JP2001003150A - 延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続溶融亜鉛めっきラインを利用して、自動
車部品用素材として十分な延性を有する高張力溶融亜鉛
めっき鋼板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：0.3
〜1.8 ％、Mn：1.0 〜3.0 ％を含み、残部Feおよび不可
避的不純物からなる組成を有する鋼板に、一次熱処理後
Ｍ_S 点以下の温度まで急冷する一次工程と、二次熱処理
後急冷する二次工程とを施したのち、溶融亜鉛めっき処
理を施し急冷する三次工程により、体積率で20％以上の
焼戻マルテンサイト、２％以上の残留オーステナイトお
よびフェライト、低温変態相からなる複合組織とし、鋼
板表面に溶融亜鉛めっき層を形成する。なお、溶融亜鉛
めっき処理後５℃／sec 以上の冷却速度で300 ℃まで冷
却するのが好ましく、また溶融亜鉛めっき処理後合金化
処理を施してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高張力溶融亜鉛め
っき鋼板に係り、とくに連続溶融亜鉛めっきラインで製
造される高張力溶融亜鉛めっき鋼板の延性の向上に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境の保全という観点から、
自動車の燃費改善が要求されている。さらに加えて、衝
突時に乗員を保護するため、自動車車体の安全性向上も
要求されている。このようなことから、自動車車体の軽
量化および自動車車体の強化が積極的に進められてい
る。自動車車体の軽量化と強化を同時に満足させるに
は、部品素材を高強度化することが効果的であると言わ
れており、最近では高張力鋼板が自動車部品に積極的に
使用されている。

【０００３】鋼板を素材とする自動車部品の多くがプレ
ス加工によって成形されるため、自動車部品用鋼板には
優れたプレス成形性が要求される。優れたプレス成形性
を実現するには、第一義的には高い延性を確保すること
が肝要である。そのため、自動車部品用高張力鋼板に
は、高い延性を有することが強く求められている。延性
に優れる高張力鋼板としては、フェライトと低温変態相
との複合組織からなる組織強化型鋼板が提案されてい
る。この組織強化型鋼板では、フェライトとマルテンサ
イトの複合組織を有する二相組織鋼板が代表的である。
また最近では、残留オーステナイトに起因する変態誘起
塑性を利用した高延性鋼板も実用化の段階に至ってい
る。

【０００４】一方、自動車部品には、適用部位によって
は高い耐食性も要求される。このような部位に適用され
る部品素材には、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を主体とす
る溶融亜鉛めっき鋼板が好適である。したがって、自動
車車体の軽量化および強化をより一層推進するために
は、耐食性に優れ、しかも延性に優れる高張力溶融亜鉛
めっき鋼板が必要不可欠な素材となっている。

【０００５】しかし、現在、溶融亜鉛めっき鋼板の多く
は、連続溶融亜鉛めっきラインで製造されている。これ
ら連続溶融亜鉛めっきラインは、焼鈍設備とめっき設備
とを連続化して設置していることが多く、焼鈍後のめっ
き処理により、焼鈍後の冷却がめっき温度で中断されて
いる。このため、工程全体での平均冷却速度を大きくす
ることが困難となる。

【０００６】したがって、連続溶融亜鉛めっきラインで
製造される高張力溶融亜鉛めっき鋼板では、一般に冷却
速度の大きい冷却条件下で生成するマルテンサイトや残
留オーステナイトをめっき処理後の鋼板中に含有させる
ことは難しい。連続溶融亜鉛めっきラインで、組織強化
型高張力溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法としては、
CrやMoといった焼入性を高める合金元素を多量に添加
し、マルテンサイト等の低温変態相の生成を容易にする
方法がある。しかし、合金元素の多量添加は、製造コス
トの上昇を招くという問題がある。

【０００７】また、例えば、特公昭62−40405 号公報に
は、Ｃ：0.005 〜0.15％、Mn：0.3〜2.0 ％、Cr：0.03
〜0.8 ％を含有する薄鋼板をＡc₁変態点〜Ａc₃変態点間
に加熱したのち、冷却途中に溶融亜鉛めっき処理を行
い、さらに500 ℃〜Ａc₁変態点間の温度に加熱する合金
化処理を施し、その後300 ℃まで冷却する連続溶融亜鉛
めっきラインを用いた組織強化型合金化溶融亜鉛めっき
高張力鋼板の製造方法が提案されている。この合金化溶
融亜鉛めっき高張力鋼板の製造方法においては、Ａc₁変
態点〜Ａc₃変態点間に加熱後の冷却、および合金化処理
後300 ℃までの冷却を、CrとMn量と関連づけられた式で
規定される臨界冷却速度以上の冷却速度で行うことを特
徴としており、フェライト素地中に主としてマルテンサ
イトからなる低温変態組織を含む二相組織鋼板とし、そ
の鋼板上に合金化亜鉛めっき層を有する鋼板としてい
る。

【０００８】しかしながら、特公昭62−40405 号公報に
記載された技術では、連続溶融亜鉛めっきラインで焼鈍
後やめっき処理後の冷却条件を、各鋼板の組成に合致し
て調整する必要がある。このような冷却条件の調整は、
連続亜鉛めっきラインの設備上の制約から問題があっ
た。また、特公昭62−40405 号公報に記載された技術で
製造された鋼板の延性も十分なものとは言えなかった。

【０００９】一方、特公昭62−40405 号公報に記載され
た組織強化型溶融亜鉛めっき高張力鋼板とは異なり、連
続溶融亜鉛めっきラインを用いて、焼戻マルテンサイト
を利用して、成形性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板
を得る方法が提示されている。例えば、特開平６−9334
0 号公報には、連続溶融亜鉛めっきラインにおいて、再
結晶温度以上かつＡc₁変態点以上に加熱保持し、その後
Ｍ_S 点以下に急冷し、ついでＭ_S 点以上の温度であって
少なくとも溶融亜鉛浴温度および合金化炉温度に加熱し
たのち、溶融亜鉛槽に浸漬する高強度合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法が提案されている。

【００１０】また、特開平６−108152号公報には、（Ａ
c₃変態点−50℃）〜900 ℃の温度にて少なくとも１sec
以上保持することを含む再結晶焼鈍工程と、亜鉛めっき
を施す工程と、これらの工程の後にＡc₁変態点以下250
℃以上の温度にて再加熱処理を施す工程を有し、再結晶
焼鈍工程の後でかつ再加熱処理工程前に、Ｍ_S 点より高
い温度から、合金元素量に依存する臨界冷却速度以上の
冷却速度で、Ｍ_S 点以下まで冷却する曲げ加工性に優れ
た高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法が提案さ
れている。

【００１１】特開平６−93340 号公報、特開平６−1081
52号公報に記載された技術は、いずれも、鋼板をめっき
前あるいは合金化処理前にオーステナイト温度域からＭ
_S 点以下の温度に焼入れてマルテンサイト組織の鋼板と
し、これを再加熱して焼戻マルテンサイトとする高強度
合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。しかしな
がら、特開平６−93340 号公報、特開平６−108152号公
報に記載された技術で製造された鋼板は、いずれも、自
動車部品等の素材用として現在要求される延性を十分満
足できず、更なる延性の向上が望まれていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題を解決し、自動車部品用素材として十分な
延性を有し、強度−伸びバランスに優れる高張力溶融亜
鉛めっき鋼板およびその製造方法を提供するものであ
る。本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、連続溶融亜
鉛めっきラインを利用して製造されるのが望ましい。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、連続溶融
亜鉛めっきラインを用いて高延性高張力溶融亜鉛めっき
鋼板を製造するため、鋼板の組成およびミクロ組織の観
点から鋭意研究を重ねた。その結果、溶融亜鉛めっき処
理後に得られる高張力溶融亜鉛めっき鋼板の組織を焼戻
マルテンサイト、残留オーステナイトを含み、残部をフ
ェライトと低温変態相とからなる複合組織とすることに
より、鋼板に優れた延性を発現せしめることが可能であ
ることを知見した。

【００１４】さらに、鋼板の組織を焼戻マルテンサイ
ト、残留オーステナイトを含み、残部をフェライトと低
温変態相とからなる複合組織とするには、化学成分を所
定の範囲に調整した鋼板の組織を、まずラス状マルテン
サイトを含む組織を有する組織とし、さらに連続溶融亜
鉛めっきラインにて所定の条件下で再加熱処理およびめ
っき処理を施すことにより、焼戻マルテンサイト、残留
オーステナイトを含み、残部をフェライトと低温変態相
とからなる上記複合組織とすることができ、極めて延性
に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板とすることが可能で
あるという知見を得た。

【００１５】本発明は、上記した知見に基づいて構成さ
れたものである。すなわち、第１の本発明は、鋼板表層
に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜鉛めっき層を有
する溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記鋼板が、質量％
で、Ｃ：0.05〜0.20％、Si：0.3 〜1.8 ％、Mn：1.0 〜
3.0 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組
成と、焼戻マルテンサイト、残留オーステナイト、フェ
ライトおよび低温変態相からなる複合組織を有し、かつ
前記焼戻マルテンサイトを体積率で20％以上、前記残留
オーステナイトを体積率で２％以上含むことを特徴とす
る延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板であり、ま
た、第１の本発明では、前記組成に加え、さらに、次の
（ａ群）〜（ｄ群) （ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.
05〜1.0 質量％、 （ｂ群）：Ｂ：0.003 質量％以下、 （ｃ群）：Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２
種以上を合計で、0.01〜0.1 質量％ （ｄ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種
を合計で、0.01質量％ 以下のうちから選ばれた１群または２群以上を含有して
もよい。

【００１６】また、第２の本発明は、質量％で、Ｃ：0.
05〜0.20％、Si：0.3 〜1.8 ％、Mn：1.0 〜3.0 ％を含
み、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する
鋼板に、（Ａc₃変態点−50℃）以上の温度で、５sec 以
上保持する一次熱処理を施した後、10℃／sec 以上の冷
却速度でＭ_S 点以下の温度まで冷却する一次工程と、つ
いで、（Ａc₁変態点〜Ａc₃変態点）の間の温度域で５〜
120sec間保持する二次熱処理を施した後、５℃／sec 以
上の冷却速度で500 ℃以下の温度まで冷却する二次工程
と、ついで溶融亜鉛めっき処理を施し前記鋼板表面に溶
融亜鉛めっき皮膜を形成したのち、５℃／sec 以上の冷
却速度で300 ℃まで冷却する三次工程とを順次施すこと
を特徴とする延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板の
製造方法であり、また、第２の本発明では、前記三次工
程が、溶融亜鉛めっき処理を施し前記鋼板表面に溶融亜
鉛めっき皮膜を形成したのち、450 ℃〜550 ℃の温度域
まで再加熱して溶融亜鉛めっき皮膜の合金化処理を施
し、該合金化処理後に５℃／sec 以上の冷却速度で300
℃まで冷却する工程であることが好ましい。

【００１７】また、第２の本発明では、前記組成に加
え、さらに、次（ａ群）〜（ｄ群） （ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.
05〜1.0 質量％、 （ｂ群）：Ｂ：0.003 質量％以下、 （ｃ群）：Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２
種以上を合計で、0.01〜0.1 質量％、 （ｄ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種
を合計で、0.01質量％ 以下のうちから選ばれた１群または２群以上を含有して
もよい。

【００１８】また、第２の本発明では、前記鋼板を、最
終熱間圧延が（Ａr₃変態点−50℃）以上の温度で行われ
た熱延鋼板とし、前記一次工程に代えて、最終熱間圧延
後の冷却をＭ_S 点以下の温度まで10℃／sec 以上の冷却
速度で急冷する熱延鋼板組織調整工程とすることが可能
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼
板は、鋼板表層に溶融亜鉛めっき層または合金化溶融亜
鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板である。まず、
本発明に用いる鋼板の組成限定理由について説明する。
なお、本発明では、組成における％は質量％を意味す
る。

【００２０】Ｃ：0.05〜0.20％ Ｃは、鋼板の高強度化に必須の元素であり、さらに残留
オーステナイトや低温変態相の生成に効果があり、不可
欠の元素である。しかし、Ｃ含有量が0.05％未満では所
望の高強度化が得られず、一方、0.20％を超えると、溶
接性の劣化を招く。このため、Ｃは0.05〜0.20％の範囲
に限定した。

【００２１】Mn：1.0 〜3.0 ％ Mnは、固溶強化により鋼を強化するとともに、鋼の焼入
性を向上し、さらに残留オーステナイトや低温変態相の
生成を促進する作用を有する。このような作用は、Mn含
有量が1.0 ％以上で認められる。一方、3.0 ％を超えて
含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果が期待で
きなくなりコストの上昇を招く。このため、Mnは1.0 〜
3.0 ％の範囲に限定した。

【００２２】Si：0.3 〜1.8 ％ Siは、固溶強化により鋼を強化するとともに、オーステ
ナイトを安定化し、残留オーステナイト相の生成を促進
する作用を有する。このような作用は、Si含有量が0.3
％以上で認められる。一方、1.8 ％を超えて含有する
と、めっき性が顕著に劣化する。このため、Siは0.3 〜
1.8 ％の範囲に限定した。

【００２３】さらに、本発明の鋼板では、必要に応じ
て、上記した化学成分に加え、下記に示す（ａ群）〜
（ｄ群）のうちの１種または２種以上をさらに添加する
ことが可能である。 （ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.
05〜1.0 ％ CrおよびMoは、鋼の焼入性を向上し、低温変態相の生成
を促進する作用を有する元素である。このような作用
は、CrおよびMoのうちの１種または２種を合計で0.05％
以上含有して認められる。一方、合計で1.0 ％を超えて
含有しても効果が飽和し、含有量に見合う効果を期待で
きず、経済的に不利となる。このため、Cr、Moのうちの
１種または２種を合計で0.05〜1.0 ％の範囲に限定する
のが望ましい。

【００２４】（ｂ群）：Ｂ：0.003 ％以下、 Ｂは、鋼の焼入性を向上する作用を有する元素であり、
必要に応じ含有できる。しかし、Ｂ含有量が0.003 ％を
超えると、効果が飽和するため、Ｂは0.003 ％以下に限
定するのが望ましい。なお、0.001 〜0.002 ％が一層好
ましい。 （ｃ群）：Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２
種以上を合計で、0.01〜0.1 ％ Ti、Nb、Ｖは、炭窒化物を形成し、鋼を析出強化により
高強度化する作用を有しており、必要に応じて添加でき
る。このような作用は、Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた
１種または２種以上を合計で、0.01％以上で認められ
る。一方、合計で0.1 ％を超えて含有しても、過度に高
強度化し、延性が低下する。このため、Ti、Nb、Ｖのう
ちの１種または２種以上の含有量は、合計で、0.01〜0.
1 ％の範囲に限定するのが好ましい。

【００２５】（ｄ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１
種または２種を合計で、0.01％以下 Ca、REM は、硫化物系介在物の形態を制御する作用を有
し、これにより、鋼板の伸びフランジ特性を向上させる
効果を有する。このような効果はCa、REM のうちから選
ばれた１種または２種の含有量が合計で、0.01％を超え
ると飽和する。このため、Ca、REM のうちの１種または
２種の含有量は合計で、0.01％以下に限定するのが好ま
しい。

【００２６】本発明に用いる鋼板は、上記した化学成分
以外は、残部Feおよび不可避的不純物からなる。不可避
的不純物としては、Al：0.1 ％以下、Ｐ：0.05％以下、
Ｓ：0.02％以下が許容できる。さらに、本発明の鋼板
は、上記した組成と、焼戻マルテンサイト、残留オース
テナイト、フェライトおよび低温変態相からなる複合組
織を有する鋼板である。なお、本発明における焼戻マル
テンサイトとは、ラス状のマルテンサイトを（Ａc₁変態
点〜Ａc₃変態点）の温度域に短時間加熱保持した際に生
成する相を指す。

【００２７】焼戻マルテンサイトは、焼戻前のラス状マ
ルテンサイトの形態を引継いだ微細な内部構造を有する
相である。焼戻マルテンサイトは、焼戻しによって軟質
化しており十分な塑性変形能を有するため、高張力鋼板
の延性向上に有効な相である。本発明の鋼板では、この
ような焼戻マルテンサイト相を、体積率で20％以上含有
する。焼戻マルテンサイト量が20％未満では、顕著な延
性向上効果が期待できない。このため、複合組織中の焼
戻マルテンサイト量は20％以上に限定した。なお、焼戻
マルテンサイト量が、80％を超えると、鋼板の高強度化
が困難となるため、80％以下とするのが好ましい。

【００２８】残留オーステナイトは、加工時にマルテン
サイトに歪誘起変態し、局所的に加えられた加工歪を広
く分散させ、鋼板の延性を向上する作用を有する。本発
明鋼板では、このような残留オーステナイトを体積率で
２％以上含有する。残留オーステナイト量が２％未満で
は、顕著な延性の向上が期待できない。このため、残留
オーステナイト量は２％以上に限定した。また、残留オ
ーステナイト量は、好ましくは５％以上である。なお、
残留オーステナイト量は多いほどよいが、連続溶融亜鉛
めっきラインの熱履歴を経て製造される本発明鋼板で
は、実際的には10％以下となる。

【００２９】本発明の鋼板における複合組織では、上記
した焼戻マルテンサイトと残留オーステナイト以外は、
フェライトおよび低温変態相である。フェライトは、鉄
炭化物を含まない軟質な相であり、高い変形能を有し、
鋼板の延性を向上させる。本発明鋼板では、フェライト
を体積率で30％以上含有するのが好ましい。30％未満で
は延性の向上が少ない。一方、70％を超えると鋼板の高
強度化が困難となるため、70％以下とするのが好まし
い。

【００３０】一方、本発明でいう低温変態相とは、焼戻
しされていないマルテンサイトあるいはベイナイトを指
す。これらの低温変態相は、本発明の製造方法における
二次工程以降の冷却過程中に生成する。マルテンサイ
ト、ベイナイトとも硬質相であり、鋼板強度を増加させ
る。低温変態相量は、本発明では特に限定しない。鋼板
の強度に応じて適宜配分すればよい。また、強度の増加
を十分図るためには、低温変態相は、硬質なマルテンサ
イトとするのが好適である。

【００３１】軟質相であるフェライトと硬質相である低
温変態相とが、焼戻マルテンサイト、残留オーステナイ
トとともに複合組織を構成することにより、軟質相から
硬質相までが混在する微細組織となって、鋼板の高延性
化や低降伏比化が実現し鋼板の成形性が著しく向上す
る。本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板は、上記した組
成および上記した複合組織を有する鋼板の表層に、溶融
亜鉛めっき層、または合金化溶融亜鉛めっき層が形成さ
れためっき鋼板である。めっき層の目付量は、使用部位
による耐食性要求により適宜決定すればよく、とくに規
定されない。自動車の構造部品に使用される鋼板では、
溶融亜鉛めっき層の厚さ（目付量）は30〜60ｇ／ｍ² と
するのが好ましい。

【００３２】次に、本発明の高張力溶融亜鉛めっき鋼板
の製造方法について説明する。まず、上記した組成を有
する溶鋼を溶製し、通常の公知の方法で鋳造し、通常の
公知の方法で熱間圧延、あるいはさらに冷間圧延して、
鋼板とする。また、必要に応じて、酸洗あるいは焼鈍等
の工程を加えることができる。本発明では、上記した組
成を有する鋼板に、一次熱処理後冷却しマルテンサイト
を含有する組織とする一次工程（）と、ついで連続溶
融亜鉛めっきラインにて二次熱処理を施し、一次工程で
形成されたマルテンサイトの焼戻しと、冷却後に残留オ
ーステナイトおよび低温変態相を生成するための鋼板組
織の一部再オーステナイト化を図る二次工程（）とを
施し、しかるのち亜鉛めっき処理する三次工程（）を
施し、延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板を得る。

【００３３】一次工程 一次工程では、鋼板に（Ａc₃変態点−50℃）以上の温度
で少なくとも５sec 以上保持する一次熱処理を施した
後、Ｍ_S 点以下の温度まで10℃／sec 以上の冷却速度で
急冷する。この一次工程により、鋼板中にラス状マルテ
ンサイトが20％（体積率）以上生成される。本発明でい
う焼戻マルテンサイトを得るためには、前組織としてラ
ス状マルテンサイトを含む組織とすることが必要であ
る。

【００３４】一次熱処理の加熱保持温度が（Ａc₃変態点
−50℃）未満、あるいは保持時間が５sec 未満では、加
熱保持中に生成するオーステナイト量が少なく、冷却後
に得られるラス状マルテンサイト量が不足する。また、
一次熱処理後の冷却速度が10℃／sec 未満では、冷却後
の鋼板組織をラス状マルテンサイトを含む組織とするこ
とができない。なお、一次熱処理後の冷却速度の上限
は、鋼板の形状を良好に保つためには100 ℃／sec 以下
とするのが好ましい。また、保持時間は５sec 以上120s
ec以下とするのが好ましい。

【００３５】なお、めっき母板として、最終熱間圧延が
（Ａr₃変態点−50℃）以上の温度で行われた熱延鋼板を
使用する場合には、この一次工程は、最終圧延後の冷却
を、Ｍ_S 点以下の温度まで10℃／sec 以上の冷却速度で
急冷することにより、この一次工程の代わりとすること
ができる。ただし、冷却後の鋼板組織の均質化を図るた
めには、一次工程は熱間圧延後に独立した工程として行
うのが好ましい。

【００３６】二次工程 二次工程では、一次工程により20％以上のラス状マルテ
ンサイトを生成させた鋼板に、さらに（Ａc₁変態点〜Ａ
c₃変態点）の間の温度域で５〜120sec間保持する二次熱
処理を施した後、５℃／sec 以上の冷却速度で500 ℃以
下の温度まで冷却する。この二次工程により、一次工程
により生成したラス状マルテンサイトを焼戻マルテンサ
イトとするとともに、最終的に残留オーステナイト、低
温変態相を生成させるための鋼板組織の一部再オーステ
ナイト化を図る。なお、この二次工程は、焼鈍設備と溶
融亜鉛めっき設備を兼ね備えた連続溶融亜鉛めっきライ
ンで行うのが好ましい。

【００３７】二次熱処理における加熱保持温度がＡc₁変
態点未満では、オーステナイトが再生成せず、冷却後に
残留オーステナイトや低温変態相が得られない。また、
保持温度がＡc₃変態点を超えると、焼戻マルテンサイト
の再オーステナイト化を招く。また、二次熱処理におけ
る加熱保持時間が５sec 未満ではオーステナイトの再生
成が不十分であるため、冷却後に十分な量の残留オース
テナイトが得られない。また、120secを超えると、焼戻
マルテンサイトの再オーステナイト化が進行し、必要量
の焼戻マルテンサイトを得ることが困難となる。

【００３８】また、二次熱処理後の500 ℃までの冷却速
度が５℃／sec 未満では、冷却速度が遅く二次熱処理で
生成したオーステナイトがフェライト、パーライト等に
変態し、残留オーステナイトや低温変態相とならない。
なお、二次熱処理後の冷却速度は５℃／sec 以上50℃／
sec 以下とするのが好ましい。なお、この二次工程は、
焼鈍設備と溶融亜鉛めっき設備を兼ね備えた連続溶融亜
鉛めっきラインで行うのが好ましい。連続溶融亜鉛めっ
きラインで行うことにより二次工程後直ちに三次工程に
移行でき、生産性が向上する。

【００３９】三次工程 三次工程では、二次工程を施された鋼板に溶融亜鉛めっ
き処理を施し、５℃／sec 以上の冷却速度で300 ℃まで
冷却する。溶融亜鉛めっき処理は、通常、連続溶融亜鉛
めっきラインで行われている処理条件でよく、特に限定
する必要はない。しかし、極端な高温でのめっき処理
は、必要な残留オーステナイト量の確保が困難となる。
このため、500 ℃以下でのめっき処理とするのが好まし
い。また、めっき後の冷却速度が極端に小さいときは、
残留オーステナイトの確保が困難となる。このため、め
っき処理後から 300℃までの温度範囲における冷却速度
は５℃／sec 以上に限定するのが好ましい。なお、好ま
しくは50℃／sec 以下である。また、めっき処理後、必
要に応じて目付量調整のためのワイピングを行ってもよ
いのはいうまでもない。

【００４０】また、溶融亜鉛めっき処理後、合金化処理
を施してもよい。合金化処理は、溶融亜鉛めっき処理
後、450 ℃〜550 ℃の温度域まで再加熱し溶融亜鉛めっ
き皮膜の合金化を行う。合金化処理後は、５℃／sec 以
上の冷却速度で300 ℃まで冷却するのが好ましい。高温
での合金化は、必要な残留オーステナイト量の確保が困
難となり、鋼板の延性が低下する。このため、合金化温
度の上限は 550℃に限定するのが好ましい。また、合金
化温度が450 ℃未満では、合金化の進行が遅く生産性が
低下する。また、合金化処理後の冷却速度が極端に低い
場合には、必要な残留オーステナイトの確保が困難にな
る。このため、合金化処理後から 300℃までの温度範囲
における冷却速度を５℃／sec 以上に限定するのが好ま
しい。

【００４１】なお、めっき処理後あるいは合金化処理後
の鋼板には、形状矯正、表面粗度等の調整のための調質
圧延を加えてもよい。また、樹脂あるいは油脂コーティ
ング、各種塗装等の処理を施しても何ら不都合はない。
本発明は、焼鈍設備とめっき設備および合金化処理設備
を連続した溶融亜鉛めっきラインにおいて鋼板の二次加
熱と溶融亜鉛めっきおよび合金化処理を行うことを前提
としているが、各工程を独立した設備あるいは工程にお
いて実施することも可能である。

【００４２】

【実施例】（実施例１）表１に示す組成の鋼を転炉で溶
製し、連続鋳造法で鋳片とした。得られた鋳片を板厚2.
6mm まで熱間圧延し、次いで酸洗したのち、冷間圧延に
より板厚1.0mmの鋼板を得た。

【００４３】次いで、これら冷延鋼板に、連続焼鈍ライ
ンで、表２に示す一次工程条件で加熱保持後冷却する一
次工程を施した。一次工程後、組織調査を行い、ラス状
マルテンサイト量を測定した。さらに、一次工程済のこ
れら鋼板に、連続溶融亜鉛めっきラインにて、表２に示
す二次工程条件で、加熱保持した後冷却する二次工程を
施したのち、引続き溶融亜鉛めっき処理を施し、一部に
ついては溶融亜鉛めっき処理後に再加熱する溶融亜鉛め
っき皮膜の合金化処理を行い、冷却する三次工程を施し
た。得られた鋼板について、ミクロ組織および機械的特
性を調査し表３に示す。

【００４４】溶融亜鉛めっき処理は、浴温 475℃のめっ
き槽に鋼板を浸漬して行い、引き上げて片面当たりの目
付量が50ｇ／ｍ² となるようにガスワイピングにより目
付量を調整した。なお、めっき皮膜の合金化処理を行う
場合には、ワイピング処理の後、10℃／sec の加熱速度
で 500℃まで昇温し、合金化処理した。合金化処理時の
保持時間はめっき皮膜中の鉄含有率が９〜11％となるよ
うに調整した。

【００４５】鋼板のミクロ組織観察は、鋼板断面を光学
顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡で行った。ミクロ組織
中のラス状マルテンサイト量および焼戻マルテンサイト
量は、倍率1000倍の断面組織写真を用いて、画像解析に
より任意に設定した 100mm四方の正方形領域内に存在す
る該当相の占有面積率を求め、該当相の体積率とした。
また、残留オーステナイト量は、鋼板より採取した試片
を板厚方向の中心面まで研磨し、板厚中心面での回折Ｘ
線強度測定により求めた。入射Ｘ線には MoKα線を使用
し、試片中の残留オーステナイト相の｛111 ｝、｛200
｝、｛220 ｝、｛311 ｝各面の回折Ｘ線強度比を求
め、これらの平均値を残留オーステナイトの体積率とし
た。

【００４６】また、機械的特性は、鋼板から圧延直角方
向に採取したJIS 5 号引張試験片を用いて、降伏強さ
（降伏点）ＹＰ、引張強さＴＳ、伸びＥｌを測定した。
これらの結果を表３に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】

【表３】

【００５０】表３から、本発明例は、引張強さＴＳが59
0MPa以上、伸びＥｌが30％以上、かつ強度−伸びバラン
ス（ＴＳ×Ｅｌ）が21000MPa％以上と、強度−伸びバラ
ンスに優れた高延性高張力溶融亜鉛めっき鋼板となって
いる。一方、本発明の範囲を外れる比較例では、延性が
十分でなく、強度−伸びバランスが低下している。

【００５１】鋼板No.2は、一次熱処理における加熱保持
温度が低く、冷却後に得られるラス状マルテンサイト量
が少なくなり、めっき処理後の焼戻マルテンサイト量お
よび残留オーステナイト量が低下し、強度−伸びバラン
スが低下している。鋼板No.5は、一次熱処理での保持時
間が短く、冷却後に得られるラス状マルテンサイト量が
少なくなり、めっき処理後の焼戻マルテンサイト量が低
下し、強度−伸びバランスが低下している。また、鋼板
No.6は、二次熱処理の保持温度が高すぎたため、めっき
処理後の焼戻マルテンサイト量が少なく、強度−伸びバ
ランスが低下している。また、鋼板No.7は、二次熱処理
の保持温度が低すぎたため、めっき処理後に残留オース
テナイトが生成せず、強度−伸びバランスが低下してい
る。また、鋼板No.8は、二次熱処理での保持時間が短す
ぎたため、めっき処理後に残留オーステナイト量が少な
くなり、強度−伸びバランスが低下している。また、鋼
板No.9 は逆に二次熱処理での保持時間が長すぎたた
め、めっき処理後の焼戻マルテンサイト量が少なくな
り、強度−伸びバランスが低下している。鋼板No.10
は、二次熱処理後の冷却速度が小さく、また、鋼板No.1
1 は合金化処理後 300℃までの冷却速度が小さく、めっ
き処理後の残留オーステナイト量が少なくなり、強度−
伸びバランスが低下している。鋼板No.13 は、一次熱処
理後の冷却速度が小さく、冷却後に得られるラス状マル
テンサイト量が少なくなり、めっき処理後の焼戻マルテ
ンサイト量が少なく、強度−伸びバランスが低下してい
る。

【００５２】鋼板No.18 〜20は、鋼板の組成が本発明範
囲を外れ、焼戻マルテンサイト、あるいは残留オーステ
ナイトの生成量が少なくなり、強度−伸びバランスが低
下ししている。 （実施例２）表１に示す組成の鋼Ｂを転炉で溶製し、連
続鋳造法にて鋳片とした。得られた鋳片に板厚2.3mm ま
で熱間圧延する熱延工程と、熱間圧延後、直ちに表４に
示す条件で急冷し、コイル状に巻き取る熱延鋼板組織調
整工程とを施した。この熱延鋼板組織調整工程を、本発
明の製造方法における一次工程の代替とした。熱延鋼板
組織調整工程後、鋼板のミクロ組織調査を行い、ラス状
マルテンサイトの量を測定した。

【００５３】次いで、この熱延鋼板に、連続溶融亜鉛め
っきラインにて、表４に示す二次工程条件で、加熱保持
した後冷却する二次工程を施した後、引続き溶融亜鉛め
っき処理を施し、さらに溶融亜鉛めっき皮膜の合金化処
理を行い、次いで冷却する三次工程を施した。溶融亜鉛
めっき処理は、実施例１と同様に行った。得られた鋼板
について、実施例１と同様にミクロ組織および機械的特
性を調査し表５に示す。

【００５４】

【表４】

【００５５】

【表５】

【００５６】表５から、本発明例の溶融亜鉛めっき鋼板
は、590MPa以上の引張強さＴＳを有し、強度−伸びバラ
ンス（ＴＳ×Ｅｌ）が23000MPa％以上であり、延性に優
れた高張力溶融亜鉛めっき鋼板となっている。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、かかる高張力溶融亜鉛
めっき鋼板は非常に優れた延性を有し、自動車部品に代
表される成形品素材として実に好適な高張力溶融亜鉛め
っき鋼板が、安価にしかも安定して製造でき、産業上格
段の効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 2/28 Ｃ２３Ｃ 2/28 2/40 2/40 (72)発明者 篠原 章翁 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板表層に溶融亜鉛めっき層または合金
   化溶融亜鉛めっき層を有する溶融亜鉛めっき鋼板であっ
   て、前記鋼板が、質量％で、 Ｃ：0.05〜0.20％、 Si：0.3 〜1.8 ％、 Mn：1.0 〜3.0 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物
   からなる組成と、焼戻マルテンサイト、残留オーステナ
   イト、フェライトおよび低温変態相からなる複合組織を
   有し、かつ前記焼戻マルテンサイトを体積率で20％以
   上、前記残留オーステナイトを体積率で２％以上含むこ
   とを特徴とする延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼
   板。
2. 【請求項２】 前記組成に加え、さらに、下記（ａ群）
   〜（ｄ群）のうちから選ばれた１群または２群以上を含
   有することを特徴とする請求項１に記載の延性に優れる
   高張力溶融亜鉛めっき鋼板。 記 （ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.
   05〜1.0 質量％、 （ｂ群）：Ｂ：0.003 質量％以下、 （ｃ群）：Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２
   種以上を合計で、0.01〜0.1 質量％、 （ｄ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種
   を合計で、0.01質量％以下
3. 【請求項３】 質量％で、 Ｃ：0.05〜0.20％、 Si：0.3 〜1.8 ％、 Mn：1.0 〜3.0 ％を含み、残部Feおよび不可避的不純物
   からなる組成を有する鋼板に、（Ａc₃変態点−50℃）以
   上の温度で、５sec 以上保持する一次熱処理を施した
   後、10℃／sec 以上の冷却速度でＭ_S 点以下の温度まで
   冷却する一次工程と、ついで、（Ａc₁変態点〜Ａc₃変態
   点）の間の温度域で５〜120sec間保持する二次熱処理を
   施した後、５℃／sec 以上の冷却速度で500 ℃以下の温
   度まで冷却する二次工程と、ついで溶融亜鉛めっき処理
   を施し前記鋼板表面に溶融亜鉛めっき皮膜を形成したの
   ち、５℃／sec 以上の冷却速度で300 ℃まで冷却する三
   次工程とを順次施すことを特徴とする延性に優れる高張
   力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 前記三次工程が、溶融亜鉛めっき処理を
   施し前記鋼板表面に溶融亜鉛めっき皮膜を形成したの
   ち、450 ℃〜550 ℃の温度域まで再加熱して溶融亜鉛め
   っき皮膜の合金化処理を施し、該合金化処理後に５℃／
   sec 以上の冷却速度で300 ℃まで冷却する工程であるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の延性に優れる高張力溶
   融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
5. 【請求項５】 前記組成に加え、さらに、下記（ａ群）
   〜（ｄ群）のうちから選ばれた１群または２群以上を含
   有することを特徴とする請求項３または４に記載の延性
   に優れる高張力溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。 記 （ａ群）：Cr、Moのうちの１種または２種を合計で、0.
   05〜1.0 質量％、 （ｂ群）：Ｂ：0.003 質量％以下、 （ｃ群）：Ti、Nb、Ｖのうちから選ばれた１種または２
   種以上を合計で、0.01〜0.1 質量％、 （ｄ群）：Ca、REM のうちから選ばれた１種または２種
   を合計で、0.01質量％以下
6. 【請求項６】 前記鋼板を、最終熱間圧延が（Ａr₃変態
   点−50℃）以上の温度で行われた熱延鋼板とし、前記一
   次工程に代えて、最終熱間圧延後の冷却をＭ _S 点以下の
   温度まで10℃／sec 以上の冷却速度で急冷する熱延鋼板
   組織調整工程とすることを特徴とする請求項３ないし５
   のいずれかに記載の延性に優れる高張力溶融亜鉛めっき
   鋼板の製造方法。