FR2824079A1 - Tole d'acier galvanisee trempee a chaud - Google Patents

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Abstract

Un but de la présente invention est de fournir une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud qui présente une excellente adhérence à une couche de zinc galvanisée trempée à chaud, et présente une résistance élevée à la traction et une bonne aptitude au formage, même lorsqu'on utilise comme tôle d'acier de base, une tôle d'acier contenant Si et Mn en des quantités relativement plus importantes. La tôle d'acier galvanisée à chaud se compose : d'une tôle d'acier de base contenant Si en une quantité de 0, 05 à 2, 5% et Mn en une quantité de 0, 2 à 3%, en masse; d'une couche revêtue de Fe formée sur la tôle d'acier de base; et d'une couche de zinc galvanisée trempée à chaud formée sur la couche superficielle de la tôle d'acier de base par l'intermédiaire de la couche revêtue de Fe, où les oxydes contenant Si et/ ou Mn sont dispersés de manière discontinue au voisinage de l'interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe.

Description

additionnelles placées dans la zone de mesure.
TÈLE D'ACIER GALVANISEE TREMPEE A CHAUD
La présente invention a trait à une tôle d'acier galvanisoe trempée à chaud en vue d'une utilisation en tant que tôle d'acier anticorrosion pour automobiles ou analogues. Plus particulièrement, la présente invention a trait à une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud, qui assure à la fois une bonne adhérence de revêtement métallique et une bonne aptitude au formage. Au fait, le l 'expression "tôle d'acier galvanisse trempée à chaud" employée dans la présente invention englobe non seulement les tôles ordinaires portant la couche de zinc à l'état tel que déposé, mais également les tôles d'acier recuites après galvanisation et trempées à chaud (galvanisation par trempage à chaud, zingué au feu), qui ont subi un traitement thermique en vue de former un alliage après galvanisation (afin de former la couche de zinc sur le
matériau de base).
Il existe une demande croissante pour une amélioration du taux de consommation de carturant, en tant que partie de la politique visant à empêcher le réchauffement global dû à l'émission de CO2. A cette fin, un nouvel objectif visant une consommation améliorée de combustible a été défini et un nouveau système de taxation a été introduit qui favorise les voitures présentant une économie de carburant améliorée. Un moyen efficace d'amélioration du taux de consommation de carburant est de réduire le poids de la carrosserie. La réalisation de ce but demande que la matière première ait une résistance à la traction plus élevée qu'auparavant. C'est également le cas avec les tôles d'acier galvanisées trempées à chaud. Pour que les tôles d'acier galvanisées trempées à chaud aient à la fois une résistance à la traction élevée et une bonne aptitude au formage, on doit incorporer au matériau de base (tôles
d'acier) des éléments tels que C, Si, et Mn.
Au fait, pour une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud, on peut faire précéder la galvani sat ion par trempage à chaud, par une électrodéposition de Fe (désignée simplement ci-dessous par revêtement de Fe) à titre de dépôt métallique préliminaire (pré-dépôt) puis par une étape de reauit dans une atmosphère réductrice, dans le but de réduire l'effet sur la tôle d'acier de base et analogues. Toutefois, on a observé ce qui suit. Si la tôle d'acier contient Si et Mn en tant que composants chimiques pour obtenir une résistance plus élevoe à la traction, ces composants chimiques diffusent et se concentrent sur la surface de la couche revêtue de Fe en raison de l'échauffement pendant le recuit. En conséquence, les oxydes ou oxydes complexes respectifs (on désignera simplement ci-dessous les deux oxydes par "oxydes") de Si et de Mn qui sont des éléments facilement oxydables, sont produits sur la surface de la couche revêtue de Fe en raison de l'oxygène qui existe inévitablement dans l'atmosphère, bien que l'on soit sous atmosphère réductrice. D'une manière défavorable, lorsque la tôle d'acier galvanisée trempée à chaud se forme, un écaillage ou processus analogue se produit au voisinage de l' interface entre la couche d'oxyde et la couche de zinc galvanisée trempée à chaud (déaignée simplement ci-dessous par couche revêtue de Zn) en raison de l'adhérence inférieure entre la couche d'oxyde et la couche revêtue de Zn. Par conséquent, pour fabriquer une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud ayant une résistance élevée à la traction, il est essentiel que la couche des oxydes de Si et de Mn tels que décrits ci- dessous, ne doit pas se former sur la surface de couche revêtue de Fe. Différentes études ont été réalisées en partant d'un tel point de vue. Par exemple, la publication de brevet japonais N 2618308 décrit le procédé suivant. Dans le procédé, il se forme une couche mixte de Fe2SiO4 et SiO2, épaisse de 0,001 à 1 m, au niveau de la partie inférieure de la couche revêtue de Fe afin d'inhiber la formation de film d'oxyde de Fe et de Si qui nuit à l'aptitude à recevoir un revêtement métallique sur la surface de couche revêtue de Fe. Toutefois, l'étude des inventeurs a révélé que le procédé précédent améliore d'une facon fiable l'adhérence de la couche revêtue de Zn, mais il y a encore lieu
d'améliorer en termes d'aptitude au formage.
Dans de telles circonstances, on a achevé la présente invention. Par conséquent, un but de la présente invention est de fournir une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud, ayant une bonne aptitude au formage, en améliorant l'adhérence entre la surface de la tôle d'acier de base et la couche de zinc galvanisée trempée à chaud dans une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud ayant une résistance
élevée à la traction contenant Si et/ou Mn.
Une tôle d'acier galvanisoe trempée à chaud de la présente invention, qui atteint le but précédent, se compose: d'une tôle d'acier de base contenant Si en une quantité de 0,05 à 2,5% et Mn en une quantité de 0,2 à 3% en masse; d'une couche revêtue de Fe formoe sur la tôle d'acier de base; et d'une couche de zinc galvanisée trempée à chaud, formoe sur la couche de surface de la tôle d'acier de base, par l'intermédiaire de la couche revêtue de Fe. La tôle d'acier galvanisée trempée à chaud est caractérisce en ce que les oxydes contenant Si et/ou Mn sont dispersés de manière discontinue au voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe. En formant positivement les oxydes de Si et/ou de Mn au voisinage de l' interface entre la surface de la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe, il est possible de réduire la quantité de Si et/ou de Mn qui pourrait diffuser et se concentrer sur la surface de couche revêtue de Fe pendant le recuit après revêtement de Fe. En résultat, on améliore l'adhérence à la couche de zinc galvanisée trempée à chaud. De plus, si les oxydes durs se forment dans la structure laminaire, il se produit un écaillage à l' interface entre la couche d'oxyde et les couches adjacentes. Pour cette raison, on améliore l 'aptitude au formage en y dispersant de façon discontinue
les oxydes.
L'état dans lequel les oxydes de Si et/ou de Mn sont dispersés de facon discontinue, est l'état suivant. A savoir, après avoir observé la facon dont les oxydes contenant Si et/ou Mn se présentent dans une région de dimension de 1 m ou plus sur 1 m ou plus, dans une section tranevereale perpendiculaire incluant le voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe, sous un microscope électronique à transmission, à un grossissement de 50 000, même si l'on trace un segment de droite ayant une longueur de 600 nm en une position quelconque dans le champ visuel d' observation, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite et les oxydes contenant Si et/ou Mn se chevauchent mutuellement, ne dépasse pas 480 nm. De plus, si l'on prescrit les formes de réalisation préférées de la présente invention, en termes de la taille de chaque oxyde contenant Si et/ou Mn, la longueur de l'axe principal de l'oxyde est
de préférence de 400 nm ou moins.
Au fait, on peut imaginer SiO2 et Mn2SiO4 comme oxydes contenant Si et/ou Mn, mais d'autres éléments peuvent y être contenus. Par conséquent, dans la présente invention, les oxydes déaignent les fractions dans lesquelles Si et/ou Mn et O sont détectées en même temps, après une analyse EDS (au spectromètre X à dispersion d'énergie), dans une observation sous un microscope électronique par transmission. Il est préférable que la tôle d'acier de base au voisinage des oxydes contenant Si et/ou Mn, contiennent Si et/ou Mn sous la forme d'une solution solide en une quantité de 80% en masse ou moins de la quantité de Si et/ou Mn dans la composition de la tôle d'acier de base. A savoir, les oxydes se forment en tant que résultat de l'enrichissement en Si et/ou Mn, sous la forme de solution solide dans la tôle d'acier de base périphérique. Par conséquent, dans la tôle d'acier de base au voisinage des oxydes, la quantité de Si et de Mn sous la forme de solution solide est réduite. D'après un tel point de vue, on a prescrit la quantité de Si et/ou de Mn sous la forme
de solution solide, telle que décrite ci-dessus.
La figure 1 est une microphotographie remplagant un dessin montrant le résultat de l'observation, au microscope électronique par transmission, de la section transvereale perpendiculaire d'une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud obtenue selon l'exemple 2; la figure 2 est une microphotographie remplagant un dessin présentant le résultat de l 'observation, au microscope électronique par transmission, de la section transversale perpendiculaire d'une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud obtenue selon l'exemple comparatif 1; les figures 3 sont des diagrammes présentant les résultats de l'analyse au moyen d'un spectromètre X à dispersion d'énergie (EDS) dans la région d'observation de la figure 1; les figures 4 sont des diagrammes présentant les résultats de l'analyse au moyen d'un spectromètre X à dispersion d'énergie (EDS) dans la région d'observation de la figure 2; les figures 5 sont des microphotographies remplaçant des dessins présentant les résultats de l 'observation, au microscope électronique par transmission, des sections transvereales perpendiculaires d'échantillons de tôle d'acier galvanisée trempée à chaud, obtenus selon l'exemple 1; la figure 6 est un graphique présentant la concentration en Mn le long de chacune des droites analytiques 2 et 3 aux figures 5; et la figure 7 est une microphotographie remplaçant un dessin présentant le résultat de l 'observation, au microscope électronique par transmission, de la section transvereale perpendiculaire d'une tôle d'acier obtenue
selon l'exemple comparatif 2.
Tel que décrit ci-dessus, on réalise le recuit pour la réduction, à la suite de l'électrodéposition de Fe, dans une atmosphère qui n'oxyde pas Fe mais qui oxyde Si et Mn qui sont des éléments facilement oxydables. En conséquence, le recuit fait diffuser ces éléments dans une tôle d'acier de base et fait qu'ils se concentrent sur la surface de couche revêtue de Fe. En résultat, il se forme sur la surface de couche revêtue de Fe, un oxyde contenant Si et un oxyde contenant Mn (désignés ci-dessous par oxydes de Si/Mn) qui sont médiocres en ce qui concerne l'adhérence à
la couche de zinc galvanisée trempée à chaud subséquente.
Les présents inventeurs ont visé ce qui suit. On empêche les oxydes de Si/Mn de se former sur la surface de la couche revêtue de Fe par électrolyse lors du recuit pour la réduction. En conséquence, on maintient l'état dans lequel le Fe métallique, excellent en ce qui concerne la mouillabilité avec le zinc fondu, existe sur la surface, aboutissant à une bonne aptitude à recevoir un revêtement métallique. Ensuite, les présents inventeurs ont réussi à empêcher Si et Mn de se concentrer sur la surface de la couche revêtue de Fe en formant au préalable les oxydes de Si/Mn au voisinage de la surface de la tôle d'acier de base pendant le recuit pour la réduction à la suite de l'électrodéposition de Fe. De plus, les présents inventeurs ont également découvert le fait suivant. A savoir, si les grains des oxydes de Si/Mn s'associent en formant des grains grossiers, il se produit des fissures et un écaillage de la couche revêtue lors de la formation. Par conséquent, il est nécessaire de disperser ces oxydes. On a ainsi achevé la présente invention. On décrit ci-dessous en
détail la présente invention.
Une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud de la présente invention, se compose: d'une tôle d'acier de base contenant Si en une quantité de 0,05 à 2,5% et Mn en une quantité de 0,2 à 3%, en masse; d'une couche revêtue de Fe formée sur la tôle d'acier de base; et d'une couche de zinc galvanisée trempée à chaud formée sur la couche superficielle de la tôle d'acier de base par l'intermédiaire de la couche revêtue de Fe, dans laquelle les oxydes contenant Si et/ou Mn sont dispersés de façon discontinue au voisinage de l' interface entre la tôle
d'acier de base et la couche revêtue de Fe.
Au voisinage de l' interface entre la surface de tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe, Si et Mn se transforment positivement en oxydes. En conséquence, même si Si et Mn diffusent partiellement lors du recuit à la suite du dépôt de Fe, la plus grande partie de Si et de Mn ne peut diffuser et se concentrer sur la surface de couche revêtue de Fe, sous la forme d'atomes. Ceci élimine la possibilité que les oxydes se forment sur la surface de couche revêtue de Fe et inhibent la mouillabilité avec la
couche de zinc galvanisée trempée à chaud.
Les oxydes de Si/Mn doivent être dispersés de façon discontinue. L' expression "être dispersé de manière discontinue'' signifie "ne pas se trouver sous une forme laminaire, mais constituer des matières granulaires sous forme dispersoe". Lorsque les oxydes sont sous forme laminaire, ou lorsque certains oxydes deviennent plus grossiers jusqu'à une taille dépassant 480 nm, l 'aptitude
au formage se détériore de manière indésirable.
Lorsqu' on observe le degré de dispersion discontinue des oxydes dans une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud réelle, la tôle d'acier galvanisée trempée à chaud de la présente invention satisfait à la condition suivante: "lorsqu'on observe la façon dont les oxydes contenant Si et/ou Mn existent dans une région de dimension de 1 m ou plus sur 1 m ou plus dans une section transversale perpendiculaire incluant le voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe sous un microscope électronique par transmission à un grossissement de 50 000, même si l'on trace un segment de droite ayant une longueur de 600 nm en une position quelconque dans le champ visuel d' observation, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite et les oxydes contenant Si et/ou Mn se chevauchent mutuellement, ne dépasse pas
480 nm".
1S Dans la présente invention, des oxydes fins de Si/Mn se forment à l'état dispersé au voisinage de l' interface
entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe.
Pour cette raison, on observe la section traneversale perpendiculaire de la tôle d'acier galvanisée trempée à chaud sous un microscope électronique par transmission
(TEM) permettant l'observation de ces oxydes fins de Si/Mn.
On ajuste la région observée pour qu'elle s'étende de 1 m ou plus dans la direction de l'épaisseur et de 1 m ou plus dans la direction du plan de la tôle d'acier. On ajuste le grossissement d'observation à 50 000. Si l'on observe dans ces conditions la section transvereale au voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe, on observe l'état dans lequel les oxydes
sont dispersés dans le champ visuel.
Par exemple, la figure 1 présente le résultat d'observation au TEM (une microphotographie remplacant un dessin) de l'exemple de la présente invention, dans lequel on peut observer que les oxydes granulaires sont dispersés, tandis que la figure 2 présente le résultat dobservation au TEM (une microphotographie remplacant un dessin) de l'exemple comparatif décrlt plus loin, dans lequel on peut observer davantage d'oxydes grossiers. A la figure 1, même si l'on dispose un segment de droite ayant une longueur de 600 nm, indiqué par des traits en pointillés, en une position quelconque dans le champ visuel de l'observation, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite ayant une longueur de 600 nm et les oxydes se chevauchent mutuellement, ne dépassera pas 480 nm. Toutefois, à la figure 2, si l'on dispose le segment de droite ayant une longueur de 600 nm de sorte à chevaucher les oxydes plus grossiers, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite ayant une longueur de 600 nm et les
oxydes se chevauchent mutuellement, dépasse 480 nm.
Dans de telles circonstances, on a prescrit la condition que "même si l'on trace un segment de droite ayant une longueur de 600 nm en une position quelconque dans le champ visuel d'observation, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite et les oxydes contenant Si et/ou Mn se chevauchent mutuellement, ne dépasse pas 480 nm" en tant que condition pour "le dogré de dispersion des oxydes". Il va sans dire que l'on peut tracer le segment de droite dans des directions quelconques. En termes de la taille d'un oxyde, la condition précédente signifie que la longueur de son axe principal est de 480 nm ou moins. Toutefois, de manière particulièrement préférée, la longueur de l'axe principal est de 400 nm ou moins. On peut l'attribuer au fait que leffet nuisible sur l 'aptitude au formage devient moins significatif à mesure que diminue la longueur de l'axe principal, tandis que, de même, lorsqu'un grand nombre d'oxydes de Si/Mn ayant une longueur d'axe principal ne dépassant pas 480 nm sont présents à proximité l'un de l'autre, de manière défavorable, il est impossible de mettre en euvre l'amélioration de l'adhérence au revêtement, et l'amélioration de l 'aptitude au formage telles que prévues dans la présente invention si la longueur de la partie dans laquelle les oxydes et le segment de droite se chevauchent mutuellement, dépasse 480 nm. On peut former en tant qu'oxydes de Si/Mn, à savoir, les oxydes contenant Si et ou Mn, autres que SiO2 et Mn2SiO4, des oxydes complexes avec d'autres éléments tels que Fe. Par conséquent, dans la présente invention, lorsqu'on réalise l'analyse EDS (au spectromètre X à dispersion d'énergie) pendant une observation au TEM, on a considéré comme oxydes, la partie dans laquelle on avait détecté simultanément Si et O. Mn et O. ou Si, Mn, et O. On réalise de manière souhaitable l'analyse EDS dans les conditions d'un diamètre de faisceau de 5 à 20 nm et une
épaisseur d'échantillon de 100 nm.
Les figures 3 présentent les résultats d'analyse EDS respectifs pour O (colonne de gauche, en haut), Al (colonne du milieu, en haut), Si (colonne de droite, en haut), Mn (colonne de gauche, en bas), Fe (colonne du milieu, en bas), et Zn (colonne de droite, en bas), dans le champ visuel de l'observation de la figure 1. Lorsqu' on superpose l'un sur l'autre les diagrammes des résultats d'analyse respectifs, respectivement pour O et Si, et O et Mn, les parties sous forme granulaire noire indiquent respectivement les oxydes. La tôle d'acier de base (ayant une concentration en Si et en Mn plus élevée que celle de la couche revêtue de Fe) se trouve sur le côté supérieur de la partie dans laquelle sont présents les oxydes, et la couche revêtue de Fe se trouve sur le côté inférieur de celle-ci. Ceci indique que les oxydes se produisent au voisinage de l' interface entre ces derniers, tandis que d'après les résultats d'analyse pour Fe et Zn, on montre que la couche revêtue de Fe est présente entre la couche de
zinc galvanisée trempée à chaud et la tôle d'acier de base.
Au fait, on a ajouté Al à un bain de galvanisation par trempage à chaud afin de former un composé intermétallique Al-Fe au niveau de l' interface entre la couche de zinc galvanisée trempée à chaud et la couche revêtue de Fe, et ce pour empêcher la formation d'un alliage de Zn et de Fe. Les composés intermétalliques Al-Fe sont présents dans les parties enrichies en Al, ou tel que indiqué à la figure 1, entre la couche revêtue de Fe et la couche de zinc
galvanisée trempée à chaud.
Les figures 4 présentent les résultats d'analyse EDS respectifs pour O (colonne de gauche, en haut), Al (colonne du milieu, en haut), Si (colonne de droite, en haut), Mn (colonne de gauche, en bas), Fe (colonne du milieu, en bas), et Zn (colonne de droite, en bas) dans le champ
visuel d'observation de la figure 2 (exemple comparatif).
On montre que Si et Mn sont reliés l'un à l'autre sous une
forme laminaire, en comparaison de la figure 3.
Dans la présente invention, il se forme positivement des oxydes fins de Si/Mn au voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe. En conséquence, on réduit la quantité de Si ou Mn libres qui peuvent diffuser et migrer vers la surface de couche revêtue de Fe, en vue d'empêcher la formation des oxydes de Si/Mn sur la surface de couche revêtue de Fe. A savoir, les oxydes de Si/Mn se forment à la suite de l'enrichissement de Si et/ou de Mn sous la forme de solution solide dans la tôle d'acier de base périphérique. Par conséquent, dans la tôle d'acier de base, entourant les oxydes de Si/Mn formés, on doit réduire la quantité de Si et de Mn libres formant une solution solide. Pour cette raison, on a prescrit que la quantité de Si et/ou de Mn sous la forme de solution solide dans la tôle d'acier de base, au voisinage des oxydes contenant Si et/ou Mn, soit de 80% en masse de la quantité de Si et/ou Mn dans la composition de la tôle d'acier de base. On peut déterminer la quantité de Si sous forme de solution solide et la quantité de Mn sous forme de solution solide, dans la tôle d'acier de base autour des oxydes, par exemple au moyen d'une analyse de droites ou
une analyse de surface, avec une analyse EDS.
Les figures 5 sont les résultats de l 'observation au TEM (microphotographie remplaçant des dessins) de l'exemple de la présente invention, indiquant les droites analytiques pour analyser la quantité de Mn. La figure 6 en présente le résultat. Les droites analytiques 1 et 2 sont des droites passant à travers les oxydes. Une droite analytique 3 est une droite passant à travers la partie de la tôle d'acier de base dans laquelle aucun oxyde n'est présent. Sur la figure 6, le point à une distance de 0, est le point sur la droite analytique 2 au niveau duquel les oxydes sont présents. Tandis que la distance de O n'a aucune
signification pour la droite analytique 3.
D'après la figure 6, on montre que sur la droite analytique 2 (-a-), la concentration en Mn de la partie dans laquelle les oxydes sont présents, est très élevée (13,49% en masse). De plus, on montre également que la concentration en Mn de la partie allant de +200 nm à -300 nm du point au niveau duquel sont présents les oxydes, est apparemment inférieure à celle de la partie de +200 nm ou plus, ou -300 nm ou plus. Au fait, la concentration en Mn en -400 nm est de 1, 37% en masse, et la concentration en Mn en -200 nm est de 0,99% en masse. Par conséquent, on indique que la concentration en Mn s'est réduite à 0,99/1,37 = 72,3% au niveau de la partie à diminution de la concentration, en supposant que la concentration en Mn en -400 nm est la concentration en Mn dans la composition de la tôle d'acier de base. D'autre part, sur la droite analytique 3 ( --) travereant la partie exempte d'oxyde de la figure 3, la concentration en Mn ne présente presque pas de variation. La raison en est la suivante. Aucun oxyde n'est présent dans les alentours, donc il ne se produit aucun enrichissement en Mn. En conséquence, la diminution de la concentration ne se produit pas non plus. Au fait, on peut également obtenir le
même résultat pour Si.
Ensuite, on va donner une description d'un procédé
préféré pour engendrer les oxydes fins de Si/Mn décrits précédemment, au voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe. En général, on soumet la tôle d'acier de base à un traitement de nettoyage par un acide, afin d'éliminer l'oxyde de Fe et analogues, avant dépôt de Fe Pour obtenir la tôle d'acier de la présente invention, on a uniquement besoin du mode opératoire suivant. A savoir, on n'effectue pas le traitement d'un nettoyage par un acide, et on effectue
l'électrodéposition de Fe dans les conditions classiques.
Par la suite, on effectue un recuit en vue d'une réduction dans les conditions classiques. A savoir, on permet à une source d'oxygène d'être présente sur la surface de tôle d'acier de base pendant l'électrodéposition de Fe. En conséquence, les oxydes de Si/Mn sont formés sous une atmosphère pour le recuit en vue d'une réduction après dépôt de Fe. Bien que la raison pour cela ne soit pas évidente, avec ce procédé, les oxydes de Si/Mn fins se
forment à l'état dispersé.
La tôle d'acier de base utilisée dans la présente
invention contient Si et Mn en tant que composants de base.
La teneur en composants de base ne présente pas de limite inférieure du point de vue de l 'aptitude à recevoir un revêtement métallique parce que Si et Mn nuisent au dépôt de métaux; toutefois, la tôle d'acier doit contenir 0,05% en masse ou plus de Si et 0,2% en masse ou plus de Mn, de sorte à présenter une résistance mécanique élevée et une bonne aptitude au formage. Les teneurs de Si et Mn doivent être respectivement de 2,5 en masse ou moins, et de 3% en masse ou moins, parce que ces éléments en quantité excessive affectent de facon défavorable l'aptitude au formage. Quant à Si, la limite inférieure particulièrement préférée est de 0,5% en masse, la limite supérieure particulièrement préférée est de 2,0% en masse, la limite supérieure plus particulièrement préférée est de 1,8% en masse, et la limite supérieure tout particulièrement préférée est de 1,5% en masse. Quant à Mn, la limite inférieure particulièrement préférée est de 1,0% en masse, la limite supérieure particulièrement préférée est de 2, 6% en masse, la limite supérieure plus particulièrement préférée est de 2, 0% en masse, et la limite supérieure tout particulièrement préférée est de 1,6% en masse. Tandis que pour le carbone (C), la teneur est de préférence dans la plage de 0,03 à 0,30% en masse en termes de résistance mécanique. Quant à C, la limite inférieure particulièrement préférée est de 0,05% en masse, et la limite supérieure
particulièrement préférée est de 0,20% en masse.
Comme composants autres que Si, Mn, et C décrits ci-
dessus, la tôle d'acier de base utilisoe dans la présente invention peut contenir si nécessaire, divers éléments tels que Ti, Nb, Mo, V, Zr, N et B. autres que les composants de base tels que Al, P. et S. Leur teneur n'est pas limitée spécifiquement tant qu'elle se trouve dans la plage courante pour la tôle d'acier de base. De plus, la tôle d'acier utilisée dans la présente invention peut contenir des éléments à l'état de traces, n'ayant aucun effet sur ses propriétés caractéristiques. Une telle tôle d'acier peut être incluse dans la tôle d'acier de base utilisée dans la présente invention. La tôle d'acier de base que l'on peut utiliser dans la présente invention, n'est pas particulièrement limitée en épaisseur. On utilise généralement celle qui présente une épaisseur d' environ 0,6 à 3,0 mm, en tant que tôle d'acier galvanisée trempée à chaud. Si on applique la présente invention à la tôle d'acier ayant une telle épaisseur, on produira des résultats souhaitables tels que démontrés dans les exemples
donnés plus loin.
-On décrira en de plus amples détails la présente invention au moyen des exemples suivants que l'on ne doit pas interpréter comme limitant la portée de la présente invention. On inclut dans la portée technique de la présente invention, toute modification effectuée en réalisant l'invention, sans s'écarter des points essentiels de la présente invention. On note que "%" désigne "% en
masse" dans les exemples suivants.
Exemple 1
On a utilisé comme tôle d'acier de base une tôle d'acier laminée à froid, contenant 1,2% de Si et 1,6% de Mn, et on l'a trempée dans une solution aqueuse de NaOH à 5% pour le traitement de dégraissage. Après lavage avecde l'eau, on n'a pas effectué le traitement de nettoyage par un acide, et on a réalisé l'électrodéposition de Fe en utilisant un bain d'acide sulfurique ayant un pH de 2, contenant Fe2+ en une quantité de 1,4 mol/l, de sorte que le grammage du revêtement était de 10 g/m2. Par la suite, on a effectué un traitement thermique à 840 C pendant 100 secondes, dans une atmosphère réductrice contenant 3% d'hydrogène. Ensuite, on a trempé la tôle dacier dans un bain de galvanisation par trempage à chaud, ayant une 2S température de 450 C, contenant Al en une quantité de 0,10% en masse. Ensuite, on a soumis la tôle d'acier à un traitement de formation d'alliage à 450 C pendant 60 secondes, et on l'a refroidie à l'air jusqu'à la température ambiante afin d'obtenir une tôle d'acier
galvanisoe trempée à chaud.
On a évalué visuellement l'adhérence de la couche de zinc galvanisée trempée à chaud à partir d'échantillons de tôle d'acier galvanisée trempée à chaud ainsi obtenue. Les échantillons exempts d'endroits mis à nu, sont indiqués par le symbole O. et les échantillons ayant des endroits mis à
nu sont indiqués par le symbole x.
Tandis que l'on a évalué l 'aptitude au formage des échantillons à l 'aide d'un essai à choc, conformément à l'essai de choc, on a monté chaque échantillon de tôle d'acier galvanisée trempée à chaud sur un gabarit en forme de tore perforé par un trou d'un diamètre de 16 mm. Ainsi on a évalué l'échantillon quant à la façon dont la couche de zinc galvanisée trempée à chaud s'est écaillée lorsqu'on l'a frappée avec un marteau ayant une partie d'extrémité hémisphérique ayant un diamètre de 12 mm et une hauteur de mm. On indique les résultats de la manière suivante: les échantillons pour lesquels il ne s'est pas produit d'écaillage sont indiqués par le symbole O. et les échantillons pour lesquels il s'est produit un écaillage
sont indiqués par le symbole x.
Les exemples représentés aux figures 5, décrits ci-
dessus sont ceux pour la tôle d'acier galvanisée trempée à chaud obtenue dans l'exemple 1. On a réalisé l 'observation photographique au moyen d'un microscope électronique par transmission et à émission de champ équipé d'un spectromètre X à dispersion d'énergie [HF2000 de chez Hitachi Ltd.], et on a réalisé l'analyse EDS à une tension d'accélération de 200 kV et avec un diamètre de faisceau
électronique d' environ 20 nm.
Exemple 2
On a fabriqué une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud de la même manière que dans l'exemple 1, à l 'exception que l'on a modifié la quantité de Al contenue dans le bain de galvanisation par trempage à chaud, en 0,17% en masse. Au fait, dans cet exemple, on n'a pas effectué de traitement de formation d'alliage. La tôle dacier galvanisée trempée à chaud ainsi obtenue, était bonne en ce qui concerne à la fois l'adhérence et l' aptitude au formage, tel qu'indiqué par le symbole O. On note que les figures 1 et 3 sont celles pour la tôle d'acier galvanisoe trempée à chaud obtenue dans l'exemple 2. Exemple comparatif 1 On a dégraissé la même tôle d'acier laminée à froid que celle de l'exemple 1, on l'a lavée avec de l'eau, puis séchée. Par la suite, on a soumis la tôle d'acier à un
traitement d'oxydation à 700 C pendant 20 secondes à l'air.
Ensuite, on n'a pas réalisé le dépôt de Fe, et on a effectué un traitement thermique à 840 C pendant 100 secondes dans une atmosphère réductrice contenant 3% d'hydrogène. Puis on a trempé la tôle d'acier dans un bain de galvanisation par trempage à chaud ayant une température de bain de 450 C, contenant A1 en une quantité de 0,17% en masse. Après quoi, sans réaliser de traitement pour former un alliage, on a refroidi à l'air la tôle d'acier jusqu'à la température ambiante afin d'obtenir une tôle d'acier galvanisée trempée à chaud. On a évalué l'adhérence de la couche de zinc galvanisée trempée à chaud et la formabilité de l'échantillon de tôle d'acier obtenu dans l'exemple
comparatif 1, de la même manière que dans l'exemple 1.
L'adhérence du revêtement était telle qu'indiquée par le symbole O. mais l 'aptitude au formage était telle qu'indiquée par le symbole x. La figure 2 est une microphotographie de la section transvereale de l'échantillon de cet exemple comparatif. On observe les oxydes grossiers de Si/Mn, indiquant que l 'aptitude au
formage est inférieure en raison de leur présence.
Exemple comparatif 2 On a tenté de réaliser une galvanisation par trempage à chaud de la même manière que dans l'exemple 1, à
lexception que l'on n'a pas réalisé de dépôt de Fe.
Toutefois, puisque les couches d'oxydes de Mn et de Si sétaient formées sur la surface de la tôle d'acier de base, la mouillabilité avec le bain de galvanisation par trempage à chaud était inférieure. En conséquence, Zn n'a pas du tout été déposé sur celle-ci. Au fait, puisqu'il ne s'est formé aucune couche de zinc galvanisée trempée à chaud, on n'a pas évalué l 'aptitude au formage de la tôle d'acier. La figure 7 présente la microphotographie de la section tranevereale observée au TEM de la tôle d'acier obtenue. On montre que les oxydes sont formés sous forme laminaire. La présente invention est constituée telle que décrite cidessus. En dispereant de manière discontinue des oxydes fins de Si/Mn dans une tôle d'acier ayant une résistance à la traction élevée, contenant Si et Mn en des quantités relativement plus importantes, il est possible d'obtenir une tôle d'acier galvanisce trempée à chaud excellente en ce qui concerne l'adhérence à la couche de zinc galvanisée
trempée à chaud et l 'aptitude au formage.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Tôle d'acier galvanisée trempée à chaud comprenant: une tôle d'acier de base contenant Si en une quantité de 0,05 à 2,5% et Mn en une quantité de 0,2 à 3%, en masse; une couche revêtue de Fe formée sur la tôle d'acier de base; et une couche de zinc galvanisée trempée à chaud formée sur la couche superficielle de la tôle d'acier de base par l'intermédiaire de la couche revêtue de Fe, dans laquelle des oxydes contenant Si et/ou Mn sont dispersés de façon discontinue au voisinage de l' interface
entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe.
2. Tôle d'acier galvanisée trempée à chaud comprenant: une tôle d'acier de base contenant Si en une quantité de 0,05 à 2,5% et Mn en une quantité 0,2 à 3%, en masse; une couche revêtue de Fe formoe sur la tôle d'acier de base; et une couche de zinc galvanisée trempée à chaud formée sur la couche superficielle de la tôle d'acier de base par l'intermédiaire de la couche revêtue de Fe, dans laquelle, lors de l 'observation de la façon dont les oxydes contenant Si et/ou Mn se présentent dans une région de dimension de 1 m ou plus sur 1 m ou plus, dans une section traneversale perpendiculaire, incluant le voisinage de l' interface entre la tôle d'acier de base et la couche revêtue de Fe, sous un microscope électronique par transmission à un grossissement de 50 000, même si un segment de droite ayant une longueur de 600 nm est tracé en une position quelconque dans le champ visuel d' observation, la longueur de la partie dans laquelle le segment de droite f i et les oxydes contenant Si et/ou Mn se chevauchent
mutuellement, ne dépasse pas 480 nm.
3. Tôle d'acier galvanisée trempée à chaud selon la revendication 2, dans laquelle la longueur de l'axe principal de chacun des oxydes contenant Si et/ou Mn est de
400 nm ou moins.
4. Tôle d'acier galvanisée trempée à chaud selon la revendication 2, dans laquelle la tôle d'acier de base contient, au voisinage des oxydes contenant Si et/ou Mn, une quantité de Si et/ou Mn sous forme de solution solide de 80% en masse ou moins de la quantité de Si et/ou Mn dans
la composition de la tôle d'acier de base.
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