JP2002294397A - めっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車、建築、電気等の部材として有用な、
プレス成形性およびめっき密着性に優れる高強度溶融亜
鉛系めっき鋼板とその製造方法を提供する。 【解決手段】 質量％でＣ：０．０５〜０．２％、Ｓ
ｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５％、Ａ
ｌ：０．０１〜１．５％を含有し、ＳｉとＡｌが、０．
４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％、を満足
し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚ
ｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を合計で０．００
５〜１．０％含み、適宜、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂの１種以上を所定量含
み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、鋼組織
中、残留オーステナイトの体積率が２〜２０％を満足す
る鋼板の上に、Ｚｎ：８０％以上、Ａｌ：１％以下を含
むＺｎめっき層、または、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：
８〜１５％、Ａｌ：１％以下を含むＺｎ合金めっき層を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、建築、電
気等の部材として有用な高強度鋼板、および、その製法
に関し、特に、プレス成形時の張出し成形性、および、
めっき密着性に優れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼
板、高強度溶融亜鉛めっき鋼板、および、その製法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のクロスメンバーやサイドメン
バー等の部材は、近年の燃費節減の動向に対応すべく軽
量化が検討されており、材料面では、薄肉化しても強度
が確保されるという観点から、高強度化が進められてい
る。ところが、一般に、材料のプレス成形性は、強度が
上昇するに従って劣化するので、上記部材の軽量化を達
成するためには、プレス成形性と高強度性の両特性を満
足する鋼板を開発する必要があり、その開発が求められ
ている。

【０００３】成形性の指標値には、引張試験における伸
びをはじめとして、ｎ値やｒ値があるが、一体成形によ
るプレス工程の簡略化が課題となっている昨今では、均
一伸びに相当するｎ値の大きいことが、なかでも重要に
なってきている。このため、鋼中に存在する残留オース
テナイトの変態誘起塑性を活用した熱延鋼板や、冷延鋼
板が開発されている。これは、高価な合金元素を含まず
に、０．０７〜０．４％程度のＣと、０．３〜２．０％
程度のＳｉ、および、０．２〜２．５％程度のＭｎのみ
を基本的な合金元素とし、二相域で焼鈍後、３００〜４
５０℃内外の温度でベイナイト変態を行うことが特徴の
熱処理により、残留オーステナイトを金属組織中に残す
鋼板であり、例えば、特開平１−２３０７１５号公報や
特開平２−２１７４２５号公報等で開示されている。

【０００４】この種の鋼板は、連続焼鈍で製造された冷
延鋼板ばかりでなく、例えば、特開平１−７９３４５号
公報において、ランアウトテーブルでの冷却と巻取温度
を制御することにより熱延鋼板でも得られることが開示
されている。自動車の高級化を反映して、耐食性および
外観性を向上させることを目的として、自動車部材のめ
っき化が進んでおり、現在では、車内に装着される特定
の部材を除き、多くの部材に、亜鉛めっき鋼板が用いら
れている。従って、これらの鋼板には、耐食性の観点か
ら、溶融Ｚｎめっきを施すか、あるいは、溶融Ｚｎめっ
き後の合金化処理により、合金化溶融Ｚｎめっきを施し
て使用することが有効であるが、これらの高張力鋼板の
うち、Ｓｉ含有量が高い鋼板においては、鋼板表面が酸
化膜を有し易いということから、溶融Ｚｎめっきの際に
微小不めっき部が生じたり、合金化後の加工部のめっき
密着性が劣化するなどの問題があり、優れた加工部めっ
き密着性を有し、かつ、耐食性の優れた高Ｓｉ系の高張
力高延性合金化溶融Ｚｎめっき鋼板は、実用化されてい
ないのが現状である。

【０００５】しかしながら、例えば、特開平１−２３０
７１５号公報や特開平２−２１７４２５号公報等で開示
されている鋼板は、０．３〜２．０％のＳｉを含有し、
その特異なベイナイト変態を活用して残留オーステナイ
トを確保しているので、二相共存温度域で焼鈍した後の
冷却や、３００〜４５０℃内外の温度域での保持を、か
なり厳格に制御しないと、意図する金属組織が得られ
ず、強度や伸びが、目標の範囲をはずれることになる。

【０００６】この熱履歴は、工業的には、連続焼鈍設備
や熱間圧延後のランアウトテーブルと巻取工程において
実現されはするが、４５０〜６００℃では、オーステナ
イトの変態が速やかに完了するので、４５０〜６００℃
における滞留時間を特に短くするような制御が要求さ
れ、また、３５０〜４５０℃でも、保持する時間によっ
て金属組織が著しく変化するので、熱処理条件が、所期
の条件からはずれると、陳腐な強度と伸びしか得られな
いことになる。

【０００７】更に、４５０〜６００℃に滞留する時間が
長いことや、めっき性を悪くするＳｉを合金元素として
多く含むことから、溶融めっき設備を通板させて、めっ
き鋼板を製造することはできず、結局、Ｓｉを０．３〜
２．０％程度含有する鋼板は、表面耐食性が劣るため、
広範な工業的利用が妨げられているという問題点があ
る。

【０００８】上記問題を解決するために、例えば、特開
平５−２４７５８６号公報や特開平６−１４５７８８号
公報等には、Ｓｉ濃度を規制することでめっき性を改善
した鋼板が開示されている。上記公報記載の方法では、
Ｓｉの替わりＡｌを添加することで、残留オーステナイ
トを生成している。しかしながら、Ａｌも、Ｓｉと同じ
ようにＦｅよりも酸化し易いので、鋼板表面に酸化膜を
形成し易く、十分なめっき密着性を確保することができ
ないという問題点がある。

【０００９】また、例えば、特開平０４−３３３５５２
号公報や特開平０４−３４６６４４号公報等において
は、高Ｓｉ系高強度鋼板の合金化溶融めっき方法とし
て、プレＮｉめっき後急速低温加熱して、溶融Ｚｎめっ
き後合金化処理する方法が開示されている。しかしなが
ら、この方法では、Ｎｉプレめっきが必要になるので、
新たな設備が必要になるという問題点がある。

【００１０】そこで、本発明は、かかる問題点を解決
し、表面耐食性を向上するため、溶融めっき設備でも製
造可能なプレス成形性の良好な高強度鋼板の組成と金属
組織の特徴を見いだしたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
問題点を解決し、プレス成形性およびめっき密着性の良
好な高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、該鋼板
を効率よく製造する方法を提供しようとするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成できる高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板、およ
び、その製造方法を提供すべく、めっき性と鋼成分との
関係について鋭意検討を行い、本発明を完成させたもの
であり、その要旨とするところは、以下のとおりであ
る。

【００１３】（１）質量％で、Ｃ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上を、合計
で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積
率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０〜９
１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％以下を含
有するＺｎ合金めっき層、を有することを特徴とするめ
っき密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶
融亜鉛系めっき鋼板。

【００１４】（２）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以上
を、合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイ
トの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：
８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％
以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有することを特徴
とするめっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度
合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００１５】（３）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの
体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０
〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％以下
を含有するＺｎ合金めっき層、を有することを特徴とす
るめっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金
化溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００１６】（４）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、合計で
０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的不
純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積率
が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０〜９１
％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％以下を含有
するＺｎ合金めっき層、を有することを特徴とするめっ
き密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶融
亜鉛系めっき鋼板。

【００１７】（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記
載の鋼成分に、質量％で、更に、Ｎｉ：２．０％、Ｃ
ｕ：２．０％、Ｓｎ：１．０％、Ｃｏ：０．３％未満の
うちの少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オー
ステナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上
に、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、
Ａｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有する
ことを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優
れた高強度合金化溶融亜鉛めっき鋼板。

【００１８】（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記
載の鋼成分に、質量％で、更に、Ｍｏ：０．５％未満，
Ｃｒ：１．０％未満、Ｖ：０．３％未満、Ｔｉ：０．０
６％未満、Ｎｂ：０．０６％未満、Ｂ：０．０１％未満
のうちの少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オ
ーステナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上
に、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、
Ａｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有する
ことを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優
れた高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００１９】（７）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上を、合計
で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積
率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０％以
上、および、Ａｌ：１％以下を含有するＺｎめっき層、
を有することを特徴とするめっき密着性およびプレス成
形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００２０】（８）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以上
を、合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイ
トの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：
８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有するＺｎめ
っき層、を有することを特徴とするめっき密着性および
プレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００２１】（９）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．２
％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの
体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０
％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有するＺｎめっき
層、を有することを特徴とするめっき密着性およびプレ
ス成形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００２２】（１０）質量％で、Ｃ ：０．０５〜０．
２％、Ｓｉ：０．２〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．５
％、および、Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、か
つ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可
避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの
体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０
％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有するＺｎめっき
層、を有することを特徴とするめっき密着性およびプレ
ス成形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。

【００２３】（１１）前記（７）〜（１０）のいずれか
に記載の鋼成分に、質量％で、更に、Ｎｉ：２．０％、
Ｃｕ：２．０％、Ｓｎ：１．０％、Ｃｏ：０．３％未満
のうちの少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オ
ーステナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上
に、Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有
するＺｎめっき層、を有することを特徴とするめっき密
着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶融亜鉛
系めっき鋼板。

【００２４】（１２）前記（７）〜（１１）のいずれか
に記載の鋼成分に、質量％で、更に、Ｍｏ：０．５％未
満，Ｃｒ：１．０％未満、Ｖ：０．３％未満、Ｔｉ：
０．０６％未満、Ｎｂ：０．０６％未満、Ｂ：０．０１
％未満のうちの少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、
残留オーステナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼
板の上に、Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下
を含有するＺｎめっき層、を有することを特徴とするめ
っき密着性およびプレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛
系めっき鋼板。

【００２５】（１３）前記（１）〜（６）のいずれかに
記載の鋼成分を満足する冷延鋼板を、６５０〜９００℃
の二相共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜２０
０℃／ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、溶
融亜鉛めっきを施し、その後に、４５０〜６００℃の温
度域で５秒〜２分保持してから５℃／ｓ以上の冷却速度
で２５０℃以下に冷却することにより、鋼板組織中の残
留オーステナイトの体積率を２〜２０％にし、かつ、鋼
板表面に、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、お
よび、Ａｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層を形
成することを特徴とするめっき密着性およびプレス成形
性に優れた高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方
法。

【００２６】（１４）前記（７）〜（１２）のいずれか
に記載の鋼成分を満足する冷延鋼板を、６５０〜９００
℃の二相共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜２
００℃／ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、
溶融亜鉛めっきを施し、その後に、５℃／ｓ以上の冷却
速度で２５０℃以下に冷却することにより、鋼板組織中
の残留オーステナイトの体積率を２〜２０％にし、か
つ、鋼板表面に、Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１
％以下を含有するＺｎめっき層を形成することを特徴と
するめっき密着性およびプレス成形性に優れた高強度溶
融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。

【００２７】（１５）前記焼鈍の後、２〜２００℃／ｓ
の冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、その後、溶
融亜鉛めっきを施す前に、３５０〜５００℃の温度域に
１０分以下保持することを特徴とする前記（１３）また
は（１４）に記載のめっき密着性およびプレス成形性に
優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明における成分組成の限定
は、プレス成形性およびめっき密着性の良好な高強度合
金化溶融亜鉛めっき鋼板、および、高強度溶融亜鉛めっ
き鋼板を得るためのものであり、その限定理由は、以下
に詳細に説明するとおりである。Ｃは、オーステナイト
安定化元素であり、二相共存温度域およびベイナイト変
態温度域でフェライト中から移動し、オーステナイト中
に濃化する。その結果、化学的に安定化されたオーステ
ナイトが、室温まで冷却後も、２〜２０％残留し、変態
誘起塑性により成形性を良好にする。

【００２９】Ｃが０．０５％未満であると、２％以上の
残留オーステナイトを確保するのが困難であり、目的を
達せられない。また、Ｃが０．２％を超えることは、溶
接性を悪化させるので避けなければならない。Ｓｉは、
セメンタイトに固溶せず、その析出を抑制することによ
り、３５０〜６００℃におけるオーステナイトからの変
態を遅らせる。この間に、オーステナイト中へのＣの濃
化が促進されるので、オーステナイトの化学的安定性が
高まり、変態誘起塑性を起こし、成形性を良好とするの
に貢献する残留オーステナイトの確保を可能にする。

【００３０】Ｓｉが０．２％未満であると、Ｓｉの効果
が見いだせない。一方、Ｓｉ濃度を高くすると、めっき
性が悪化するので、２．０％以下にする必要がある。Ｍ
ｎは、オーステナイト形成元素であり、また、二相共存
温度域での焼鈍後、３５０〜６００℃に冷却する途上
で、オーステナイトがパーライトへ分解するのを防ぐの
で、室温まで冷却した後の金属組織に、残留オーステナ
イトが含まれるように作用する。

【００３１】Ｍｎが０．２％未満であると、パーライト
への分解を抑えるのに、工業的な制御ができない程に冷
却速度を大きくする必要があり、適当ではない。一方、
Ｍｎが２．５％を超えると、バンド組織が顕著になり、
特性を劣化させるし、また、スポット溶接部がナゲット
内で破断し易くなり好ましくない。更に、Ｍｎ濃度を高
くすると、めっき性も劣化する。

【００３２】Ａｌは、脱酸材として用いられると同時
に、Ｓｉと同じように、セメンタイトに固溶せず、３５
０〜６００℃での保持に際して、セメンタイトの析出を
抑制し、変態の進行を遅らせる。しかし、Ｓｉよりもフ
ェライト形成能が強いので、変態開始が早くなり、ごく
短時間の保持でも、二相共存温度域での焼鈍時よりオー
ステナイト中にＣが濃化し、化学的安定性が高まるの
で、室温まで冷却後の金属組織中に、成形性を悪化させ
るマルテンサイトは僅かしか存在しないことになる。こ
のため、Ｓｉと共存すると、３５０〜６００℃での保持
条件による強度や伸びの変化が小さくなり、高強度で良
好なプレス成形性を得易くなる。そのため、Ａｌは０．
０１％以上の添加が必要であり、０．１％以上の添加が
望ましい。

【００３３】また、Ａｌは、Ｓｉと共に、「Ｓｉ＋０．
８Ａｌ」が０．４％以上になるように添加しなければな
らない。一方、Ａｌが１．５％を超えると、Ｓｉと同様
に、めっき密着性を劣化させるので、避けなければなら
ない。また、めっき密着性を確保するためには、Ｓｉと
共に、「Ｓｉ＋０．８Ａｌ」が２．０％以下になるよう
に添加しなければならない。

【００３４】Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚ
ｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、および、Ｃｅは、本発明において
最も重要な元素である。これら元素の１種以上を添加す
ることにより、溶融亜鉛めっき濡れ性、および、めっき
密着性を向上させることができ、めっき性と成形性に優
れた鋼板を製造することが可能になる。ＳｉやＡｌを含
む鋼板では、連続溶融亜鉛めっきラインでめっき鋼板を
製造する場合、鋼板表面にＳｉやＡｌの酸化物が生成
し、めっき密着性が低下するが、上記元素の１種以上を
添加することにより、めっき性を向上させることができ
る。

【００３５】Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅは、表面偏析し易いた
め、鋼板表層に濃化し、高Ｓｉおよび／または高Ａｌ鋼
であっても、めっき密着性の低下を防止することができ
る。この効果は、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上を添加す
ることで生じ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの合計が、０．００５
％以上であると、十分なめっき密着性を得ることができ
る。この効果を十分に得るためには、これら元素の２種
以上を、０．００８％以上添加することが望ましい。

【００３６】また、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上の合計
を、１．０％を超えて高くすると、これら元素の表面偏
析量が多すぎることになり、その結果、良好なめっき外
観性を確保することができない。めっき外観を良好に維
持するためには、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上の合計は
０．５％以下が望ましい。なお、Ａｓ、Ｔｅ、Ｐｏ、Ｇ
ｅも、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅと同様に、めっき性を向上させ
ることが可能な元素であるが、毒性元素であることや、
コストが非常に高いため、本発明においては、添加の対
象外とした。

【００３７】Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒは、酸化物を非常
に形成し易い元素であるので、高Ｓｉおよび／または高
Ａｌ鋼のめっき性を劣化させるＳｉ酸化物および／また
はＡｌ酸化物の生成を抑制し、その結果、めっき性を改
善する。この効果は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以
上を添加することで生じ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１
種以上の合計が０．００５％以上で、十分なめっき密着
性を得ることができる。この効果を十分に得るために
は、これら元素の２種以上を、０．００８％以上添加す
ることが望ましい。

【００３８】また、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以上
の合計を、１．０％を超えて高くすると、これら元素の
酸化物形成量が多くなり、その結果、良好なめっき外観
性を確保することができない。Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ
も、酸化物を形成し易い元素であるので、高Ｓｉおよび
／または高Ａｌ鋼のめっき性を劣化させるＳｉ酸化物お
よび／またはＡｌ酸化物の生成を抑制し、その結果、め
っき性を改善する。更に、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅは、酸
化時に、鋼板表面の凹凸を激しくする作用をなし、その
結果、めっき密着性を向上させる。この効果は、Ｓｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を添加することで生じ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上の合計が０．００５％以
上で、十分なめっき密着性を得ることができる。この効
果を十分い得るためには、これら元素の２種以上を、合
計で０．００８％以上添加することが望ましい。

【００３９】また、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上の
合計を１．０％を超えて高くすると、これら元素の酸化
物形成量が多くなり、その結果、良好なめっき外観性を
確保することができない。なお、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｄｙ等の
希土類元素も、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅと同様に、めっき
性を向上させることが可能な元素であるが、コストが非
常に高いので、本発明においては、添加の対象外とし
た。

【００４０】さらに、それぞれ別の効果を奏する、Ｓ
ｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの
１種以上、および、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上
を、複合して添加することにより、さらに良好なめっき
性を確保することができる。これら元素の１種以上の合
計が０．００５％以上で、十分なめっき密着性を得るこ
とができる。更に、これら元素の１種以上の合計が１．
０％を超えて高くなると、良好なめっき外観性を確保す
ることができない。

【００４１】本発明の高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼
板（以下「本発明鋼板」ということがある。）は、以上
の元素を基本成分とするが、上記元素およびＦｅ以外
に、オーステナイト生成元素であると同時に、強度およ
びめっき密着性を向上させるＮｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏの
１種または２種以上、または、焼入れ性向上元素である
Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂの１種または２種
以上、を添加してもよい。以下に、これら元素の限定理
由を説明する。

【００４２】なお、本発明の鋼板は、Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｏ、
その他の一般鋼に対して不可避的に混入する元素を含む
ものである。Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃｏは、Ｆｅよりも酸
化し難い元素であるので、焼鈍時等に鋼板の表面に濃化
し、Ｓｉ酸化物および／またはＡｌ酸化物等の、めっき
密着性を阻害する酸化物の生成を抑制する。また、これ
ら元素は、Ｍｎと同様に、オーステナイト生成元素であ
ると同時に、Ｓｉ、Ａｌと同様に、セメンタイトに固溶
せず、３５０〜６００℃での保持に際して、セメンタイ
トの析出を抑制し、変態の進行を遅らせる。そのため、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｃoを１種以上添加することで、更
に良好な鋼板を得ることができる。

【００４３】Ｎｉを２．０％を超えて高くしても、添加
効果は飽和するので、Ｎｉの上限は２．０％とした。ま
た、Ｃｕを２．０％を超えて高くすると、Ｃｕ析出物が
生成して材質が悪化するので、Ｃｕの上限は２．０％と
した。更に、Ｓｎは１．０％を超えて高くすると、熱間
圧延時に割れが発生するので、Ｓｎの上限は１．０％と
した。また、Ｃｏは高価な金属であるので、上限を０．
３％未満とした。

【００４４】ＳｎとＣｕを複合添加する場合、Ｓｎ、Ｃ
ｕによる熱間割れを防止する観点から、「Ｓｎ＋Ｃｕ
（％）＜３×Ｎｉ（％）」、とすることが望ましい。Ｍ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｂは、強度を高める元素で
あり、Ｍｏ：０．５％未満，Ｃｒ：１．０％未満、Ｖ：
０．３％未満、Ｔｉ：０．０６％未満、Ｎｂ：０．０６
％未満、Ｂ：０．０１％未満のうちの少なくとも１種以
上を、必要に応じて添加する。これら元素の添加は、本
発明の趣旨を損なうものではない。

【００４５】これら元素の効果は、上記上限で飽和し、
かつ、上限を超える添加は、コストが高くなるので、各
元素の上限を、上記のように設定した。更に、付随的成
分として、その他の元素を微量含有することも、本発明
の趣旨を損なうものではない。最終製品としての本発明
鋼板の延性は、最終製品としての鋼板中に含まれる残留
オーステナイトの体積率に左右される。金属組織中に残
る残留オーステナイトは、変形を受けていない時は安定
に存在するが、変形が加えられると、マルテンサイトに
変態し、変態誘起塑性を呈するので、高強度の下で、良
好な成形性を得ることができる。

【００４６】残留オーステナイトの体積率が２％未満で
あると、明確な成形性向上効果が認められない。一方、
残留オーステナイトの体積率が２０％を超すと、極度に
厳しい成形を施した場合、成形され状態で多量のマルテ
ンサイトが存在する可能性があり、このマルテンサイト
の存在は、二次加工性や衝撃性において問題を引き起こ
すことがあるので、本発明では、残留オーステナイトの
体積率を２０％以下とした。

【００４７】本発明鋼板は、鋼板の上に、Ｚｎめっき層
またはＺｎ合金めっき層を有している。このＺｎめっき
層およびＺｎ合金めっき層について、以下に詳細に説明
する。Ｚｎめっき層は、Ｚｎ：８０％以上、Ａｌ：１％
以下と、残部Ｚｎおよび不可避的不純物を含むものであ
る。Ｚｎめっき層中のＺｎを８０％以上としたのは、Ｚ
ｎが８０％未満であると、硬質なめっき層となり、成形
時に、めっきが割れてしまうからである。また、Ｚｎめ
っき層中のＡｌを１％以下としたのは、Ａｌが１％を超
えると、めっき中に偏析したＡｌが局部電池を構成し、
耐食性を劣化させるからである。

【００４８】更に、本発明においては、特に、スポット
溶接性を向上させるために、鋼板に、Ｚｎ合金めっきを
施す。Ｚｎ合金めっき層は、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆ
ｅ：８〜１５％、Ａｌ：１％以下と、残部Ｚｎおよび不
可避的不純物を含むものである。めっき層中のＺｎを８
０％以上としたのは、Ｚｎが８０％未満であると、めっ
き層が硬質なものとなり、成形時に、めっきが割れてし
まうからである。また、めっき層中のＺｎを９１％以下
としたのは、Ｚｎを９１％を超えて高くすると、スポッ
ト溶接性が劣化してしまい、本発明の目的を達すること
ができないからである。

【００４９】また、めっき層中のＦｅを８％以上とした
のは、Ｆｅが８％未満であると、化成処理性（リン酸塩
処理）、塗膜密着性を確保できなくなるからである。ま
た、めっき層中のＦｅを１５％以下としたのは、Ｆｅが
１５％を超えると、過合金となり、加工部のめっき密着
性が劣化するからである。また、めっき層中のＡｌを１
％以下としたのは、Ａｌが１％を超えると、めっき中に
偏析したＡｌが局部電池を構成し、鋼板の耐食性が劣化
するからである。

【００５０】本発明鋼板におけるＺｎめっき層およびＺ
ｎ合金めっき層については、以上のとおりであるが、そ
の他不可避不純物として、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｍ
ｇ等の元素を含んでもよい。また、付随的成分として、
その他の元素を微量含有してもよい。また、Ｚｎめっき
層およびＺｎ合金めっき層の厚みについては、特に、制
約は設けないが、耐食性を確保する観点から０．１μｍ
以上、加工性を確保する観点から１５μｍ以下であるこ
とが望ましい。

【００５１】次に、本発明鋼板（溶融亜鉛系めっき鋼板
および合金化溶融亜鉛系めっき鋼板）の製造方法につい
て説明する。本発明の溶融亜鉛系めっき鋼板は、上記成
分組成を満足する冷延鋼板を、６５０〜９００℃の二相
共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜２００℃／
ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、場合によ
っては、更に、その温度域で１０分以下保持し、その
後、溶融亜鉛めっきを施し、次いで、５℃／ｓ以上の冷
却速度で２５０℃以下に冷却することにより得られる。

【００５２】また、本発明の合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、上記成分組成を満足する冷延鋼板を、６５０〜９０
０℃の二相共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜
２００℃／ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却
し、場合によっては、更に、その温度域で１０分以下保
持し、その後、溶融亜鉛めっきを施し、次いで、４５０
〜６００℃の温度域で５秒〜２分保持してから、５℃／
ｓ以上の冷却速度で２５０℃以下に冷却することにより
得られる。

【００５３】冷間圧延後の冷延鋼板の連続焼鈍において
は、鋼組織を、まず、〔フェライト＋オーステナイト〕
の２相組織とするために、鋼板を、Ａc₁変態点以上Ａｃ
₃変態点以下の温度域で加熱する。この時に、加熱温度
が６５０℃未満であると、セメンタイトが再固溶するの
に時間がかかり過ぎ、オーステナイトの存在量も僅かに
なるので、加熱温度の下限は６５０℃とした。

【００５４】また、加熱温度が高すぎると、オーステナ
イトの体積率が大きくなり過ぎて、オーステナイト中の
Ｃ濃度が低下するので、加熱温度の上限は９００℃とし
た。保持時間は、短すぎると、未溶解炭化物が存在する
可能性が高くなり、オーステナイトの存在量が少なくな
る。また、均熱時間を長くすると、結晶粒が粗大化し、
その結果、最終的に残存するオーステナイト量が少なく
なって、強度延性バランスが悪くなる。よって、本発明
では、保持時間を１０秒〜６分とした。

【００５５】加熱後は、２〜２００℃／ｓの冷却速度で
４００〜５００℃まで冷却する。これは、二相域に加熱
して生成させたオーステナイトを、パーライトに変態さ
せることなくベイナイト変態域に持ち越し、引き続く処
理により、室温では、残留オーステナイトとベイナイト
とし、所定の特性を得るためである。この時、冷却速度
が２℃／ｓ以下であると、冷却中に、オーステナイトの
大部分がパーライト変態をしてしまい、所要量の残留オ
ーステナイトを確保することができない。また、冷却速
度が２００℃／ｓを超えると、冷却終点温度のずれが、
幅方向、および／または、長手方向で大きくなり、均一
な特性の鋼板を製造することができなくなる。

【００５６】二相域からの冷却終点温度は、溶融亜鉛め
っき性の観点から求まる。溶融亜鉛めっき時の温度が低
いと、めっき濡れ性が低下し、めっき密着性が劣化す
る。また、溶融亜鉛めっき時の温度が高くなると、めっ
き浴中で、ＦｅとＺｎの合金化反応が進行し、めっき中
のＦｅ濃度が高くなる。よって、本発明では、二相域か
らの冷却終点温度、かつ、溶融亜鉛めっきを行う温度
は、３５０℃〜５００℃とした。

【００５７】この後、場合によっては、３５０〜５００
℃の温度域で１０分以下保持してもよい。このＺｎめっ
き前の温度保持により、ベイナイト変態を進行させ、Ｃ
の濃縮した残留オーステナイトを安定化させることがで
き、その結果、より安定して強度、伸びの両立した鋼板
を製造することができる。２相域からの冷却終点温度が
５００℃を超えると、その後の温度保持で、オーステナ
イトの炭化物への分解が起こり、オーステナイトを残留
せしめることができなくなる。また、冷却終点温度が３
５０℃未満になると、オーステナイトの大半がマルテン
サイトに変態するので、高強度にはなるものの、プレス
成形性が悪化してしまい、また、Ｚｎめっき時に鋼板温
度を上げ、より多くの熱エネルギーを与える必要がでて
くるので、めっき作業が非効率になる。

【００５８】保持時間が１０分を超えると、Ｚｎめっき
後の加熱で、炭化物の析出と未変態オーステナイトの消
失により、強度とプレス成形性の両方が劣化するので、
保持時間を１０分以下とした。溶融亜鉛めっき鋼板を製
造する場合は、めっき後、５℃／ｓ以上の冷却速度で２
５０℃以下に冷却する。ここで、Ｚｎめっき時に、ベイ
ナイト変態を進行させ、炭化物をほとんど含まないベイ
ナイト、その部分から掃き出されたＣが濃化しＭｎ点が
室温以下に低下した残留オーステナイト、および、二相
域加熱中に清浄化が進んだフェライトが混在した組織を
現出させ、高強度と成形性を両立させている。そのた
め、保持後の冷却速度を５℃／ｓ未満としたり、もしく
は、冷却終点温度を２５０℃超とすると、冷却中に、Ｃ
の濃化したオーステナイトも炭化物を析出してベイナイ
トに分解するので、変態誘起塑性により加工性を改善す
る残留オーステナイトの量が減少してしまい、本発明の
目的を達し得ない。

【００５９】残留オーステナイトを、より適正な量残存
させるために、溶融亜鉛めっき後、３５０℃〜４００℃
の温度域に５分以内保持するのが望ましい。また、合金
化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する際には、溶融亜鉛めっ
き後、４５０℃〜６００℃の温度域で５秒〜２分保持
し、その後、５℃／ｓ以上の冷却速度で２５０℃以下に
冷却する。ここでは、ＦｅとＺｎの合金化反応と、組織
的な観点から、諸条件の範囲が定まる。

【００６０】本発明鋼はＳｉやＡｌを含有するので、オ
ーステナイトからベイナイトへの変態が二段階に分離す
ることを活用し、炭化物をほとんど含まないベイナイ
ト、その部分から掃き出されたＣが濃化しＭs点が室温
以下に低下した残留オーステナイト、および、二相域加
熱中に清浄化が進んだフェライトが混在した組織を現出
させ、高強度と成形性を両立させている。

【００６１】加熱温度が６００℃を超えると、パーライ
トが生成して、残留オーステナイトが含まれなくなり、
また、合金化反応が進みすぎて、めっき層中のＦｅが１
２％を超えてしまう。一方、加熱温度が４５０℃以下に
なると、めっきの合金化反応速度が遅くなり、めっき層
中のＦｅ濃度が低くなる。また、保持時間が５秒以下で
あると、ベイナイトが十分に生成せず、未変態のオース
テナイト中へのＣ濃化も不十分となり、冷却中に、マル
テンサイトが生成し成形性が劣化すると同時に、めっき
の合金化反応が不十分になる。また、保持時間が１分以
上になると、めっきの過合金化が生じ、成型時に、めっ
き剥離などが生じやすくなる。

【００６２】更に、保持後の冷却速度を５℃以下とした
り、冷却終点温度を２５０℃以上とすると、ベイナイト
変態がさらに進み、前段の反応でＣの濃化したオーステ
ナイトも炭化物を析出してベイナイトに分解するので、
変態誘起塑性により加工性を改善する残留オーステナイ
トの量が減少してしまい、本発明の目的を達し得ない。

【００６３】溶融亜鉛めっき温度は、めっき浴の融点以
上５００℃以下が望ましい。溶融亜鉛めっき温度が５０
０℃超になると、めっき浴からの蒸気が多量になり、操
業性が悪化する。また、めっき後の保持温度までの加熱
速度については、特に規定する必要はないが、めっき組
織や金属組織の観点から、３℃／ｓ以上が望ましい。

【００６４】なお、以上説明した工程における各温度、
冷却温度は、規定の範囲内であれば一定である必要はな
く、その範囲内で変動したとしても、最終製品の特性は
なんら劣化しないし向上する場合もある。また、本発明
で用いる鋼素材は、原則として、通常の製鉄工程である
精錬、鋳造、熱延、冷延の各工程を経て製造されるもの
であるが、その一部あるいは全部を省略して製造したも
のでも問題はない。また、上記各工程に係る条件につい
ても、特に問題とはしない。

【００６５】また、めっき密着性を更に向上させるため
に、焼鈍前に、鋼板に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅの単独
あるいは複合のめっきを施してもよい。更に、めっき密
着性を向上させるために、鋼板焼鈍時の雰囲気を調節
し、初め、鋼板表面を酸化させ、その後還元することに
より、めっき前の鋼板表面の清浄化を行ってもよい。更
に、めっき密着性を改善するために、焼鈍前に、鋼板を
酸洗あるいは研削して、鋼板表面の酸化物を取り除いて
も問題はない。これらの処理をすることで、めっき密着
性だけでなく、合金化速度も向上する。

【００６６】

【実施例】（実施例−１）表１および表２（表１のつづ
き）に成分を示す鋼を１２５０℃に再加熱後、9００℃
で仕上げ圧延、６５０℃で捲取を行うことで、４ｍｍの
熱間圧延鋼板を作製した。熱間圧延鋼板の表面スケール
を塩酸で除去した後に、１．４ｍｍまで冷間圧延を行っ
た。この冷間圧延鋼板を、表３および表４（表３のつづ
き）に示す条件で、焼鈍、めっきを行い、その後、０．
５％で調質圧延した。製造した鋼板に対して、下記に示
す「引張り試験」「残留オーステナイト測定試験」「溶
接試験」「めっき外観」「めっき密着性」「めっき層中
濃度測定」の試験を行った。また、めっき付着量が片面
５０ｇ／ｍ²になるように、両面ともめっきした。

【００６７】「引張り試験」は、Ｃ方向にＪＩＳ５号引
張試験片を採取し、ゲージ厚さ５０ｍｍ、引張速度１０
ｍｍ／ｍｉｎで常温引張り試験を行った。「残留オース
テナイト測定試験」は、表層より板厚の１／４内層を化
学研磨後、Ｍｏ管球を用いたＸ線回折で、α−Ｆｅとγ
−Ｆｅの強度から求める５ピーク法と呼ばれる方法で行
った。

【００６８】「溶接試験」は、溶接電流：１０ｋＡ、加
圧力：２２０ｋｇ、溶接時間：１２サイクル、電極径：
６ｍｍ、電極形状：ドーム型，先端６φ−４０Ｒの溶接
条件でスポット溶接を行い，ナゲット径が４√ｔ（ｔ：
板厚）を切った時点までの連続打点数を評価した。評価
基準は、◎：連続打点２０００点超、○：連続打点１０
００点超、△：連続打点５００〜１０００点、×：連続
打点５００点未満とした。ここでは、◎および○を合格
とし、△および×は不合格とした。

【００６９】「めっき外観」は、めっき鋼板の外観から
不めっき発生状況を目視判定し、下記の基準に従い評価
した。 ○：５個／ｄｍ²以下、△：６〜１５個／ｄｍ²、×：１
６個／ｄｍ²以上。ここでは、○を合格とし、△および
×は不合格とした。「めっき密着性」は、めっき鋼板の
６０度Ｖ曲げ試験を実施後、テープテストを行い、以下
の基準に従い評価した。

【００７０】テープテスト黒化度（％） 評価：◎ … ０〜１０ 評価：○ … １０〜２０未満 評価：△ … ２０〜３０未満 評価：× … ３０以上 （◎および○が合格、△および×は不合格） 「めっき層中濃度測定」は、アミン系インヒビターを入
れた５％塩酸でめっき層を溶かした後、ＩＣＰ発光分析
法で行った。

【００７１】性能評価試験結果を表５および表６（表５
のつづき）に示す。発明例である試料１〜１３は、いず
れも、引張強度が５５０ＭＰａ以上でありながら、全伸
びも３０％以上であり、高強度と良好なプレス成形性を
両立しているとともに、めっき密着性も満足している。
これに対し、比較例である試料１４ではＣ濃度が低いた
め、同試料１５ではＣ濃度が高いため、同試料１６では
Ｓｉ濃度が低いため、同試料１７ではＳｉ濃度が高いた
め、同試料１８および１９ではＳｉとＡｌの関係が満た
されていないため、同試料２０ではＭｎ濃度が低いた
め、同試料２１ではＭｎ濃度が高いため、同試料２２で
はＡｌ濃度が高いため、同試料２３、２４および２５で
はＳｅ、Ｂｉ、Ｓｂの濃度が低いため、更に、同試料２
６ではＳｅ、Ｂｉ、Ｓｂの濃度が高いために、強度―延
性バランスか、または、めっき密着性が悪く、本発明の
目的を達し得ない。

【００７２】また、成分組成が本発明で規定する範囲内
の鋼板であっても、処理条件の一つが本発明で規定する
範囲から外れていると、比較例である試料２７〜５１
（表６、参照）に示すように、強度―延性バランスか、
または、めっき密着性が悪く、本発明の目的を達し得な
い。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】

【表３】

【００７６】

【表４】

【００７７】

【表５】

【００７８】

【表６】

【００７９】（実施例−２）表７および表８（表７のつ
づき）に成分を示す鋼を１２５０℃に再加熱後、9００
℃で仕上げ圧延、６５０℃で捲取を行うことで、４ｍｍ
の熱間圧延鋼板を作製した。熱間圧延鋼板の表面スケー
ルを塩酸で除去した後に、１．４ｍｍまで冷間圧延を行
った。この冷間圧延鋼板を、表９および表１０（表９の
つづき）に示す条件で焼鈍、めっきを行い、その後、
０．５％で調質圧延した。製造した鋼板に対し、下記に
示す「引張り試験」「残留オーステナイト測定試験」
「溶接試験」「めっき外観」「めっき密着性」および
「めっき層中濃度測定」の試験を行った。また、めっき
付着量が片面５０ｇ／ｍ²になるように、両面ともめっ
きした。

【００８０】「引張り試験」は、Ｃ方向にＪＩＳ５号引
張試験片を採取し、ゲージ厚さ５０ｍｍ、引張速度１０
ｍｍ／ｍｉｎで、常温引張り試験を行った。「残留オー
ステナイト測定試験」は、表層より板厚の１／４内層を
化学研磨後、Ｍｏ管球を用いたＸ線回折で、α−Ｆｅと
γ−Ｆｅの強度から求める５ピーク法と呼ばれる方法で
行った。

【００８１】「溶接試験」は、溶接電流：１０ｋＡ、加
圧力：２２０ｋｇ、溶接時間：１２サイクル、電極径：
６ｍｍ、電極形状：ドーム型，先端６φ−４０Ｒの溶接
条件でスポット溶接を行い，ナゲット径が４√ｔ（ｔ：
板厚）を切った時点までの連続打点数を評価した。評価
基準は、◎：連続打点２０００点超、○：連続打点１０
００点超、△：連続打点５００〜１０００点、×：連続
打点５００点未満とした。ここでは、◎および○を合格
とし、△および×は不合格とした。

【００８２】「めっき外観」は、めっき鋼板の外観から
不めっき発生状況を目視判定し、下記の基準に従い評価
した。 ○：５個／ｄｍ²以下、△：６〜１５個／ｄｍ²、×：１
６個／ｄｍ²以上。 ここでは、○を合格とし、△および×は不合格とした。 「めっき密着性」は、めっき鋼板の６０度Ｖ曲げ試験を
実施後、テープテストを行い、以下の基準に従い評価し
た。

【００８３】テープテスト黒化度（％） 評価：◎ … ０〜１０ 評価：○ … １０〜２０未満 評価：△ … ２０〜３０未満 評価：× … ３０以上 （◎および○が合格、△および×は不合格） 「めっき層中濃度測定」は、アミン系インヒビターを入
れた５％塩酸でめっき層を溶かした後、ＩＣＰ発光分析
法で行った。

【００８４】性能評価試験結果を表１１および表１２
（表１１のつづき）に示す。発明例である試料５２〜６
４は、いずれも、引張強度が５５０ＭＰａ以上でありな
がら、全伸びも３０％以上であり、高強度と良好なプレ
ス成形性を両立しているとともに、めっき密着性も満足
している。これに対し、比較例である試料６５ではＣ濃
度が低いため、同試料６６ではＣ濃度が高いため、同試
料６７ではＳｉ濃度が低いため、同試料６８ではＳｉ濃
度が高いため、同試料６９および７０ではＳｉとＡｌの
関係が満たされていないため、同試料７１ではＭｎ濃度
が低いため、同試料７２ではＭｎ濃度が高いため、同試
料７３ではＡｌ濃度が高いため、同試料７４、７５およ
び７６ではＢｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒの濃度が低いため、
同試料７７ではＢｅ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｒの濃度が高いた
めに、強度―延性バランスか、または、めっき密着性が
悪く、本発明の目的を達し得ない。

【００８５】また、成分組成が本発明で規定する範囲内
の鋼であっても、処理条件の一つが本発明で規定する範
囲から外れていると、比較例である試料７８〜１０２に
示しように、に強度―延性バランスか、または、めっき
密着性が悪く、本発明の目的を達し得ない。

【００８６】

【表７】

【００８７】

【表８】

【００８８】

【表９】

【００８９】

【表１０】

【００９０】

【表１１】

【００９１】

【表１２】

【００９２】（実施例−３）表１３および表１４（表１
３のつづき）に成分を示す鋼を１２５０℃に再加熱後、
9００℃で仕上げ圧延、６５０℃で捲取を行うことで、
４ｍｍの熱間圧延鋼板を作製した。熱間圧延鋼板の表面
スケールを塩酸で除去した後に、１．４ｍｍまで冷間圧
延を行った。この冷間圧延鋼板を、表１５および表１６
（表１５のつづき）に示す条件で焼鈍、めっきを行い、
その後、０．５％で調質圧延した。製造した鋼板に対し
て、下記に示す「引張り試験」「残留オーステナイト測
定試験」「溶接試験」「めっき外観」「めっき密着性」
および「めっき層中濃度測定」の試験を行った。また、
めっき付着量が片面５０ｇ／ｍ２になるように、両面と
もめっきした。

【００９３】「引張り試験」は、Ｃ方向にＪＩＳ５号引
張試験片を採取し、ゲージ厚さ５０ｍｍ、引張速度１０
ｍｍ／ｍｉｎで常温引張り試験を行った。「残留オース
テナイト測定試験」は、表層より板厚の１／４内層を化
学研磨後、Ｍｏ管球を用いたＸ線回折で、α−Ｆｅとγ
−Ｆｅの強度から求める５ピーク法と呼ばれる方法で行
った。

【００９４】「溶接試験」は、溶接電流：１０ｋＡ、加
圧力：２２０ｋｇ、溶接時間：１２サイクル、電極径：
６ｍｍ、電極形状：ドーム型，先端６φ−４０Ｒの溶接
条件でスポット溶接を行い，ナゲット径が４√ｔ（ｔ：
板厚）を切った時点までの連続打点数を評価した。評価
基準は、◎：連続打点２０００点超、○：連続打点１０
００点超、△：連続打点５００〜１０００点、×：連続
打点５００点未満とした。ここでは、◎および○を合格
とし、△および×は不合格とした。

【００９５】「めっき外観」は、めっき鋼板の外観から
不めっき発生状況を目視判定し、下記の基準に従い評価
した。 ○：５個／ｄｍ²以下、△：６〜１５個／ｄｍ²、×：１
６個／ｄｍ²以上。ここでは、○を合格とし、△および
×は不合格とした。「めっき密着性」は、めっき鋼板の
６０度Ｖ曲げ試験を実施後、テープテストを行い、以下
の基準に従い評価した。

【００９６】テープテスト黒化度（％） 評価：◎ … ０〜１０ 評価：○ … １０〜２０未満 評価：△ … ２０〜３０未満 評価：× … ３０以上 （◎および○が合格、△および×は不合格） 「めっき層中濃度測定」は、アミン系インヒビターを入
れた５％塩酸でめっき層を溶かした後、ＩＣＰ発光分析
法で行った。

【００９７】性能評価試験結果を表１７および表１８
（表１７のつづき）に示す。発明例である試料１０３〜
１１５は、いずれも、引張強度が５５０ＭＰａ以上であ
りながら、全伸びも３０％以上であり、高強度と良好な
プレス成形性を両立しているとともに、めっき密着性も
満足している。これに対し、比較例である試料１１６で
はＣ濃度が低いため、同試料１１７ではＣ濃度が高いた
め、同試料１１８ではＳｉ濃度が低いため、同試料１１
９ではＳｉ濃度が高いため、同試料１２０および１２１
ではＳｉとＡｌの関係が満たされていないため、同試料
１２２ではＭｎ濃度が低いため、同試料１２３ではＭｎ
濃度が高いため、同試料１２４ではＡｌ濃度が高いた
め、同試料１２５、１２６および１２７ではＳｃ、Ｙ、
Ｌａ、Ｃｅの濃度が低いため、試料１２８ではＳｃ、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの濃度が高いために、強度―延性バラン
スか、または、めっき密着性が悪く、本発明の目的を達
し得ない。

【００９８】また、成分組成が本発明で規定する範囲内
の鋼であっても、処理条件の一つが本発で規定する範囲
を外れていると、比較例である試料１２９〜１５３（表
１８、参照）に示すように、強度―延性バランスか、ま
たは、めっき密着性が悪く、本発明の目的を達し得な
い。

【００９９】

【表１３】

【０１００】

【表１４】

【０１０１】

【表１５】

【０１０２】

【表１６】

【０１０３】

【表１７】

【０１０４】

【表１８】

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、プレス成形性およびめ
っき密着性の良好な高強度溶融亜鉛系めっき鋼板および
高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板を、効率よく製造
し、自動車、建築、電気等の部材、その他の用途に供す
ることができる。

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 2/02 Ｃ２３Ｃ 2/02 2/06 2/06 2/40 2/40 (72)発明者 瀬沼 武秀 福岡県北九州市戸畑区飛幡町１−１ 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 Ｆターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA23 AB02 AB09 AB42 AB43 AB44 AC12 AC73 AE03 AE12 4K037 EA01 EA02 EA03 EA05 EA06 EA09 EA10 EA11 EA13 EA14 EA15 EA16 EA17 EA19 EA20 EA26 EA27 EA28 EA31 EA32 EA35 EA36 EB06 EB07 EB09 EB12 FH01 FJ04 FJ05 FJ06 FK02 FK03 FL01 FL02 GA05 JA06

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上を、合計
   で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的
   不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積
   率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：８０〜９
   １％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％以下を含
   有するＺｎ合金めっき層、を有することを特徴とするめ
   っき密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶
   融亜鉛系めっき鋼板。
2. 【請求項２】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以上
   を、合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび
   不可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイ
   トの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａ
   ｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有するこ
   とを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優れ
   た高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。
3. 【請求項３】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％ を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
   合計で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可
   避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの
   体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａ
   ｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有するこ
   とを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優れ
   た高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。
4. 【請求項４】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、を含有し、かつ、ＳｉとＡ
   ｌの関係が ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃ
   ａ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、合計で
   ０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的不
   純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積率
   が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａ
   ｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有するこ
   とを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優れ
   た高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼
   成分に、質量％で、更に、Ｎｉ：２．０％、Ｃｕ：２．
   ０％、Ｓｎ：１．０％、Ｃｏ：０．３％未満のうちの少
   なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オーステナイ
   トの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、Ｚｎ：
   ８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａｌ：１％
   以下を含有するＺｎ合金めっき層、 を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
   に記載のめっき密着性およびプレス成形性に優れた高強
   度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼
   成分に、質量％で、更に、Ｍｏ：０．５％未満、Ｃｒ：
   １．０％未満、Ｖ：０．３％未満、Ｔｉ：０．０６％未
   満、Ｎｂ：０．０６％未満、Ｂ：０．０１％未満のうち
   の少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オーステ
   ナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、Ａ
   ｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層、を有するこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のめ
   っき密着性およびプレス成形性に優れた高強度合金化溶
   融亜鉛系めっき鋼板。
7. 【請求項７】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅの１種以上を、合計
   で０．００５〜１．０％含み、残部Ｆｅおよび不可避的
   不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイトの体積
   率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
   Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とするめっき密着性およびプレス成
   形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。
8. 【請求項８】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの１種以上
   を、合計で０．００５〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよ
   び不可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナ
   イトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
   Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とするめっき密着性およびプレス成
   形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。
9. 【請求項９】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
   合計で０．００５〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよび不
   可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイト
   の体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
   Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とするめっき密着性およびプレス成
   形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。
10. 【請求項１０】 質量％で、 Ｃ ：０．０５〜０．２％、 Ｓｉ：０．２〜２．０％、 Ｍｎ：０．２〜２．５％、および、 Ａｌ：０．０１〜１．５％、 を含有し、かつ、ＳｉとＡｌの関係が、 ０．４（％）≦Ｓｉ＋０．８Ａｌ（％）≦２．０％ を満足し、かつ、Ｓｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｅ、Ｂｅ、Ｍ
    ｇ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅの１種以上を、
    合計で０．００５〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよび不
    可避的不純物からなり、鋼組織中、残留オーステナイト
    の体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
    Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とするめっき密着性およびプレス成
    形性に優れた高強度溶融亜鉛系めっき鋼板。
11. 【請求項１１】 請求項７〜１０のいずれか１項に記載
    の鋼成分に、質量％で、更に、Ｎｉ：２．０％、Ｃｕ：
    ２．０％、Ｓｎ：１．０％、Ｃｏ：０．３％未満のうち
    の少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オーステ
    ナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
    Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１
    項に記載のめっき密着性およびプレス成形性に優れた高
    強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板。
12. 【請求項１２】 請求項７〜１１のいずれか１項に記載
    の鋼成分に、質量％で、更に、Ｍｏ：０．５％未満、Ｃ
    ｒ：１．０％未満、Ｖ：０．３％未満、Ｔｉ：０．０６
    ％未満、Ｎｂ：０．０６％未満、Ｂ：０．０１％未満の
    うちの少なくとも１種以上を含み、鋼組織中、残留オー
    ステナイトの体積率が２〜２０％を満足する鋼板の上
    に、 Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を含有する
    Ｚｎめっき層、 を有することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１
    項に記載のめっき密着性およびプレス成形性に優れた高
    強度溶融亜鉛系めっき鋼板。
13. 【請求項１３】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の
    鋼成分を満足する冷延鋼板を、６５０〜９００℃の二相
    共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜２００℃／
    ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、溶融亜鉛
    めっきを施し、その後に、４５０〜６００℃の温度域で
    ５秒〜２分保持してから５℃／ｓ以上の冷却速度で２５
    ０℃以下に冷却することにより、鋼板組織中の残留オー
    ステナイトの体積率を２〜２０％にし、かつ、鋼板表面
    に、Ｚｎ：８０〜９１％、Ｆｅ：８〜１５％、および、
    Ａｌ：１％以下を含有するＺｎ合金めっき層を形成する
    ことを特徴とするめっき密着性およびプレス成形性に優
    れた高強度合金化溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項７〜１２のいずれか１項に記載
    の鋼成分を満足する冷延鋼板を、６５０〜９００℃の二
    相共存温度域で１０秒〜６分焼鈍した後、２〜２００℃
    ／ｓの冷却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、溶融亜
    鉛めっきを施し、その後に、５℃／ｓ以上の冷却速度で
    ２５０℃以下に冷却することにより、鋼板組織中の残留
    オーステナイトの体積率を２〜２０％にし、かつ、鋼板
    表面に、Ｚｎ：８０％以上、および、Ａｌ：１％以下を
    含有するＺｎめっき層を形成することを特徴とするめっ
    き密着性およびプレス成形性に優れた高強度溶融亜鉛系
    めっき鋼板の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記焼鈍の後、２〜２００℃／ｓの冷
    却速度で３５０〜５００℃まで冷却し、その後、溶融亜
    鉛めっきを施す前に、３５０〜５００℃の温度域に１０
    分以下保持することを特徴とする請求項１３または１４
    に記載のめっき密着性およびプレス成形性に優れた高強
    度溶融亜鉛系めっき鋼板の製造方法。