JP2002030403A - Hot dip galvannealed steel sheet and its production method - Google Patents

Hot dip galvannealed steel sheet and its production method

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JP2002030403A
JP2002030403A JP2000214833A JP2000214833A JP2002030403A JP 2002030403 A JP2002030403 A JP 2002030403A JP 2000214833 A JP2000214833 A JP 2000214833A JP 2000214833 A JP2000214833 A JP 2000214833A JP 2002030403 A JP2002030403 A JP 2002030403A
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JP
Japan
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phase
less
steel sheet
temperature
alloying
Prior art date
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Application number
JP2000214833A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Hori
雅彦 堀
Hirotatsu Kojima
啓達 小嶋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hot dip galvannealed steel sheet excellent in ductility, in which the base material is excellent in local ductility, and plating wettability and powdering properties are improved and to provide its production method. SOLUTION: This steel sheet has a composition containing, by mass, 0.05 to 0.2% C, 0.02 to 0.70% Si, 0.5 to 3.0% Mn, 0.005 to 0.10% P, <=0.1% S, 0.10 to 2.0% Al and <=0.01% N, also satisfying Si(%)+Al(%)>=0.5, and the balance Fe with inevitable impurities, the base material contains an austenitic phase of >=1% by volume, further, in the plating film, the concentration of Fe is 8 to 15 mass%, also, the average Γ phase thickness in the plating film is <=2 μm, the maximum Γ1 phase length in the thickness direction is <=1.5 μm, and the relation of the maximum Γ1 phase length/the Γ phase thickness <=1.0 is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、局部延性に優れた
母材を用い、且つ、高い防錆能を有する、パウダリング
性の良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alloyed hot-dip galvanized steel sheet using a base material having excellent local ductility, having a high rust-preventing ability, and having good powdering properties. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、家電、建材、及び自動車の産業分
野においては溶融亜鉛めっき鋼板が大量に使用されてい
るが、とりわけ経済性、防錆機能、塗装後の性能の点で
合金化溶融亜鉛めっき鋼板が広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, hot-dip galvanized steel sheets have been used in large quantities in the fields of home appliances, building materials, and automobiles, but especially in terms of economic efficiency, rust prevention function, and performance after painting. Plated steel sheets are widely used.

【0003】一方、母材性能としては、各種機械、装置
類には高性能化と同時に軽量化が強く推進されており、
高強度化技術が数多く開発されている。しかしながら、
高強度化に伴い、鋼板の延性は損なわれるため、加工性
が劣化するという問題を有していた。
[0003] On the other hand, as for the base material performance, various machines and devices are strongly promoted to have high performance and light weight at the same time.
Many high strength technologies have been developed. However,
With the increase in strength, the ductility of the steel sheet is impaired, so that there is a problem that workability is deteriorated.

【0004】このような問題に対して、特に、穴広げ性
が良好であり、真にプレス時の加工性が良好である鋼板
として、特開平5−70886号公報は、Si、Alを
適量添加し、鋼中に残留オーステナイトを含み、局部延
性の著しく改善された材料を提案している。
To cope with such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-70886 discloses a steel sheet having good hole-expanding properties and truly good workability at the time of pressing. In addition, a material containing retained austenite in steel and having significantly improved local ductility has been proposed.

【0005】一方、製品としての鋼板の性能としては、
高強度で且つ加工性に優れ、さらに、経済的に防錆能の
高いものが要求される。従って、上記母材に、合金化溶
融亜鉛めっきを施した材料が要求されるようになった。
On the other hand, the performance of a steel sheet as a product is as follows.
It is required to have high strength, excellent workability, and economically high rust prevention ability. Therefore, a material obtained by subjecting the base material to galvannealing has come to be required.

【0006】このようなめっき鋼板を製造するために
は、まず、母材は通常、適当な脱脂洗浄工程を経た後、
もしくは脱脂洗浄を行うことなく、鋼板を弱酸化性雰囲
気もしくは還元性雰囲気で予熱した後、水素+窒素の還
元性雰囲気で鋼板を焼鈍し、しかる後、鋼板をめっき温
度付近まで冷却してから溶融亜鉛浴に浸漬することによ
り製造される。さらに、合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、
この後、連続的に熱処理炉で500 〜600 ℃の材料温度に
3 〜60秒加熱することにより、Fe-Zn 合金めっき層を形
成せしめることになる。このときのめっき層は、Fe-Zn
の金属間化合物よりなり一般にその平均Fe濃度は8 〜12
質量%である。そのめっきの付着量は通常片面当り20〜
70g/m2であり、この範囲以下のものは通常の手段におい
て製造することが難しく、また、この範囲を上回るもの
はめっき層の耐パウダリング性を確保することが困難で
あるので一般には供給されていない。
[0006] In order to manufacture such a plated steel sheet, first, the base material is usually subjected to an appropriate degreasing and washing step.
Alternatively, preheat the steel sheet in a weakly oxidizing or reducing atmosphere without performing degreasing cleaning, then anneal the steel sheet in a hydrogen + nitrogen reducing atmosphere, and then cool the steel sheet to near the plating temperature and then melt it. It is manufactured by immersion in a zinc bath. In addition, galvannealed steel sheets are
Thereafter, the material temperature is continuously raised to 500 to 600 ° C in a heat treatment furnace.
By heating for 3 to 60 seconds, a Fe-Zn alloy plating layer is formed. The plating layer at this time is made of Fe-Zn
And generally has an average Fe concentration of 8 to 12
% By mass. The coating weight of the plating is usually 20 to
A 70 g / m 2, it is difficult to manufacture in conventional means is the following this range, also generally supply since those above this range it is difficult to secure powdering resistance of the plating layer It has not been.

【0007】このような合金化溶融亜鉛めっき鋼板の母
材として、残留オーステナイトを含有する材料を採用す
る場合、通常の条件下では改善できない次のような問題
が生じる。
[0007] When a material containing retained austenite is used as a base material of such an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the following problem arises that cannot be improved under ordinary conditions.

【0008】まず、Si、Alを添加した鋼板は、還元
焼鈍時にSi、Alの酸化物が表面に濃化し、溶融めっ
き時の濡れ性を著しく劣化することになる。この点に関
し、従来にあってもSiの単独添加鋼に対しては、様々
な改善方法が提案されており、例えば、特開平8-13114
号公報で示されるように、鋼板を前酸化させ、表面のS
i酸化物の濃化量を減少させる改善法が提案されてい
る。
First, in a steel sheet to which Si and Al are added, oxides of Si and Al are concentrated on the surface during reduction annealing, and the wettability during hot-dip plating is significantly deteriorated. Regarding this point, various improvement methods have been proposed for steels to which Si alone has been added even in the past.
As shown in the publication, the steel sheet is pre-oxidized and the S
An improvement method for reducing the concentration of i-oxide has been proposed.

【0009】しかしながら、Si、Alを複合添加した
鋼材については、SiよりAlの方が酸素濃度が低くて
も酸化されるため、より改良された技術が必要となる。
勿論、Al、Siが複合添加された場合の濡れ性につい
ての改善は、未だなされていない。
[0009] However, with respect to steel materials to which Si and Al are added in a complex manner, Al is oxidized even if the oxygen concentration is lower than Si, so that a more improved technique is required.
Of course, improvement in wettability when Al and Si are added in a complex manner has not yet been achieved.

【0010】さらに、合金化時にも、合金化が遅延する
ために操業性が悪くなるという問題が生じている。これ
らの濡れ性および合金化時の問題について、現在までの
ところ、実質的には改善法が提案されていないため、S
i、Al複合添加鋼における残留オーステナイトを含む
組成を有する母材の合金化溶融亜鉛めっき鋼板は製造さ
れてはいない。
Further, at the time of alloying, there is a problem that operability is deteriorated due to delay of alloying. As to these wettability and alloying problems, no improvement method has been practically proposed so far.
i, No base alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a composition containing retained austenite in Al composite added steel has been manufactured.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、主と
して自動車に使用される合金化溶融亜鉛めっき鋼板とそ
の製造方法を提供するものである。
An object of the present invention is to provide an alloyed hot-dip galvanized steel sheet mainly used for automobiles and a method for producing the same.

【0012】さらに具体的には、本発明の課題は、特
に、その母材を局部延性に優れた残留オーステナイトを
含む鋼板とし、そのときのめっき濡れ性の低下および合
金化時の残留オーステナイトの消失を防止し、さらに、
パウダリング性を改善し、延性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板とその製造方法を提供するものである。
More specifically, an object of the present invention is to provide a steel sheet containing a retained austenite excellent in local ductility, in particular, to reduce the plating wettability and to eliminate the retained austenite during alloying. To prevent
An object of the present invention is to provide an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having improved powdering properties and excellent ductility, and a method for producing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、まず、S
i、Al複合添加の残留オーステナイト含有材料に、溶
融亜鉛めっきを行い、そのときの濡れ性について検討し
た。
Means for Solving the Problems We first set S
i, hot-dip galvanizing was performed on the residual austenite-containing material to which Al composite was added, and the wettability at that time was examined.

【0014】まず、鋼中にSiおよびAlを含有してい
る材料で、特定の還元焼鈍ヒートパターンで熱処理を行
うと、残留オーステナイトが1体積%以上残存し、局部
延性に優れ、且つ、高強度の鋼板を製造できることを確
認した。
First, when a heat treatment is performed on a steel containing Si and Al in a specific reduction annealing heat pattern, 1% by volume or more of retained austenite remains, excellent in local ductility and high strength. It was confirmed that a steel plate could be manufactured.

【0015】この材料は、鋼中Si量と鋼中Al量を足
すと、0.5%以上であり、鋼中C量は0.05%以上
0.20%以下が良好であった。Si量は0.02%以
上で、ほぼ0.3%であった。Al量は2.0%以下で
あった。
The sum of the Si content in steel and the Al content in steel was 0.5% or more, and the C content in steel was preferably 0.05% or more and 0.20% or less. The amount of Si was 0.02% or more, and was approximately 0.3%. The Al content was 2.0% or less.

【0016】次に、この材料について、780℃以上8
70℃以下でまず還元焼鈍し、次いで550℃以下35
0℃以上の低温保持温度領域で冷却を行い、この温度域
で20s以上滞留させた後、常温まで冷却を行うと、1
体積%以上の残留オーステナイトを含有する鋼材を製造
できることを確認した。
Next, this material is heated to 780.degree.
First, reduction annealing at 70 ° C or lower, and then 550 ° C or lower 35
Cooling is performed in a low-temperature holding temperature range of 0 ° C. or more, and after staying in this temperature range for 20 s or more, cooling to room temperature is performed.
It was confirmed that a steel material containing at least volume% of retained austenite could be produced.

【0017】これらの材料について、上記ヒートパタ−
ンの還元焼鈍を行った場合、濡れ性を確保するために、
鋼中の問題元素であるSi、Alの成分を単独または、
複合添加したときの、濡れ性について調査したところ、
Siは0.70%より高いと濡れ性を確保することがてきな
い。また、Alについては2.0 %より高いと、濡れ性を
確保することができないことが判明した。
For these materials, the heat pattern
When performing reduction annealing of the alloy, in order to ensure wettability,
The components of Si and Al, which are problem elements in steel, are used alone or
When we investigated the wettability when adding the composite,
If Si is higher than 0.70%, wettability cannot be ensured. It was also found that if the content of Al is higher than 2.0%, wettability cannot be ensured.

【0018】さらに、両方の鋼中成分を含有した材料に
ついても検討を行ったが、それぞれの濡れ性への関与効
果は独立で生じることが判明し、少なくとも、Si: 0.
70%以下、Al: 2.0%以下の材料では、濡れ性を確
保できることが判明した。
Further, a study was also conducted on a material containing both components in steel. However, it was found that the respective effects on the wettability occurred independently.
It was found that a material having 70% or less and Al: 2.0% or less can ensure wettability.

【0019】このようにして濡れ性を確保でき、且つ、
残留オーステナイトが所要量だけ存在する材料成分を規
定するに至った。これらの鋼材はめっきが可能な延性に
富んだめっき材であるが、自動車用として用いるには、
このめっき材を合金化させ、合金化溶融亜鉛めっき鋼材
とすることが目標となる。
In this manner, wettability can be ensured, and
This has led to the definition of material components for which the required amount of retained austenite is present. These steel materials are highly ductile plating materials that can be plated.
The goal is to alloy this plated material into an alloyed hot-dip galvanized steel material.

【0020】そこで、通常の合金化温度460℃〜60
0℃程度で合金化を行ったところ、高温領域での合金化
で、極端に加工性が劣化することが判明した。その理由
については、高温領域での合金化処理により、残留オー
ステナイト相の消失が進行したためと推定された。
Therefore, the usual alloying temperature of 460 ° C. to 60 ° C.
When alloying was performed at about 0 ° C., it was found that the alloying in a high-temperature region extremely deteriorated the workability. It is presumed that the reason was that the disappearance of the retained austenite phase progressed due to the alloying treatment in the high temperature region.

【0021】そこで、本発明者らは、残留オーステナイ
ト相が消失しない領域を限定するため、鋭意検討した結
果、550℃以上600℃以下の温度域で5s超処理さ
れたものについて、著しくオーステナイト相が減少する
ことが判明した。
Therefore, the present inventors have conducted intensive studies in order to limit the region in which the retained austenite phase does not disappear. As a result, the austenitic phase was remarkably reduced in those treated for more than 5 seconds in a temperature range of 550 ° C. to 600 ° C. It was found to decrease.

【0022】以上のことから、合金化時に550℃以上
600℃以下の温度域に5s超は処理しないことによ
り、材料特性の良好な残留オーステナイトを1体積%以
上含有するGA鋼板を製造することが可能となった。
From the above, it is possible to manufacture a GA steel sheet containing 1% by volume or more of retained austenite having good material properties by not performing the treatment for more than 5 seconds in the temperature range of 550 ° C. to 600 ° C. during alloying. It has become possible.

【0023】これらの残留オーステナイト相を含むGA
鋼板 (合金化溶融亜鉛めっき鋼板、以下同じ) をプレス
加工したところ、加工性が極めて高く、耐パウダリング
が極めて高いことが要求されることが問題となった。そ
こで、様々な温度域での合金化を行い、皮膜中Fe濃度
が8〜15%のGA鋼板を作成し、詳細な調査を行っ
た。
GA containing these retained austenite phases
When a steel sheet (alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the same applies hereinafter) was pressed, there was a problem that extremely high workability and extremely high powdering resistance were required. Therefore, alloying was performed in various temperature ranges, and a GA steel sheet having a Fe concentration in the coating of 8 to 15% was prepared, and a detailed investigation was performed.

【0024】皮膜を断面方向から、0.01〜1.00
%程度の薄いナイタール液でエッチングしたものをSE
M観察し、断面の組織観察を行い、耐パウダリング性と
の関係を調査した結果、Γ相厚みと、Γ1 相の最大長さ
との比をとると、パウダリング性との相関が良いことが
判った。
The film is formed in a range of 0.01 to 1.00 from the cross-sectional direction.
% Etched with thin nital solution of SE
As a result of observing the M and observing the structure of the cross section, and examining the relationship with the powdering resistance, the ratio between ( 1) the phase thickness and ( 1) the maximum length of the 1 phase shows that the correlation with the powdering property is good. I understood.

【0025】Γ1 相の最大長さ/Γ相厚みの比が1.0
を越えると急激にパウダリング性が劣化するが、1.0
未満であれば、パウダリング性が良好であることが判明
した。
The ratio of the maximum length of one phase / the thickness of the phase is 1.0
When the value exceeds 1.0, the powdering property rapidly deteriorates.
If it is less than 10, it was found that the powdering property was good.

【0026】この条件にあう皮膜を製造するための条件
についても詳細に調査したところ、まず、合金化温度と
の相関があることが判明した。さらに、鋼中Si量の高
いものでは、合金化温度が高くても上記皮膜条件を満た
すことが可能であり、また、皮膜中Fe濃度が低い場合
も良好であることが判った。
When the conditions for producing a film meeting these conditions were also investigated in detail, it was first found that there was a correlation with the alloying temperature. Furthermore, it was found that the steel having a high Si content can satisfy the above-mentioned coating conditions even at a high alloying temperature, and also has a good effect when the Fe concentration in the coating is low.

【0027】そこで、合金化温度の上限について、鋼中
Siと皮膜中Fe濃度との関係を式化することにより、
皮膜中の合金層構造を決定することが可能であることを
見いだし、実験により、下記式2を導くことができた。
Therefore, regarding the upper limit of the alloying temperature, the relationship between Si in steel and Fe concentration in the film is formulated,
The inventors have found that it is possible to determine the structure of the alloy layer in the coating, and have obtained the following equation 2 through experiments.

【0028】 TA1(℃)≦530+100×[Si]−0.25×[Fe]・・・・・(式2) (Γ1 相の最大長さ/Γ相厚み)の値が1.0を越える
皮膜構造の場合、パウダリング性の著しい劣化が生じる
理由については詳細は不明であるが、下記のように推定
することができる。
[0028] The value of TA1 (℃) ≦ 530 + 100 × [Si] -0.25 × [Fe] ····· ( Formula 2) (gamma 1 phase of maximum length / gamma phase thickness) 1.0 In the case of a film structure exceeding the above, the reason why remarkable deterioration of the powdering property occurs is unknown, but can be estimated as follows.

【0029】まず、Γ相は鋼板母材側で均一に生成され
る。この上方(皮膜側)にΓ1 相,δ1 相の順に生成さ
れるが、Γ1 相は均一には生成されず、局所的に、成長
の速い部分がある。Γ1 相が皮膜中では一番硬い合金相
であるため、皮膜が加工を受けたとき、加工に対して一
番追従できない相となる。従って、この相の周辺では、
歪みが生じることになるが、Γ1 相が長くなればなるほ
ど、その周辺での歪みは大きくなることになる。この歪
みは、接している合金相との界面で生じることになるた
め、Γ相とδ1 相との界面で生じることになるがΓ1
の次に加工性の乏しいΓ相との界面で歪みが最大になる
ものと推定される。この歪みがΓ相とΓ 1 相との密着力
の限界を超えると、界面に亀裂が生じることになる。亀
裂は、皮膜剥離の起点となり、パウダリングを生じるこ
とになるため、これらの一連の現象はパウダリング性と
関連することになる。
First, the Γ phase is uniformly formed on the steel sheet base material side.
You. Above this (coating side)1Phase, δ1Generated in phase order
Γ1The phases are not generated homogeneously but grow locally
There is a fast part. Γ1The phase is the hardest alloy phase in the film
Therefore, when the film is processed,
It is a phase that can not follow the turn. Therefore, around this phase,
Distortion will occur, but Γ1The longer the phase
However, the distortion in the vicinity will increase. This distortion
Only occurs at the interface with the adjacent alloy phase.
Γ phase and δ1It occurs at the interface with the phase.1phase
The second largest strain occurs at the interface with the poorly workable Γ phase
It is presumed that. This distortion is 1Adhesion with phase
If the limit is exceeded, cracks will occur at the interface. turtle
Cracks are the starting point of film peeling and may cause powdering.
Therefore, these series of phenomena are powdering properties and
Will be relevant.

【0030】以上のことより、Γ1 相の最大長さとΓ相
の比をとり、これが耐パウダリング性と関係があると推
定している。本発明にあっては、皮膜設計を行うため
に、式2を設定しているが、この理由についても詳細は
不明であるが、現象としては、合金化温度の上昇,皮膜
中Fe濃度の増加については、Γ1 相の成長を促すもの
であるが、鋼中Si量の増加は、Γ1 相の成長を抑制す
るものであるため、これを経験的に領域規定したもの
が、式2である。
[0030] From the above facts, taking the maximum length and gamma phase ratio of gamma 1-phase, which is estimated to be related to powdering resistance. In the present invention, Equation 2 is set to design the film. The reason for this is not clear, but the phenomena are as follows: increase in alloying temperature, increase in Fe concentration in the film. for, although one which facilitates the growth of the gamma 1-phase, increases in the steel amount of Si, because it is intended to inhibit the growth of gamma 1-phase, those empirically region defining this is by the formula 2 is there.

【0031】これらのパラメータについてのΓ相,Γ1
相への成長への影響についての詳細は不明であるが、Γ
1 相は通常Γ相より、成長速度が速いことと局所的な成
長が生じることが特徴であるものと推定される。この傾
向は、皮膜中のFe濃度が高くなると、各相の成長の差
が明確になることにより、Γ1 相の最大長さ/Γ相厚み
の比は大きくなる。また、高温での合金化は、合金相の
成長を促進させることになるが、Γ相より、Γ1 相の成
長をより、助長するため、高温での合金化ほど、Γ1
の最大長さ/Γ相厚みは大きくなる。
Γ phase, Γ 1 for these parameters
The details of the impact on growth of the phase are unknown, but Γ
It is presumed that the phase 1 is characterized by a higher growth rate and local growth than the normal phase Γ. This trend, the Fe concentration in the film is increased, by the difference between the phases of growth becomes clear, the ratio of the maximum length / gamma phase thickness of gamma 1-phase increases. Moreover, alloying at a high temperature, but would promote the growth of the alloy phase, than gamma phase, more growth gamma 1-phase, to facilitate, as the alloying at a high temperature, the maximum length of the gamma 1-phase The sa / Γ phase thickness increases.

【0032】これらのパラメータはパウダリング性を劣
化させる方向に効くものと考えられる。鋼中Siについ
ては、Γ1 相の局所的な成長を抑制する傾向にあり、Γ
1 相を平均的に成長させるため、Fe拡散量が等しい場
合、最大長さが小さくなる。すなわち、Γ1 相の最大長
さ/Γ相厚みは小さくなり、パウダリング性は良好とな
る。これらのことから、式2を作成し、これに従うこと
でパウダリング性を改善することが可能となった。
These parameters are considered to be effective in the direction of deteriorating the powdering property. For Si in steel, there is a tendency to suppress local growth of Γ 1 phase,
Since one phase is grown on average, the maximum length is reduced when the Fe diffusion amounts are equal. That is, the maximum length / gamma phase thickness of gamma 1-phase is reduced, powdering property is good. From these facts, it has become possible to improve the powdering property by creating Expression 2 and following it.

【0033】以上のことから、残留オーステナイト相を
1体積%以上含有し、且つ、パウダリング性の良好な合
金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造することが可能となり、
本発明を完成した。
From the above, it is possible to manufacture an alloyed hot-dip galvanized steel sheet containing 1% by volume or more of the retained austenite phase and having good powdering properties.
The present invention has been completed.

【0034】ここに、本発明は次の通りである。 (1) 鋼板母材の表面にめっき皮膜が設けられた合金化溶
融亜鉛めっき鋼板であって、前記母材の化学組成が、質
量%で、C:0.05%以上0.20%以下、Si:0.02 %以上
0.70%以下、Mn:0.50%以上3.0 %以下、P:0.005
%以上0.10%以下、S:0.1 %以下、sol.Al:0.10%以
上2 .0%以下、N:0.01%以下で、且つ、Si(%)+
Al(%)≧0.5を満足すると共に残部がFeおよび不
可避不純物から成り、前記母材が、オーステナイト相を
体積%で1%以上含有し、さらに、前記めっき皮膜は、
Fe濃度が8質量%以上15質量%以下であり、且つ、
該めっき皮膜におけるΓ相平均厚み:2μm以下、厚み
方向の最大Γ1 相長さ:1.5μm以下であって、さら
に下記式1を満足することを特徴とする合金化溶融亜鉛
めっき鋼板。
Here, the present invention is as follows. (1) An alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which a plating film is provided on the surface of a steel sheet base material, wherein the chemical composition of the base material is, by mass%, C: 0.05% or more and 0.20% or less, and Si: 0.02%. that's all
0.70% or less, Mn: 0.50% or more and 3.0% or less, P: 0.005
% To 0.10% or less, S: 0.1% or less, sol.Al: 0.10% to 2.0%, N: 0.01% or less, and Si (%) +
Al (%) ≧ 0.5, the balance being Fe and unavoidable impurities, the base material contains 1% or more by volume of an austenite phase, and the plating film further comprises:
Fe concentration is 8% by mass or more and 15% by mass or less, and
An alloyed hot-dip galvanized steel sheet characterized by having an average phase thickness of 2 μm or less and a maximum thickness in the thickness direction of the plating film of 1 μm or less, and further satisfying the following formula 1.

【0035】 最大Γ1 相長さ/Γ相厚み≦1.0 ・・・(式1) (2) 上記(1) 記載の化学組成を有する鋼板に、750℃
以上870℃以下で還元焼鈍を行い、次いで350℃以
上550℃以下の低温保持温度(TK)に、滞留時間(t
K )20s以上保持し、その後、溶融亜鉛めっきを行っ
てから、460℃以上600℃未満であって、下記式2
を満足する合金化温度(TA1)で合金化処理を行い、そ
の際に合金化温度が550℃以上600℃未満での滞留
時間(tA2)をゼロまたは5s以下とすることを特徴と
する合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
The maximum gamma 1 Ainaga of / gamma phase thickness ≦ 1.0 · · · the steel sheet having a chemical composition of (Formula 1) (2) above (1), wherein, 750 ° C.
The reduction annealing is performed at a temperature of not less than 350 ° C. and a temperature of 350 ° C. or less and 550 ° C. or less.
K) After holding for 20 s or more and then performing hot-dip galvanizing, the temperature is 460 ° C. or more and less than 600 ° C.
Alloying at an alloying temperature (TA1) that satisfies the following condition, wherein the residence time (tA2) at an alloying temperature of 550 ° C. or more and less than 600 ° C. is zero or 5 s or less. Manufacturing method of hot-dip galvanized steel sheet.

【0036】 TA1(℃)≦530+100×[Si]−0.25×[Fe]・・・・・ (式2) TA1:合金化温度、[Si]:鋼中Si量、[Fe]:皮膜中F
e濃度
TA1 (° C.) ≦ 530 + 100 × [Si] −0.25 × [Fe] (Formula 2) TA1: alloying temperature, [Si]: amount of Si in steel, [Fe]: coating Medium F
e concentration

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】本発明において、母材の化学組
成、熱処理条件を上述のように規定した理由について以
下に述べる。本明細書において化学組成を規定する
「%」は特にことわりがない限り、「質量%」である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the reason why the chemical composition of the base material and the heat treatment conditions are specified as described above will be described below. In this specification, “%” for defining the chemical composition is “% by mass” unless otherwise specified.

【0038】母材の化学組成について:Cについて、0.0
5%以上0.20%以下と規定する。下限は、残留オーステ
ナイト相を安定に析出させるために、必要なC量であ
り、0.05%より、低いとオーステナイト相中のC量が下
がるため不安定になり、製造することが困難になる。C
量の上限は、0.20%とするが、高張力鋼板を製造するた
めには、C量を増加させることが得策ではあるが、溶接
を行う時にCが高すぎると、溶接できない問題があり、
0.20%を上限とした。
Regarding the chemical composition of the base material:
5% or more and 0.20% or less. The lower limit is the amount of C necessary for precipitating the retained austenite phase stably. If the amount is lower than 0.05%, the amount of C in the austenite phase is reduced, so that the production becomes unstable and the production becomes difficult. C
Although the upper limit of the amount is 0.20%, it is advisable to increase the amount of C in order to manufacture a high-tensile steel sheet, but if C is too high when performing welding, there is a problem that welding cannot be performed.
The upper limit was 0.20%.

【0039】また、C量を増加させると、簡易に強度を
高くすることは可能であるが、延性が劣化することも同
時に生じるため、残留オーステナイト相を安定に含有
し、且つ、延性が非常に高いことを考慮すると、C量は
0.08%以上0.15%以下で制御することが好ましい。
When the C content is increased, it is possible to easily increase the strength, but at the same time, the ductility is deteriorated. Therefore, the residual austenite phase is stably contained, and the ductility is very high. Considering that it is high, the amount of C is
It is preferable to control at 0.08% or more and 0.15% or less.

【0040】Siについては、0.02%以上0.70%以下と
規定する。下限については、オーステナイト相の成長を
助長し、生成したオーステナイト相中へのCの濃縮を助
ける働きがある。この濃度未満では、残留オーステナイ
ト相の安定生成が少なく、下限を0.02%とした。上限に
ついては、0.70%としており、これを超えたSi量のとき
は前述したように、還元焼鈍時に特定のヒートパターン
(温度域)をとることから、Si酸化物が表面に濃化す
るため、溶融めっきを行うときに、濡れ性を確保するこ
とができない。従って、鋼中Si濃度を上記のように規
定する。後工程での合金化が速やかに起こることも考慮
すると、Si量を0.02%以上0.50%以下とすることがよ
り好ましい範囲である。
The content of Si is specified to be 0.02% or more and 0.70% or less. The lower limit has the function of promoting the growth of the austenite phase and assisting the enrichment of C in the formed austenite phase. Below this concentration, stable generation of the retained austenite phase is small, and the lower limit is made 0.02%. The upper limit is set to 0.70%. When the amount of Si exceeds this, as described above, a specific heat pattern (temperature range) is taken at the time of reduction annealing, so that the Si oxide is concentrated on the surface. When performing hot-dip plating, wettability cannot be ensured. Therefore, the Si concentration in steel is specified as described above. In consideration of the fact that alloying in a later step occurs promptly, it is more preferable that the Si content be 0.02% or more and 0.50% or less.

【0041】Mnについては、0.50%以上3.0 %以下と
規定する。Mnはオーステナイト相の安定化元素であ
り、下限値0.50%以上添加することにより、オーステナ
イト相の安定化の効果がある。しかし、添加量が多すぎ
ると、鋼板の脆化が生じるため、上限を3.0 %とする。
また、Mn添加量が増加すると、鋼板の製造コストが上
がるため、この好ましい範囲としては2.5 %程度が良
く、Mn量の適正範囲としては0.50%以上2.5 %以下と
することが良い。
Mn is specified to be 0.50% or more and 3.0% or less. Mn is an element for stabilizing the austenite phase, and has an effect of stabilizing the austenite phase when added at a lower limit of 0.50% or more. However, if the addition amount is too large, the steel sheet becomes brittle, so the upper limit is made 3.0%.
Further, when the amount of added Mn increases, the manufacturing cost of the steel sheet increases. Therefore, the preferable range is about 2.5%, and the appropriate range of the Mn amount is 0.50% or more and 2.5% or less.

【0042】Pについては、0.005 %以上0.10%以下と
規定する。Pは不可避的に混入する元素であるため、低
い方が好ましいが、0.005 %未満に調整するためには、
コストが高くなるため、0.005 %を下限とする。0.10%
超では鋼板の延性が劣化するため、0.10%以下と規定す
る。
[0042] P is defined as not less than 0.005% and not more than 0.10%. Since P is an element inevitably mixed, it is preferable that P is low, but in order to adjust the content to less than 0.005%,
Due to high costs, the lower limit is 0.005%. 0.10%
If it is excessive, the ductility of the steel sheet deteriorates, so it is specified as 0.10% or less.

【0043】Sについては、0.1 %以下と規定する。S
も不純物として鋼中に含有されるものであるため、低濃
度である方が良い。0.1 %を越えて含有されると、Mn
Sの析出が目立つようになり、鋼板の延性を阻害するの
みならず、オーステナイト相の安定化元素であるMnを
析出物として消費してしまうため、S含有量は0.1 %以
下と規定している。下限については特に設定しないが、
通常は0.001 %程度の材料までであれば、特に問題なく
製造可能である。
S is specified to be 0.1% or less. S
Is also contained as an impurity in steel, so it is better to have a low concentration. When the content exceeds 0.1%, Mn
Since the precipitation of S becomes conspicuous and not only impairs the ductility of the steel sheet but also consumes Mn which is a stabilizing element of the austenite phase as a precipitate, the S content is specified to be 0.1% or less. . There is no specific lower limit, but
Normally, up to about 0.001% of a material can be manufactured without any particular problem.

【0044】Alについては、0.10%以上2.0 %以下と
規定する。Alも、Siと同様に、フエライト相の体積
率を増加させることにより、オーステナイト相中のC量
を増加させる元素である。このような効果は0.10%以上
で発揮される。上限については2.0 %とするが、2.0 %
を超えると、鋼中に介在物が多数増加し、延性を劣化さ
せる。
The content of Al is specified to be 0.10% or more and 2.0% or less. Al is an element that increases the amount of C in the austenite phase by increasing the volume fraction of the ferrite phase, similarly to Si. Such an effect is exhibited at 0.10% or more. The upper limit is 2.0%, but 2.0%
When it exceeds, a large number of inclusions increase in the steel, and the ductility is deteriorated.

【0045】AlはSiと同様の効果により、オーステ
ナイト中のC量を増加させることが可能であるが、実際
にはSi、Alともに添加することにより、効果的にフ
ェライトの体積率を増加させ、オーステナイト中のC量
を増加させ、オーステナイト相の安定化を行うことが可
能である。
Al can increase the amount of C in austenite by the same effect as Si, but in fact, by adding both Si and Al, the volume ratio of ferrite can be effectively increased, It is possible to increase the amount of C in austenite to stabilize the austenite phase.

【0046】これらのことより、残留オーステナイトを
鋼中に1体積%以上残存させるためには、Si(%)+
Al(%)≧0.5を満足する必要がある。Siおよび
Al量が上式を満たすと、残留オーステナイトが1体積
%以上残存する鋼材を製造することが可能である。
From these facts, in order to keep the retained austenite in the steel at 1% by volume or more, Si (%) +
It is necessary to satisfy Al (%) ≧ 0.5. When the amounts of Si and Al satisfy the above formula, it is possible to manufacture a steel material in which retained austenite remains at 1% by volume or more.

【0047】Nについては、0.01%以下と規定する。鋼
中Nも不可避不純物であり、含有量は低い方が好まし
い。N含有量が0.01%を越えるとAlN が生成されやす
く、Alを消耗してしまうので、0.01%以下と規定する。
下限は規定しないが、通常0.0002%程度までであれば、
特に問題なく製造可能である。
N is defined to be 0.01% or less. N in steel is also an unavoidable impurity, and the lower the content, the better. If the N content exceeds 0.01%, AlN is likely to be generated and Al will be consumed.
The lower limit is not specified, but usually up to about 0.0002%,
It can be manufactured without any particular problem.

【0048】本発明において母材の化学組成は上記各成
分以外はFeおよび不純物であるが、不可避不純物として
のN、S以外に、Ni、Co、Cu、Cr等が合計で0.2 %以下
程度は許容される。
In the present invention, the chemical composition of the base material is Fe and impurities other than the above-mentioned components, but in addition to N and S as unavoidable impurities, Ni, Co, Cu, Cr and the like are not more than 0.2% in total. Permissible.

【0049】次に、上記母材を溶融めっき製造ラインで
溶融亜鉛めっきを施して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製
造する方法について、各工程を順次説明する。まず、鋼
板である母材は、上記組成であれば、熱間圧延後、酸洗
を行った鋼板であっても、あるいは熱延鋼板を冷間圧延
した材料でも、どちらでも良い。
Next, the steps of a method for producing a galvannealed steel sheet by subjecting the base material to hot dip galvanizing in a hot dip galvanizing production line will be described in order. First, the base material that is a steel sheet may be a steel sheet that has been subjected to pickling after hot rolling or a material obtained by cold rolling a hot-rolled steel sheet, as long as it has the above composition.

【0050】鋼板には、圧延油または、防錆油などの油
が塗布されている場合が多いため、溶融めっきの前処理
としては、脱脂を行うことが好ましい。脱脂方法として
は、アルカリ脱脂、アルカリ中での電解脱脂などを使用
することが多く、通常の製造ラインでは、5〜20%の
水酸化ナトリウムを使用することが多い。また、熱延黒
皮材をCGL設備で直接還元し、めっきする場合、また
は、黒皮材を溶融めっき設備中で酸洗し脱スケールする
ような場合には、脱脂は必要はない。
Since a steel sheet is often coated with an oil such as a rolling oil or an antirust oil, it is preferable to perform degreasing as a pretreatment for hot-dip plating. As a degreasing method, alkali degreasing, electrolytic degreasing in an alkali, and the like are often used, and 5 to 20% sodium hydroxide is often used in a normal production line. Degreasing is not required when the hot-rolled black scale is directly reduced and plated in a CGL facility, or when the black scale is pickled and descaled in a hot-dip plating facility.

【0051】また、鋼板表面の油分を燃焼させてしまう
ために、脱脂を省略することも可能である。このよう
に、本発明では、どのような鋼板でも、特に問題なく適
応可能である。
In order to burn oil on the surface of the steel sheet, degreasing can be omitted. As described above, the present invention can be applied to any steel sheet without any particular problem.

【0052】次工程としては、予備加熱を行う。ここで
は、バーナによるガス加熱方式のもの、または、ラジア
ントチューブを用いた加熱方式などがあるが、どちらの
方式の炉を使用しても問題はない。
As the next step, preheating is performed. Here, there are a gas heating method using a burner, a heating method using a radiant tube, and the like, but there is no problem using either type of furnace.

【0053】但し、Si、Al量は、少なくとも、合計
量が0.5 %以上となるため、まず表面を酸化して表面へ
のSi、Alの酸化物の優先酸化を防止し、そして後の還元
焼鈍により、還元鉄を生成させる方が、濡れ性を確保す
るには好ましい。この段階での目標酸化量としては、S
i:0.2%以下、または、Al:1.0%以下では0.
2g/m2 以上であれば、十分めっき可能である。
However, since the total amount of Si and Al is at least 0.5% or more, first the surface is oxidized to prevent preferential oxidation of the oxides of Si and Al on the surface, and the subsequent reduction annealing is performed. Thus, it is preferable to generate reduced iron in order to ensure wettability. The target oxidation amount at this stage is S
i: 0.2% or less, or Al: 1.0% or less.
If it is 2 g / m 2 or more, sufficient plating is possible.

【0054】また、Si:0.2%越えるか、または、
Al:1.0%越える場合については、0.5 g/m2以上の
酸化鉄を生成させることが好ましい。次に、還元焼鈍を
行う。還元焼鈍は、まず、780℃以上870℃以下の
温度に昇温することで行う。ここでは、フェライト+オ
ーステナイト2相組織を製造するために、Ac1 変態点以
上Ac3 変態点以下の温度域に加熱する必要があり、低す
ぎると、セメンタイトの再固溶に時間がかかりすぎ、一
方、高すぎると、オーステナイトの体積率が増加しすぎ
るため、オーステナイト中のC量が低下する。
Also, Si: exceeds 0.2%, or
When the content of Al exceeds 1.0%, it is preferable to generate iron oxide of 0.5 g / m 2 or more. Next, reduction annealing is performed. The reduction annealing is performed by first raising the temperature to a temperature of 780 ° C or more and 870 ° C or less. Here, in order to produce a ferrite + austenite two-phase structure, it is necessary to heat to a temperature range from the Ac 1 transformation point to the Ac 3 transformation point, and if it is too low, it takes too much time to re-dissolve cementite, On the other hand, if it is too high, the volume fraction of austenite will increase too much, and the C content in austenite will decrease.

【0055】以上のことから、温度の上下限を870℃
および780℃と規定している。以降のヒートパターン
については、700℃までを徐冷することが好ましく、
また、700℃から次の温度領域の350℃〜550℃
への冷却速度は50℃/s程度が好ましい。しかしなが
ら、これらの冷却パターンは溶融めっき設備では実現で
きないことも多い。
From the above, the upper and lower limits of the temperature are set to 870 ° C.
And 780 ° C. For the subsequent heat pattern, it is preferable to gradually cool to 700 ° C.,
Also, from 700 ° C to 350 ° C to 550 ° C in the next temperature range.
The cooling rate to the temperature is preferably about 50 ° C./s. However, these cooling patterns often cannot be realized with hot-dip plating equipment.

【0056】しかし、残留オーステナイトを安定に生成
させ、適当なフェライト体積濃度に調整することができ
れば、上記、ヒートパターンに固執する必要はない。例
えば、780℃から20℃/sで500℃まで直線的に冷
却された材料でも、残留オーステナイトを1体積%以上
に調整することは十分可能である。
However, if the retained austenite can be stably generated and the ferrite volume concentration can be adjusted to an appropriate value, there is no need to stick to the above-mentioned heat pattern. For example, even if the material is cooled linearly from 780 ° C. to 500 ° C. at 20 ° C./s, it is sufficiently possible to adjust the retained austenite to 1% by volume or more.

【0057】350℃〜550℃での処理は20s以上
と規定する。まず、この温度域では、オーステナイトを
ベイナイト変態させながら、Cの濃縮を促進させる。5
50℃を上回るとベイナイト変態が生じず、一方、35
0℃を下回ると下部ベイナイトとなって、オーステナイ
トへのC濃縮が十分起こらなくなる。従って、350℃
以上550℃以下と規定する。
The treatment at 350 ° C. to 550 ° C. is specified as 20 s or more. First, in this temperature range, enrichment of C is promoted while austenite is transformed into bainite. 5
Above 50 ° C., no bainite transformation occurs, while 35
When the temperature is lower than 0 ° C., lower bainite is formed, and C enrichment in austenite does not sufficiently occur. Therefore, 350 ° C
It is specified as not less than 550 ° C.

【0058】この温度域での滞留時間は、20s以上と
規定するが、この時間は、オーステナイト中に十分Cが
濃縮するための必要時間であり、好ましくは60s以上
が良い。
The residence time in this temperature range is specified as 20 s or more. This time is a necessary time for sufficiently enriching C in austenite, and is preferably 60 s or more.

【0059】過時効処理の温度域は、次工程で溶融めっ
きを施すため、浴温以上、最低でも浴温より、10℃低
い温度以上で行う方が良い。例えば、浴温が450℃の
場合、過時効処理温度は、440℃以上が好ましい。以
降の合金化処理で残留オーステナイトの体積率が減少す
ることを考慮すると、この温度域での滞留時間の好まし
い範囲は、60s以上であり、できる限り、この温度域
で長時間滞留している方が良いが、実質上の滞留時間は
90s程度が最長滞留時間となることが多い。
The temperature range of the overaging treatment is preferably not less than the bath temperature, and at least not less than 10 ° C. lower than the bath temperature, in order to perform hot-dip plating in the next step. For example, when the bath temperature is 450 ° C., the overaging temperature is preferably 440 ° C. or higher. Considering that the volume fraction of retained austenite is reduced in the subsequent alloying treatment, the preferred range of the residence time in this temperature range is 60 s or more. However, the longest residence time is often about 90 s as the substantial residence time.

【0060】このような予備処理工程を経てから、続い
て、溶融めっきを行う。このときの溶融めっき方法は従
来法に準じており、浴中Al濃度は0.08%〜0.1
6%程度で行われることが多く、めっき浴温度は440
℃から480℃程度で行われることが多い。めっき後に
は、ガスワイピングにより、目付量を調整し、引き続
き、合金化炉に入る。
After passing through such a pretreatment step, subsequently, hot-dip plating is performed. The hot-dip plating method at this time is according to the conventional method, and the Al concentration in the bath is 0.08% to 0.1%.
It is often performed at about 6%, and the plating bath temperature is 440
It is often performed at about 480 to 480 ° C. After the plating, the basis weight is adjusted by gas wiping, and then the alloy enters the alloying furnace.

【0061】このときの合金化によっては、皮膜中Fe
濃度を8%以上15%以下とする。下限については、こ
れより低いFe濃度では、表面にη- Znが残存するた
め、塗装性、溶接性、フレーキング性が劣化してしま
う。また、上限については、皮膜中鉄濃度が15%より
高くなると、Γ相の厚みが2.0μmの規定量を超えて
しまい、パウダリング性の劣化が著しくなる。従って、
皮膜中鉄濃度を8%以上15%以下と規定する。好まし
くは8〜11%である。
Depending on the alloying at this time, Fe in the film
The concentration is 8% or more and 15% or less. Regarding the lower limit, if the Fe concentration is lower than this, η-Zn remains on the surface, so that the paintability, weldability and flaking properties deteriorate. Regarding the upper limit, when the iron concentration in the film is higher than 15%, the thickness of the Γ phase exceeds the specified amount of 2.0 μm, and the deterioration of the powdering property becomes remarkable. Therefore,
The iron concentration in the film is specified to be 8% or more and 15% or less. Preferably it is 8 to 11%.

【0062】合金化後のめっき皮膜の特徴としては、Γ
相厚み:2.0μm以下、最大Γ1相長さ:1.5μm
以下とし、下記式1を満足することを規定する。 最大Γ1 相長さ/Γ相厚み≦1.0 ・・・(式1) 本発明において、Γ相厚みを2.0μm以下とするの
は、それを超えると、パウダリング性の劣化が著しく増
加するためである。従って、2.0μm以下と規定す
る。パウダリング性の良い範囲として、より好ましい範
囲では1.0μm以下である。Γ相厚みの下限は特に規
定しないが、TEMなどで確認できる範囲として、0.
01μm程度が適当と考えられる。
The characteristics of the plating film after alloying are as follows:
Phase thickness: 2.0 μm or less, maximum Γ 1 Phase length: 1.5 μm
Hereafter, it is defined that the following expression 1 is satisfied. In the maximum gamma 1 Ainaga of / gamma phase thickness ≦ 1.0 · · · (Equation 1) The present invention, to the gamma phase thickness and 2.0μm or less, beyond which, powdering degradation significantly This is to increase. Therefore, it is specified to be 2.0 μm or less. A preferable range of the powdering property is 1.0 μm or less in a more preferable range.下限 The lower limit of the phase thickness is not particularly defined, but the range that can be confirmed by TEM or the like is 0.
It is considered that about 01 μm is appropriate.

【0063】Γ1 相については、最大長さによって規定
する。Γ1 相は、通常の場合、成長は不均一に起こり、
針状の形状をしており、局所的に成長している。この局
所的に成長している部分とΓ相との間で亀裂が生じ、皮
膜剥離の起点となる。従って、Γ1 相の最大長さを規定
する必要がある。
( 1 ) One phase is defined by the maximum length. Γ One phase usually has non-uniform growth,
It has a needle-like shape and grows locally. A crack is generated between the locally grown portion and the Γ phase, and serves as a starting point for peeling of the film. Therefore, it is necessary to define the maximum length of 1 phase.

【0064】本発明においてΓ1 相の最大長さを1.5 μ
m以下とするのは、この値を超えると、Γ相厚みの制限
と同様に、パウダリング性が著しく劣化する。従って、
1.5μm以下と規定する。好ましくは1.0 μm以下であ
る。
In the present invention, the maximum length of one phase is 1.5 μm
When the value is not more than m, the powdering property is remarkably deteriorated as in the case of the limitation of the phase thickness when the value exceeds this value. Therefore,
It is specified as 1.5 μm or less. Preferably it is 1.0 μm or less.

【0065】さらに、上記範囲でも、Γ1 相の最大長さ
/Γ相厚みの比が1.0 を超えるとパウダリング性が著し
く劣化することが確認された。この原因については、詳
細は不明であるが、Γ1 相とΓ相厚みとの比で一番歪み
が集中する部分が、上記式1で規定する値が1.0 超の領
域と一致しており、かかる領域ではΓ相とΓ1 相との界
面に歪みが集中することにより、歪みエネルギーがこの
界面の密着力を越えると、亀裂が生じ、パウダリングを
引き起こすものと考えられる。
[0065] Further, in the above-mentioned range, the ratio of maximum length / gamma phase thickness of gamma 1-phase, it was confirmed that the powdering property is remarkably deteriorated when it exceeds 1.0. For this cause, details are unclear, the ratio most distortion is concentrated part of the gamma 1-phase and the gamma phase thickness, and the values defined by the formula 1 is consistent with greater than 1.0 regions, by distortion at the interface between the gamma phase and gamma 1 phase at such regions are concentrated, the strain energy exceeds the adhesion force of the interface, a crack occurs believed to cause powdering.

【0066】従って、Γ1 の最大長さ/Γ相厚みの比を
1.0以下とする。以上のような皮膜構造および母材構
造をもった合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造するため
に、合金化温度 (TA1)を460℃以上600℃未満と
し、合金化温度が550℃以上600℃未満での滞留時
間(tA2)をゼロもしくは5s以下とする。
[0066] Thus, the ratio of the gamma 1 maximum length / gamma phase thickness is 1.0 or less. In order to manufacture an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having the above-described film structure and base material structure, the alloying temperature (TA1) is set to 460 ° C or higher and lower than 600 ° C, and the alloying temperature is set to 550 ° C or higher and lower than 600 ° C. Dwell time (tA2) is zero or 5 s or less.

【0067】 TA1(℃)≦530+100×[Si]−0.25×[Fe]・・・・(式2) TA1:合金化温度、[Si]:鋼中Si量、[Fe]:皮膜中F
e濃度 合金化温度(TA1) の範囲を460℃以上600℃未満と
する。下限未満では、合金化速度が遅く、生産性が悪く
実質上の合金化処理を行うことができない。上限につい
ては、これ以上高い温度で合金化を行うと、皮膜中にΓ
相が非常に多量に出現するため、パウダリング性の劣化
が著しく製品とならない。
TA1 (° C.) ≦ 530 + 100 × [Si] −0.25 × [Fe] (Formula 2) TA1: alloying temperature, [Si]: amount of Si in steel, [Fe]: in film F
e concentration The range of the alloying temperature (TA1) is 460 ° C or more and less than 600 ° C. If the amount is less than the lower limit, the alloying speed is low, the productivity is low, and a substantial alloying process cannot be performed. Regarding the upper limit, if alloying is performed at a higher temperature,
Since the phase appears in a very large amount, the powdering property is significantly deteriorated and does not become a product.

【0068】さらに、この合金化温度の範囲内で550
℃以上600℃以下の範囲内での滞留時間をゼロまたは
5s以下と規定する。550℃以上600℃未満の範囲
では、鋼中のオーステナイト相が不安定になり、分解す
ることになる。鋼中のオーステナイト相が分解してしま
うと、高強度であり、延性を持つ特性が失われてしま
う。しかしながら、合金化温度が高いと合金化速度が速
く、特に、鋼中Si量の高い材料については、有利であ
る。この温度域に滞留した場合には、オーステナイト相
が消失してしまわないで、材料特性を保持できる時間と
して、5s以下を規定している。
Further, 550 is set within this alloying temperature range.
The residence time in the range of not lower than 600 ° C and not higher than 0 ° C is defined as zero or 5 seconds or less. In the range of 550 ° C. or more and less than 600 ° C., the austenite phase in steel becomes unstable and decomposes. When the austenite phase in the steel is decomposed, the high strength and ductile properties are lost. However, when the alloying temperature is high, the alloying speed is high, and it is particularly advantageous for a material having a high Si content in steel. When staying in this temperature range, the austenite phase does not disappear and the time for maintaining the material properties is specified as 5 s or less.

【0069】このように本発明によれば、残留オーステ
ナイト相を1体積%以上含有するGA鋼板を製造するこ
とが可能となる。残留オーステナイト相が1体積%以上
とする理由は、これより低い量では、延性を良好にする
ことができないからである。上限は規定しないが、上記
に規定される母材成分では、多くても15体積%以下の
残留オーステナイトを生成する材料となることが多い。
As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a GA steel sheet containing 1% by volume or more of the retained austenite phase. The reason why the retained austenite phase is 1% by volume or more is that if the amount is less than this, ductility cannot be improved. Although the upper limit is not specified, the base material component specified above is often a material that generates at most 15% by volume or less of retained austenite.

【0070】最後に、合金化温度の上限を式2により、
規定しているが、その限定理由は次の通りである。式2
は、前述の皮膜構造において、Γ1 相の最大長さ/Γ相
の厚みの比を1.0以下とするための経験式であり、Si
濃度は合金化温度を上げてもパウダリング性を劣化させ
ない作用を持っており、Fe濃度は、高くなると、パウ
ダリング性を劣化させることになる。
Finally, the upper limit of the alloying temperature is given by the following equation (2).
Although it is stipulated, the reasons for the limitation are as follows. Equation 2
Is an empirical formula for setting the ratio of the maximum length of the Γ 1 phase / the thickness of the 1.0 phase to 1.0 or less in the above-described film structure.
The concentration has the effect of not deteriorating the powdering property even when the alloying temperature is raised, and the higher the Fe concentration, the lower the powdering property.

【0071】以上のことから、経験的に、合金化温度の
上限を式2により規定し、パウダリング性の劣化を抑制
することができる。このように本発明にしたがって、母
材を規定し、還元焼鈍、溶融めっきおよび合金化条件を
設定することにより、延性に富み、さらに、皮膜密着性
の優れたGA鋼板を製造することが可能となった。
From the above, it can be empirically determined that the upper limit of the alloying temperature is defined by Equation 2 and the deterioration of the powdering property can be suppressed. Thus, according to the present invention, by defining the base material and setting the conditions of reduction annealing, hot-dip plating and alloying, it is possible to produce a GA steel sheet which is rich in ductility and excellent in film adhesion. became.

【0072】[0072]

【実施例】表1に化学組成を示す鋼材を実験室で溶製
し、熱間圧延および冷間圧延して、厚さ1.4mm の母材と
なる鋼板とした。
EXAMPLE A steel material having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a laboratory, hot-rolled and cold-rolled to obtain a 1.4 mm thick base steel sheet.

【0073】これらの鋼板から幅80mm、長さ200 mm
の板片を切り出し、この冷延鋼板を溶融めっきシミュレ
ータ(レスカ (株) 製)装置を使用し、予備加熱を大気
中または、窒素中で 550℃まで15℃/sで昇温し保持時間
2sで行い200 ℃まで冷却した後、還元焼鈍を10%水素
−窒素(露点−60℃以下)の雰囲気で表2に示す所定の
ヒートパターンにより、還元焼鈍した後、溶融めっきを
行った。
From these steel plates, a width of 80 mm and a length of 200 mm
The cold-rolled steel sheet was cut out using a hot-dip plating simulator (manufactured by Resca Co., Ltd.), and the preheating was raised to 550 ° C in air or nitrogen at 550 ° C at 15 ° C / s, and the holding time was 2 seconds. After cooling to 200 ° C., reduction annealing was performed in a 10% hydrogen-nitrogen atmosphere (dew point −60 ° C. or less) according to a predetermined heat pattern shown in Table 2, followed by hot-dip plating.

【0074】溶融めっき浴は、Al濃度が0.12%で
Fe飽和浴を使用し、浴温は460℃で行った。合金化
処理については、めっき直後、シミュレータ内で赤外加
熱炉を使用して行った。このときのヒートパターンは表
3に記入する。
The hot-dip plating bath used was an Fe saturated bath with an Al concentration of 0.12%, and the bath temperature was 460 ° C. The alloying treatment was performed in the simulator using an infrared heating furnace immediately after plating. The heat pattern at this time is described in Table 3.

【0075】このようにして得られた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板について、次の要領で特性を行い、結果は表3
にまとめて示す。そのときの各特性の評価方法は次の通
りであった。
The properties of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet obtained as described above were measured in the following manner.
Are shown together. The evaluation method of each characteristic at that time was as follows.

【0076】(1)引張り試験 得られた合金化溶融亜鉛めっき鋼板 (GA) をJIS5
号引張試験片のサイズに加工し、引張り試験を行った。
(1) Tensile test The obtained galvannealed steel sheet (GA) was JIS5
The specimen was processed to the size of a tensile test specimen, and a tensile test was performed.

【0077】(2)穴広げ試験 同様のGAについて70mm角に切断し、クリアランス
0.1 mmで直径10mmの穴を打ち抜いた試験片につい
て、内径36.5mmψのダイスを用いてしわ押さえ力
3トンで押さえた状態で33mmψのポンチを押込み、
亀裂発生限界の穴直径を測定した。
(2) Hole expansion test The same GA was cut into a 70 mm square, and the clearance was measured.
For a test piece punched out with a hole of 0.1 mm and diameter of 10 mm, a 33 mm33 punch was pressed in with a 36.5 mm 内径 inner diameter die pressed with a wrinkle holding force of 3 tons.
The hole diameter at the limit of crack initiation was measured.

【0078】(3)オーステナイト量の測定 皮膜を酸溶解にて除去した後、X線反射強度測定によ
り、残留オーステナイト量の測定を行った。
(3) Measurement of Austenite Amount After the film was removed by dissolution in acid, the amount of retained austenite was measured by X-ray reflection intensity measurement.

【0079】(4)パウダリング性の測定 GA鋼板から直径60mmの円盤を打ち抜き、ポンチ径
30mm、ダイス肩R3mm金型で円筒カップをプレス
成形し、カップの壁の外面にて粘着テープによる剥離を
行い、めっきの総剥離重量を測定した。
(4) Measurement of Powdering Property A disc having a diameter of 60 mm was punched out of a GA steel plate, a cylindrical cup was press-molded with a die having a punch diameter of 30 mm and a die shoulder R3 mm, and peeling with an adhesive tape was performed on the outer surface of the cup wall. Then, the total peeling weight of the plating was measured.

【0080】(5)Γ相厚みおよびΓ1 相最大長さの測
定 皮膜および母材界面を断面方向から研磨し、0.05%の硝
酸−アルコール液(ナイタール液)で1分間エッチング
して、電子顕微鏡により、10ヶ所のΓ相厚みを測定
し、平均値をΓ相厚みとした。同様の方法でΓ1 相厚み
についても測定を行い、30個以上のΓ1 相の長さを測
定し、最大5点の平均を最大長さとした。
(5) Measurement of ( 1 ) Phase Thickness and ( 1 ) Maximum Length of One Phase The interface between the coating and the base material was polished from the cross-sectional direction, etched with a 0.05% nitric acid-alcohol solution (a nital solution) for 1 minute, and then subjected to an electron microscope. The thickness of the Γ phase was measured at 10 places, and the average value was defined as the Γ phase thickness. Was measured also gamma 1 phase thickness by the same method to measure the length of 30 or more gamma 1-phase, and the maximum length of the average of up to 5 points.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】[0084]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、優れたパウダリング性と延性、そして加工
性が確保できる合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られ、自
動車用の材料として特に適するものであって、本発明の
実用上に意義は大きい。
As is clear from the above description, according to the present invention, an alloyed hot-dip galvanized steel sheet which can ensure excellent powdering properties, ductility, and workability can be obtained, and as a material for automobiles. It is particularly suitable and has great significance in practical use of the present invention.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼板母材の表面にめっき皮膜が設けられ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板であって、前記母材の化学
組成が、質量%で、C:0.05%以上0.20%以下、Si:
0.02 %以上0.70%以下、Mn:0.50%以上3.0 %以
下、P:0.005 %以上0.10%以下、S:0.1 %以下、so
l.Al:0.10%以上2 .0%以下、N:0.01%以下で、且
つ、Si(%)+Al(%)≧0.5を満足すると共に
残部がFeおよび不純物から成り、前記母材が、オーステ
ナイト相を体積%で1%以上含有し、さらに、前記めっ
き皮膜は、Fe濃度が8質量%以上15質量%以下であ
り、且つ、該めっき皮膜におけるΓ相平均厚み:2μm
以下、厚み方向の最大Γ1 相長さ:1.5μm以下であ
って、さらに下記式1を満足することを特徴とする合金
化溶融亜鉛めっき鋼板。 最大Γ1 相長さ/Γ相厚み≦1.0 ・・・(式1)
An alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which a plating film is provided on the surface of a base material of a steel sheet, wherein the base material has a chemical composition in mass% of C: 0.05% to 0.20%, Si:
0.02% to 0.70%, Mn: 0.50% to 3.0%, P: 0.005% to 0.10%, S: 0.1% or less, so
l. Al: 0.10% or more and 2.0% or less, N: 0.01% or less, and satisfying Si (%) + Al (%) ≧ 0.5 and the balance consisting of Fe and impurities. And 1% or more by volume of an austenite phase. Further, the plating film has an Fe concentration of 8% by mass or more and 15% by mass or less, and the Δ phase average thickness of the plating film is 2 μm.
Hereinafter, the maximum gamma 1 Ainaga in the thickness direction: A is 1.5μm or less, galvannealed steel sheet, characterized by further satisfying the following equation 1. Maximum Γ 1 phase length / Γ phase thickness ≤ 1.0 (Equation 1)
【請求項2】 請求項1記載の化学組成を有する鋼板
に、750℃以上870℃以下で還元焼鈍を行い、次い
で350℃以上550℃以下の低温保持温度(TK)に、
滞留時間(tK )20s以上保持し、その後、溶融亜鉛
めっきを行ってから、460℃以上600℃未満であっ
て、下記式2を満足する合金化温度(TA1)で合金化処
理を行い、その際に合金化温度が550℃以上600℃
未満での滞留時間(tA2)をゼロまたは5s以下とする
ことを特徴とする合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方
法。 TA1(℃)≦530+100×[Si]−0.25×[Fe]・・・・・ (式2) TA1:合金化温度、[Si]:鋼中Si量、[Fe]:皮膜中F
e濃度
2. The steel sheet having the chemical composition according to claim 1 is subjected to reduction annealing at 750 ° C. or more and 870 ° C. or less, and then at a low temperature holding temperature (TK) of 350 ° C. or more and 550 ° C. or less.
After holding the residence time (tK) for 20 s or more, and then performing hot-dip galvanizing, an alloying treatment is performed at an alloying temperature (TA1) that is not less than 460 ° C and less than 600 ° C and satisfies the following equation 2. When the alloying temperature is 550 ° C or higher and 600 ° C
A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, wherein the residence time (tA2) is less than or equal to 5 s or less. TA1 (° C.) ≦ 530 + 100 × [Si] −0.25 × [Fe] (Formula 2) TA1: alloying temperature, [Si]: amount of Si in steel, [Fe]: F in film
e concentration
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