面，当所述超声波处理时间超过600分钟时，存在反而难以涂覆Fe的问题。
通过上述超声波工艺，所述Fe氧化物可以涂覆为几十纳米尺寸(nm)，并且其尺寸优选可以为10-50nm。
可以将镍(Ni)化合物与如上所述制备的Fe/rGO水溶液进行混合，从而制备用于形成复合涂层的涂覆组合物。
具体地，以10ml的所述Fe/rGO水溶液为基准，制备由1-1.5M(mol)的NiSO4、0.1-0.5M的NiCl2和0.1-0.5M的H3BO3组成的瓦特浴(Watts bath)，然后将所述Fe/rGO水溶液添加到所述瓦特浴中，从而可以获得Ni+Fe/rGO涂覆组合物。
所述Ni+Fe/rGO涂覆组合物的pH可以为1至2。如上所述，通过将涂覆组合物的pH调节为上述范围，可以将组合物中含有的石墨烯(rGO)均匀地分散在涂层中。通过将所述rGO均匀地分散在涂层中，可以提高钢板的耐腐蚀性、电性能、物理性能等。
当添加到所述瓦特浴中的Fe/rGO水溶液的量过多时，发生大量的浸渍，因此存在难以确保溶液稳定性的问题。
在本发明中，可以将如上所述制备的Ni+Fe/rGO涂覆组合物涂覆处理在前面准备的基础钢板的至少一面上，此时，可以通过电镀的涂覆处理来形成所期望的Ni+Fe/rGO复合涂层。
当通过所述电镀形成复合涂层时，优选以Ni附着量为基准的每单位面积(m2)200-800mg的附着量进行。当每单位面积的所述Ni附着量小于200mg时，无法有效地抑制钢内部的氧化性元素的表层扩散，但当每单位面积的所述Ni附着量超过800mg时，其效果会饱和，在经济上变得不利。更优选地，可以以每单位面积(m2)400mg以上的附着量进行。
所述电镀时，溶液的温度越高，电导率越高，从而提高镀覆效率。但是，当溶液的温度超过60℃时，溶液蒸发量会显著增加，因此可以在60℃以下的温度下进行，为了获得规定水平的电导率，优选在30℃以上的温度下进行。
优选地，完成所述电镀后对至少一面上形成有Ni+Fe/rGO复合涂层的基础钢板进行退火热处理。
所述退火热处理时，为了抑制基础钢板中氧化性元素的表层扩散并促进内部氧化，优选在-10℃至+5℃的露点温度、最高850℃的温度范围内进行。
所述退火热处理时，当露点温度超过+5℃时，可能会使基材铁本身被氧化。但是，当露点温度过低时，存在镀覆性能变差的问题，考虑到这一点，可以将所述露点温度的下限限制在-10℃。
在如上所述气氛得到控制的退火炉中进行退火时，可以在最高850℃，优选在750-850℃的温度范围内进行热处理。当所述热处理时的温度低于750℃时，可能无法充分产生内部氧化，但当所述热处理时的温度超过850℃时，可能会使脱碳过度，并且可能会使拉伸物理性能变差。
另外，为了所述退火热处理而加热时，可以在加热区间，优选在升温至700℃以上时加入湿氮。这是为了诱导氧化性元素的内部氧化和脱碳，因此以50-200m3/小时加入湿氮是有利的。此时，当所加入的湿氮的量小于50m3/小时时，露点上升效果不充分，虽然可以形成一部分内部氧化层，但难以诱导脱碳，另一方面，当所加入的湿氮的量超过200m3/小时时，露点超过5℃而过高，因此存在基材铁本身被氧化的问题。
本发明通过在上述条件下进行退火热处理，在基础钢板的至少一面形成的Ni+Fe/rGO复合涂层的rGO上涂覆的Fe氧化物通过退火炉内的还原气氛在表层还原为Fe，如此还原的Fe的一部分扩散到基础钢板内部。
此时，随着复合涂层中的Ni扩散到Fe中，在表层形成Fe-Ni氧化层。
此外，钢中存在的氧化性元素(Mn、Si等)的表面富集被所述Fe-Ni氧化层抑制，并且被退火炉气氛的氮气中的水蒸气或rGO的吡啶、石墨氧化而形成内部氧化层。
所述Fe-Ni氧化层和内部氧化层均可以沿着晶界形成，并且可以分别形成为最大2μm、最大3μm的尺寸(长度)。
在所述退火热处理过程中，由于形成内部氧化层而不是退火富集物，因此水蒸气在基础钢板的表层解离为O原子，随后伴随着该O原子与钢中的碳(C)结合并脱碳为一氧化碳(CO)的反应。因此，从基础钢板表面向基础钢板内部方向形成规定厚度的铁素体层，并且所述铁素体层在其上部包括形成有Fe-Ni合金层的内部氧化层。
如上所述，由于在基础钢板表层部中存在具有形成有所述Fe-Ni氧化层的内部氧化层的铁素体层，因此具有使裂纹的传播最小化的效果，最终具有抑制LME的发生的效果。
具体实施方式
以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。但是，需要注意的是，下述实施例仅用于通过例示本发明来进行更详细的说明，并不用于限定本发明的权利范围。这是因为本发明的权利范围是由权利要求书中记载的内容和由此合理推导的内容所决定。
(实施例)
准备厚度为1.5mm的冷轧钢板(TRIP钢)，以重量％计，所述冷轧钢板由0.18％C-1.5％Si-2.5％Mn-0.05％Al-0.005％P-0.0015％S(余量的Fe和不可避免的杂质)组成，然后对所述冷轧钢板的一面进行涂覆处理。
如下制备用于所述涂覆处理的涂覆组合物。
[rGO的制备]
在每1毫升蒸馏水中分散有0.01g的氧化石墨烯(GO)的氧化石墨烯分散液(200ml)中缓慢滴加10ml的一水合肼，然后在80℃下搅拌2小时。之后，在所述溶液中添加硫酸后进行超声波处理30分钟，从而获得分散有还原氧化石墨烯rGO的溶液。
[涂覆组合物的制备]
将10ml的所述制得的rGO溶液和10mg/L的FeSO4水合物饱和的水溶液添加到500ml的纯水中并进行混合，然后进行超声波处理60分钟，从而获得Fe/rGO水溶液。此时，所述Fe/rGO含有3重量％的10nm的Fe氧化物。
之后，将10ml的所述Fe/rGO水溶液添加到溶解有硫酸镍(262.7g，1M)、氯化镍(64.9g，0.5M)和硼酸(30.4g，0.5M)的瓦特浴中，然后搅拌1小时，从而获得pH为1的Ni+Fe/rGo涂覆组合物。
将如上所述制备的Ni+Fe/rGo涂覆组合物涂覆处理在上述基础钢板的一面，此时，在50℃下以200-800mg/m2的Ni附着量进行电镀。
之后，将通过改变Ni附着量进行涂覆处理的各基础钢板在以3-5体积％含有氮的退火炉中升温至850℃以进行退火热处理。此时，露点温度采用-50℃、-10℃或+5℃，并在700℃区间加入100m3/小时的湿氮。
下表1示出了用GDS分析经过电镀和退火热处理后的各试片的从最外表面到厚度方向100nm的Mn、Si含量的结果。此时，将利用Ni+Fe/rGo涂覆组合物进行电镀时的Ni附着量、退火热处理时根据露点温度的变化以及根据是否有Fe/rGO的结果一起进行比较。
[表1]
(表1中各元素的单位为重量％×μm。)
如所述表1所示，与涂覆组合物为单独Ni的组合物相比，涂覆组合物为Ni+Fe/rGO涂覆组合物的情况下，可以确认表面的Mn、Si的富集得到大幅抑制。
此外，可知露点温度越高、Ni附着量越高，抑制氧化性元素的表面扩散的倾向就越大。
下表2示出了经过电镀和退火热处理后测量各试片的内部氧化层的深度(μm)的结果。此时，将利用Ni+Fe/rGo涂覆组合物进行电镀时的Ni附着量、退火热处理时根据露点温度的变化以及根据是否有Fe/rGO的结果一起进行比较。内部氧化层的深度是通过将试片以垂直于轧制方向的方向切割后用SEM观察其截面来测量的。
[表2]
如所述表2所示，可知当涂覆组合物为单独Ni时，未观察到内部氧化层。另外，在利用Ni+Fe/rGO涂覆组合物的情况下，当在-50℃的露点温度下Ni附着量为400mg/m2以上时，观察到内部氧化层，在-10℃、+5℃的露点温度下，随着Ni附着量增加，最大形成至2.5±1.2μm。
另外，可知当附着量为800mg/m2时，与附着量为400mg/m2的情况相比，内部氧化层的厚度减小。经确认，这是由于涂层相对变厚时无法进行扩散，部分Ni残留而形成残留层。
下表3示出了对经过电镀和退火热处理后的各试片的从最外表面到厚度方向50μm的铁素体分数(面积％)的进行测量的结果。此时，将利用Ni+Fe/rGo涂覆组合物进行电镀时的Ni附着量、退火热处理时根据露点温度的变化以及根据是否有Fe/rGO的结果一起进行比较。
[表3]
如所述表3所示，可知当涂覆组合物为单独Ni时，根本没有产生脱碳。此外，可知露点温度越高、Ni附着量越高，脱碳越有利，因此铁素体分数增加。
下表4示出了经过电镀和退火热处理后进行合金化热浸镀锌处理，然后观察各试片的表面质量的结果。此时，合金化热浸镀锌处理利用常规的镀锌浴进行热浸镀锌处理后在480℃下进行合金化热处理。
此外，将利用Ni+Fe/rGo涂覆组合物进行电镀时的Ni附着量、退火热处理时根据露点温度的变化以及根据是否有Fe/rGO的结果一起进行比较。此时，利用表面显微分析仪观察是否未镀覆，对于未观察到未镀覆的试片，判定为“良好”。
[表4]
如所述表4所示，可知当涂覆组合物单独Ni时，与Ni附着量无关地发生未镀覆或者合金化程度不良。即，完全没有显示出表面改善效果。
另一方面，在利用Ni+Fe/rGo涂覆组合物的情况下，在-50℃的露点温度下Ni附着量为400mg/m2以上时，显示出表面得到改善的现象，在-10℃的露点温度下附着量为200mg/m2以上时，表面得到改善，在+5℃的露点温度下，与Ni附着量无关地，表面质量良好。

Claims (14)

1.一种表面质量优异的高强度钢板，其包括：
基础钢板；和
铁素体层，所述铁素体层形成在所述基础钢板的表层部，
其中，所述铁素体层在其上部具有形成有Fe-Ni合金层的内部氧化层，
所述内部氧化层从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向形成至最大3μm的深度，
所述Fe-Ni合金层从所述铁素体层的表面沿着所述基础钢板的基体组织的晶界向其厚度方向以最大2μm的深度形成在所述内部氧化层中。
2.根据权利要求1所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，以所述基础钢板的厚度方向为基准，所述铁素体层在所述基础钢板内部以最大50μm的厚度存在。
3.根据权利要求2所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，所述铁素体层包含面积分数为50％以上的铁素体相。
4.根据权利要求1所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，以所述基础钢板的厚度方向为基准，所述铁素体层在所述基础钢板内部以最大30μm的厚度存在。
5.根据权利要求1所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，所述Fe-Ni合金层中进一步包含还原氧化石墨烯(rGO)。
6.根据权利要求1所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.17-0.19％、硅(Si)：1.3-1.7％、锰(Mn)：2.4-2.7％、铝(Al)：0.01-0.7％、磷(P)：0.01％以下、硫(S)：0.003％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的表面质量优异的高强度钢板，其中，所述高强度钢板进一步包括形成在所述铁素体层表面的镀层，
在与所述铁素体层相接的镀层内部形成有Fe-Ni合金层。
8.一种制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其包括以下步骤：
准备基础钢板；
在所述基础钢板的至少一面形成Ni+Fe/rGO复合涂层；和
将形成有所述复合涂层的基础钢板进行退火热处理，
其中，所述退火热处理在最高850℃的温度范围、-10℃至+5℃的露点温度下进行。
9.根据权利要求8所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，所述复合涂层的Fe/rGO是在rGO表面涂覆Fe氧化物而成的。
10.根据权利要求8所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，形成所述复合涂层的步骤包括以下步骤：
i)制备rGO；
ii)将制得的所述rGO与铁氧化物水溶液进行混合，并对所述水溶液进行超声波处理；
iii)将经过超声波处理的所述水溶液与镍化合物进行混合以形成涂覆组合物；和
iv)将所述涂覆组合物电镀处理在所述基础钢板的至少一面。
11.根据权利要求10所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，所述涂覆组合物的pH为1至2。
12.根据权利要求10所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，所述电镀步骤以Ni附着量为基准的每单位面积200-800mg的附着量进行，单位面积的单位为m2。
13.根据权利要求8所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，当所述退火热处理时的升温温度为700℃以上时，加入50-200m3/小时的湿氮。
14.根据权利要求8所述的制造表面质量优异的高强度钢板的方法，其中，以重量％计，所述基础钢板包含：碳(C)：0.17-0.19％、硅(Si)：1.3-1.7％、锰(Mn)：2.4-2.7％、铝(Al)：0.01-0.7％、磷(P)：0.01％以下、硫(S)：0.003％以下、余量的Fe和其它不可避免的杂质。
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CA2847462A1 (en) * 2013-10-28 2015-04-28 Institut National De La Recherche Scientifique Method of producing a graphene coating on a stainless steel surface
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KR101819302B1 (ko) * 2015-12-22 2018-01-17 주식회사 포스코 그래핀 산화물의 분리방법 및 그래핀 코팅강판의 제조방법
KR101736640B1 (ko) * 2015-12-24 2017-05-17 주식회사 포스코 도금성 및 점용접성이 우수한 아연계 도금강판 및 그 제조방법
KR101808445B1 (ko) * 2016-09-12 2017-12-12 현대제철 주식회사 고장력 용융도금강판 및 그 제조방법
KR102279608B1 (ko) * 2019-06-24 2021-07-20 주식회사 포스코 도금품질이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법

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