JP3921135B2 - バーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 - Google Patents
バーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、建材、家電製品などに適するバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のクロスメンバーやサイドメンバー等の部材は、近年の燃費軽量化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、薄肉化しても強度および衝突安全性が確保されるという観点から鋼板の高強度化が進められている。しかしながら、材料の成形性は強度が上昇するのに伴って劣化するので、上記部材の軽量化を実現するには、成形性と高強度の両方を満足する鋼板を製造する必要がある。
【０００３】
成形性を表す指標としては、引張り試験の際の伸び（Ｅｌ．）が用いられ、この値が高いことが成形性の指標の一つとして用いられている。また、強度としては、引張り試験の際の最大応力である引張強さ（ＴＳ）がその値として用いられており、これらの積（ＴＳ×Ｅｌ．）が２１０００（ＭＰａ・％）を上回る鋼板が高強度かつ高延性鋼板として知られている。これらの特性を有する鋼板としては、特開平１−２３０７１５号公報や特開平２−２１７４２５号公報に開示されているような残留オーステナイトを含む鋼板がある。
【０００４】
これら残留オーステナイトを含む鋼板は、その成分元素として、ＣとＳｉおよびＭｎのみを基本的な合金元素とし、冷延鋼板の場合、二相域で焼鈍後、３００〜４５０℃程度の温度範囲でベイナイト変態を行うことを特徴とする熱処理により、残留オーステナイトを金属中に含む鋼板であり、これら鋼板は残留オーステナイトを含む組織を作るために、特開平０５−１７１３４４号公報や特開平０５−１９５１４３号公報で開示しているように、ＳｉまたはＡｌを含有させる必要がある。
【０００５】
これらの鋼板は、金属組織に含まれている残留オーステナイトをプレス成形時に、応力誘起変態により、マルテンサイトに変態させることで優れた延性を得ていることから、特開平１０−１３０７７６号公報や特開平４−９８８５９号公報に開示されているように、残留オーステナイトの安定性の向上と体積率増加に着目した研究が数多く行われてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの鋼板は、軟質なフェライトと硬質な残留オーステナイトを含む不均一な組織であり、これら両相の境界が微少ボイドの生成を誘起し、バーリング加工性に劣るという問題を有していた。
【０００７】
また、自動車用鋼板の高性能化を反映して、耐食性および外観向上を目的に自動車部材のめっき化が進んでいるが、現在は、車内に装着される特定の部材を除いて、多くの部材に、溶融亜鉛めっき鋼板が使用されている。
【０００８】
しかしながら、これら鋼板はＳｉを多量に含むため、鋼板表面が酸化し易く、溶融亜鉛めっきの際に微少不めっきを生じる、合金化後の加工部においてめっき密着性が劣る等の問題がある。
【０００９】
これらの問題を解決するための手段としては、例えば、特開平３−２８３５９号公報や特開平３−６４４３７号公報には鋼板表面に、０．００２〜２．０ｇ／ｍ２程度のＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅの単独または複合めっきを行うことで、めっき性を改善しているが、この方法では、溶融亜鉛めっきライン前段に新たにめっき設備を設けるか、もしくは、あらかじめ電気めっきラインにおいてめっき処理を行わねばならず、大幅なコストアップを招くという問題を有していた。
【００１０】
あるいは、特開平１１−３０９９４４号公報や特開平１１−１４１４２３号公報に開示されているように、鋼中に０．０１〜２．０％程度のＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏを単独あるいは複合添加することで、めっき性を改善している。しかしながら、鋼中へＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ等の高価な元素の添加を必要とするため、コスト高を招くという問題を有していた。
【００１１】
本発明は上記課題を解決し、バーリング加工性に優れた高強度高延性合金化溶融亜鉛めっき鋼板ならびにバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、種々検討を行った結果、めっき性に関しては、鋼板成分を適正な範囲とすることで高強度鋼板の溶融亜鉛めっき濡れ性確保および合金化めっきにおける合金化促進を見出した。この効果は、鋼中のＳｉ含有量を０．１％未満とすることで発揮される。
【００１３】
また、鋼中に主相としてベイナイトを体積分率で合計５０％以上含有し、第２相として残留オーステナイトを３％以上含有し、フェライト体積率を４７％未満とすることで、バーリング加工性に優れた高強度高延性鋼板が製造可能であることを見出した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
［１］ 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５〜２０％
を含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［２］ 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５％未満
を含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［３］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｉ：０．００１〜４％、
Ｃｕ：０．００１〜４％、
Ｃｒ：０．００１〜４％、
Ｃｏ：０．００１〜４％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［４］ めっき層中Ｃｕ含有率（質量％）と鋼中Ｃｕ含有率（質量％）の比をａ、めっき層中Ｎｉ含有率（質量％）と鋼中Ｎｉ含有率（質量％）の比をｂとすると、０．０００１≦ａ＋ｂ≦０．２を満たすことを特徴とする［３］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［５］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［６］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｂ：０．０００１〜０．１％を含有することを特徴とする［１］〜［５］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［７］ さらに、鋼中に質量％で、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆおよびランタノイド族の元素群中から１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［８］ めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から１０μｍ以内の鋼中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計を面積率で０．１％以上含むことを特徴とする［１］〜［７］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
［９］ めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、又はＡｌ２Ｏ３が存在する最大深さまでの範囲における鋼板中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計が面積率で１％以上含まれることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
［１０］ さらに、めっき層が質量％で、
Ｍｎ：０．００１〜２％、を含有し、鋼のＳｉ含有率：Ｘ（質量％）、Ｍｎ含有率：Ｙ（質量％）及びＡｌ含有率：Ｚ（質量％）、並びにめっき層のＡｌ含有率：Ａ（質量％）及びめっき層のＭｎ含有率：Ｂ（質量％）が、下記（１）式を満たすことを特徴とする［１］〜［９］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
【００１５】
３−（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）−１２．５×（Ａ−Ｂ）≧０・・・（１）
［１１］ さらに、めっき層が、質量％で、
Ｃａ：０．００１〜０．１％、
Ｍｇ：０．００１〜３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％、
Ｍｏ：０．００１〜０．１％、
Ｗ：０．００１〜０．１％、
Ｚｒ：０．００１〜０．１％、
Ｃｓ：０．００１〜０．１％、
Ｒｂ：０．００１〜０．１％、
Ｋ ：０．００１〜０．１％、
Ａｇ：０．００１〜５％、
Ｎａ：０．００１〜０．０５％、
Ｃｄ：０．００１〜３％、
Ｃｕ：０．００１〜３％、
Ｎｉ：０．００１〜０．５％、
Ｃｏ：０．００１〜１％、
Ｌａ：０．００１〜０．１％、
Ｔｌ：０．００１〜８％、
Ｎｄ：０．００１〜０．１％、
Ｙ ：０．００１〜０．１％、
Ｉｎ：０．００１〜５％、
Ｂｅ：０．００１〜０．１％、
Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、
Ｐｂ：０．００１〜１％、
Ｈｆ：０．００１〜０．１％、
Ｔｃ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｇｅ：０．００１〜５％、
Ｔａ：０．００１〜０．１％、
Ｂ ：０．００１〜０．１％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］〜［１０］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［１２］ ［１］〜［１１］のいずれか１項に記載の成分からなる鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後、（Ａｃ１＋１００）（℃）以上（Ａｃ３＋１００）（℃）以下で焼鈍した後に、０．１℃／秒以上の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却し、引き続いて１〜１００℃／秒の冷却速度でＺｎめっき浴温度〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）まで冷却した後、３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）の温度域で後続のめっき浴浸漬時間を含めて１〜３０００秒間保持し、Ｚｎめっき浴に浸漬して、その後室温まで冷却することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［１３］ Ｚｎめっき浴に浸漬した後、更に、浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）で１〜３００秒間保持を行い、室温まで冷却することを特徴とする［１２］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［１４］ 鋳造スラブを１１５０〜１２５０℃に加熱し、１０００℃までの圧延率を５０％以上とし、仕上げ温度を８５０℃以上として熱延後、６５０℃以下で巻き取ることを特徴とする［１２］又は［１３］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を説明する。
【００１７】
本発明の要旨は、主相としてベイナイトを体積分率で（以下、同じ）合計５０％以上含有し、第２相として残留オーステナイトを合計３〜５０％含有し、残部フェライトを４７％未満とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法である。
【００１８】
まず、ミクロ組織について説明する。
【００１９】
高強度溶融亜鉛めっき鋼板のバーリング加工性は、製品に含まれるベイナイトとフェライトの体積分率に左右される。ベイナイトの体積率が５０％未満ではその効果がほとんど表れないことから、本発明では下限値を５０％以上とした。一方、延性確保のためにはベイナイトは９７％以下であることが必要である。フェライトの体積率が４７％以上となると、フェライトと残留オーステナイトの界面面積が多くなり、微少ボイドの生成が顕著となり、バーリング加工性に劣る。このことから、残部フェライトの体積率は４７％未満が望ましい。さらには、３５％以下とすることが望ましい。
【００２０】
本発明に係る高強度溶融亜鉛めっき鋼板の延性は、製品に含まれる残留オーステナイトの体積分率に左右される。金属組織に含まれている残留オーステナイトは応力を受けていない状態では、安定に存在するものの、変形が加えられるとマルテンサイトに変態し、変態誘起塑性により優れた延性が得られる。しかしながら、その体積分率が３％未満では、その効果がほとんど表れないことから下限値を３％以上とした。一方、残留オーステナイトの体積分率が５０％以上になると、極端に著しい成形を加えた場合、成形後多量のマルテンサイトが存在することとなり、二次加工性や衝撃特性に問題を生じることがあるので、本発明では、その上限値を５０％未満とした。
【００２１】
また、主相であるベイナイト、第２相の残留オーステナイトおよび残部組織であるフェライト以外の不可避相として、マルテンサイト、パーライト、炭化物、窒化物、硫化物および酸化物の１種又は２種以上の合計を体積分率で１０％以下含有するものも、本発明の範囲内とする。
【００２２】
さらに、鋼板に含まれる残部フェライトの平均粒径を１０μｍ以下とすることで、優れたバーリング加工性が得られる。更に、この効果が顕著になるのは平均粒径が７μｍ以下であることから、平均粒径は７μｍ以下が望ましい。一方、平均粒径の下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。
【００２３】
なお、上記ミクロ組織の各相、フェライト、ベイナイト、残留オーステナイト、マルテンサイト、酸化物相および残部組織の同定、存在位置の観察および平均粒径（平均円相当径）と占積率の測定は、ナイタール試薬および特開昭５９−２１９４７３号公報に開示された試薬により鋼板圧延方向断面または圧延直角方向断面を腐食して５００倍〜２００００倍の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡観察により定量化が可能である。また、めっき層／鋼板界面近傍の内部酸化物の形態および同定は、走査型顕微鏡、透過電子顕微鏡およびＥＰＭＡを用いて行い、最大深さについては、５００〜２００００倍で２０〜５０視野を観察し、その中で０．０５μｍ以上の内部酸化物が存在する最大値を最大深さとした。
【００２４】
内部酸化物とは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｎＯ又はＡｌ2Ｏ3をいう。
【００２５】
次に、本発明におけるめっき層の限定理由について述べる。
【００２６】
本発明者等は、質量％で、Ｃ：０．０００１〜０．３％、Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、Ｍｎ：０．００１〜３％、Ａｌ：０．１〜４％、Ｍｏ：０．００１〜４％、Ｐ：０．０００１〜０．３％、Ｓ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物より成る鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後、（Ａｃ１＋１００）（℃）以上１０００℃以下で焼鈍し、０．1〜５０℃／秒の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却し、引き続いて１〜1００℃／秒の冷却速度で、Ｚｎめっき浴温度〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）まで冷却した後、３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）の温度域で後続のめっき浴の浸漬時間を含めて１〜３０００秒間保持した後、Ｚｎめっき浴に浸漬して、その後室温まで冷却した。
【００２７】
さらに、一部の試料についてはＺｎめっき浴に同条件で浸漬後、Ｚｎめっき浴温度〜５５０℃で５〜６０秒間保持することで合金化処理を行った後、３５０℃までの温度範囲を０．５〜１００℃／秒の冷却速度で冷却し、その後室温まで冷却した。
【００２８】
上記の試験を行い、めっき表面の欠陥発生率に基づき外観を５段階評価した。その結果、鋼板成分を上記範囲とすることで、外観欠陥のほとんど生じない評点５〜４を得ることが解った。
【００２９】
評点５〜４はそれぞれめっきの外観は不めっきの発生状況を目視にて判断した。評価指標は以下の通りである。
【００３０】
評点５：不めっきは、ほとんどなし。（面積率で０．１％以下）
評点４：不めっきは、微少。（面積率で０．１％超３％以下）
評点３：不めっきは、少。（面積率で３％超５％以下）
評点２：不めっきは、多数。（面積率で５％超５０％以下）
評点１：めっき塗れず。（面積率で５０％超）
めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面の付着量が５ｇ／ｍ２以上であることが望ましい。本発明の溶融亜鉛めっき鋼板上に塗装性、耐食性、溶接性を改善する目的で上層めっきを施すことや、各種処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理を施しても本発明を逸脱するものではない。
【００３１】
めっき層中Ａｌ量を０．００１〜０．５％の範囲内としたのは、０．００１％未満では、ドロス発生が顕著で良好な外観が得られないこと、０．５％を超えてＡｌを添加すると合金化反応を著しく抑制してしまい、合金化溶融亜鉛めっき層を形成することが困難となるためである。
【００３２】
合金化処理を施すことによってめっき層中にＦｅが取り込まれ、塗装性やスポット溶接性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。めっき層中のＦｅ量が２０質量％を超えるとめっき自体の密着性を損ない、加工の際めっき層が破壊、脱落し金型に付着することで、成形時の疵の原因となる。一方、スポット溶接性を良好にするためにはＦｅ量を５％以上にすることが望ましい。従って、合金化処理を行う場合、めっき層中のＦｅ量の範囲は５〜２０質量％とする。
【００３３】
また、合金化処理を行わない場合めっき層中のＦｅ量が５質量％未満でも、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。
【００３４】
さらに、めっき層中Ｃｕ含有率（質量％）と鋼中Ｃｕ含有率（質量％）の比をａ（＝めっき層中Ｃｕ含有率／鋼中Ｃｕ含有率）、めっき層中Ｎｉ含有率（質量％）と鋼中Ｎｉ含有率（質量％）の比をｂ（＝めっき層中Ｎｉ含有率／鋼中Ｎｉ含有率）とすると、これらが０．０００１≦ａ＋ｂ≦０．２を満たすことにより、さらに優れためっき外観が得られる。ａ＋ｂが０．０００１より小さいと本発明の効果が発揮されず、０．２を超えるような合金中への過度の添加は、経済的に好ましくないため、前記の範囲を満たすことが好ましい。
【００３５】
なお、上記のａとｂの関係は、本発明者らが実験を行い、新たに見出した式である。
【００３６】
さらに、めっき層中Ｍｎ量を０．００１〜２質量％の範囲とすることでさらに良好な外観のめっきが得られるうえ、耐食性を向上できる。この効果が顕在化するのは、めっき層中Ｍｎ量が０．００１質量％以上の範囲であることから、下限を０．００１質量％以上とする。Ｍｎが上限の２質量％を超えるとＭｎを含有するドロス発生が顕著となり、めっき外観が著しく低下する。
【００３７】
この効果は、鋼板のＳｉ含有率：Ｘ（質量％）、Ｍｎ含有率：Ｙ（質量％）及びＡｌ含有率：Ｚ（質量％）、並びにめっき層のＡｌ含有率：Ａ（質量％）及びＭｎ含有率：Ｂ（質量％）として整理したところ、下記（１）式を満たす組成とすることにより、さらに良好な外観のめっきが得られるうえ、耐食性を向上できることが明らかとなった。
【００３８】
３−（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）−１２．５×（Ａ−Ｂ）≧０・・・（１）
（１）式はめっき濡れ性に及ぼす鋼板およびめっき成分の影響を整理した重回帰分析により新たに見出した式である。
【００３９】
尚、めっき層中の成分の分析は、インヒビターを含有した５％塩酸溶液で溶解した後、化学分析により測定した値と定義する。
【００４０】
めっき層中のＭｎにより、不めっきの発生が抑制される理由については不明であるが、めっき層中のＭｎがめっき層と鋼板の反応性を高めたもの推定される。
【００４１】
ここで、めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面付着量で５ｇ／ｍ2 以上であることが望ましい。本発明の溶融Ｚｎめっき鋼板上に塗装性、溶接性を改善する目的で上層めっきを施すことや、各種の処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理等を施しても、本発明を逸脱するものではない。
【００４２】
さらに、めっき層中に、質量％で、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ａｇ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｌａ、Ｔｌ、Ｎｄ、Ｙ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｈｆ、Ｔｃ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂの１種または２種以上を含有することで、めっき外観が向上するとともに合金化が促進できることを見出した。
【００４３】
めっき層中のＣａ量を０．００１〜０．１質量％、Ｍｇ量を０．００１〜３質量％、Ｓｉ量を０．００１〜０．１％、Ｍｏ量を０．００１〜０．１％、Ｗ量を０．００１〜０．１％、Ｚｒ量を０．００１〜０．１％、Ｃｓ量を０．００１〜０．１％、Ｒｂ量を０．００１〜０．１％、Ｋ量を０．００１〜０．１％、Ａｇ量を０．００１〜５％、Ｎａ量を０．００１〜０．０５％、Ｃｄ量を０．００１〜３％、Ｃｕ量を０．００１〜３％、Ｎｉ量を０．００１〜０．５％、Ｃｏ量を０．００１〜１％、Ｌａ量を０．００１〜０．１％、Ｔｌ量を０．００１〜８％、Ｎｄ量を０．００１〜０．１％、Ｙ量を０．００１〜０．１％、Ｉｎ量を０．００１〜５％、Ｂｅ量を０．００１〜０．１％、Ｃｒ量を０．００１〜０．０５％、Ｐｂ量を０．００１〜１％、Ｈｆ量を０．００１〜０．１％、Ｔｃ量を０．００１〜０．１％、Ｔｉ量を０．００１〜０．１％、Ｇｅ量を０．００１〜５％、Ｔａ量を０．００１〜０．１％、Ｖ量を０．００１〜０．２％、Ｂ量を０．００１〜０．１％としたのは、この範囲において不めっきが発生せず、良好な外観のめっきが得られるためである。含有量がそれぞれの上限を超えると、それぞれの成分を含有するドロスの生成する、あるいは、めっき浴中にてＺｎ化合物が析出し、めっき層中に取り込まれることにより、めっき外観が著しく低下する。
【００４４】
次に、本発明に於ける鋼板成分の限定理由について述べる。
【００４５】
Ｃ：オーステナイト安定化元素であり、二相域加熱時およびベイナイト変態温度域でフェライトからオーステナイト中へと移動し、オーステナイト中に濃化することでオーステナイトを安定化させる。その結果、室温においてもオーステナイトが安定化することとなり、変態誘起塑性により優れた延性が確保される。Ｃが０．０００１質量％未満だと３％以上の残留オーステナイトを確保するのが困難であることから、その下限値を０．０００１質量％とした。一方では、Ｃが０．３質量％を超えると溶接が困難となることから、その上限を０．３質量％とした。
【００４６】
Ｓｉ：Ｓｉは焼鈍中に鋼板表面に酸化物を形成してしまい不めっきの原因となる。これは、鋼中のＳｉ含有量が０．１％以上になると顕著になることから、その上限を０．１質量％未満とした。また、０．００１質量％を超えて鋼板を低Ｓｉ化したとしても、不経済であることからその下限値を上記範囲とした。
【００４７】
Ｍｎ：Ｍｎは強度確保に必要な元素であり、０．００１質量％未満では、強化効果が発現しないことから上限を０．００１質量％とした。一方、３質量％を超えると延性に悪影響を及ぼすことから３質量％を上限値とした。
【００４８】
Ａｌ：Ａｌは、脱酸材として用いられるのに加え、セメンタイトに固溶しない事から、セメンタイト析出を遅らせ、オーステナイトがフェライトとセメンタイトへ分解するのを遅らせる。この間に、オーステナイト中へとＣを濃化させることが可能となり、室温でもオーステナイトが存在し得る。ただし、０．１質量％未満だとその効果は発揮しない。一方、４％を超えると溶接性が悪化することから、その上限を４質量％とした。
【００４９】
Ｍｏ：Ｍｏは、セメンタイト析出およびパーライト変態を遅らせることから、残留オーステナイトの確保に重要である。ただし、０．００１質量％未満だとその効果を発揮しない。一方、４％を超えると延性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５０】
Ｐ：Ｐを０．０００１質量％未満とすることは、経済的に不利であることから、この値を下限値とした。一方、０．３質量％を超える量の添加では、溶接性ならびに製造時および熱延時の製造性に悪影響を及ぼす。このことから上限値を、０．３質量％とした。
【００５１】
Ｓ：Ｓは、溶接性ならびに製造時および熱延時の製造性に悪影響を及ぼす。このことから、その上限値を０．０１質量％以下とした。
【００５２】
さらに、本発明が対象とする鋼板は、強度の更なる向上を目的に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏの１種または２種以上を含有できる。
【００５３】
Ｎｉ：Ｎｉは、めっき性向上と強化に有効な元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに、コスト高を招き経済的に不利となることから、上限値を４質量％とした。
【００５４】
Ｃｕ：Ｃｕは、めっき性向上と強化に有効な元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに熱延時の製造性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５５】
Ｃｒ：Ｃｒは、強化元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５６】
Ｃｏ：Ｃｏは、強化元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに、コスト高を招き経済的に不利となることから、上限値を４質量％とした。
【００５７】
さらに、本発明が対象とする鋼板は、強度の更なる向上を目的に、強炭化物形成元素であるＮｂ、Ｔｉ、Ｖの１種または２種以上を含有できる。
【００５８】
これらの元素は、微細な炭化物、窒化物または炭窒化物を形成することから、鋼板の強化には極めて有効であることから、必要に応じて１種または２種類以上を合計で０．００１質量％以上添加できるものとした。一方で、多量の添加は、延性の劣化や残留オーステナイト中へのＣの濃化を妨げることから、その添加の上限を、１種または２種類以上の合計で１質量％とした。
【００５９】
Ｂもまた必要に応じて添加できる。Ｂは、０．０００１質量％以上の添加で粒界の強化や鋼材の強度化に有効であるが、その添加量が０．１質量％を超えると、その効果が飽和するばかりでなく、必要以上に鋼板強度を増加させ、加工性を低下させることから、その上限を０．１質量％とした。
【００６０】
Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆ、およびＬａ、Ｃｅなどのランタノイド族の元素は、ＡｌおよびＳｉの酸化形態を変化させ、濡れ性の向上および合金化の促進を引き起こす。この効果は、この元素群中から１種または２種以上を合計で０．００１質量％未満の添加では効果が少ないことから、その下限を０．００１質量％とした。一方で、過剰な添加は熱延および鋳造時の製造性の低下ならびに製品の延性の低下を招くことから、その上限を１質量％とした。
【００６１】
さらに、めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から１０μｍまでの範囲における鋼中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯおよびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計が面積率で０．１％以上存在すると、ＳｉＯ２、ＭｎＯ又はＡｌ２Ｏ３の形態が外部酸化から内部酸化へと変化することにより、更なる濡れ性の向上と合金化の促進が得られる。一方、合金化促進のためにはこれらの内部酸化物の合計が面積率で５０％以下であることが好ましいが、合金化処理を行わない場合には、これらの内部酸化物の１種又は２種以上の合計の面積率が５０％以上であったとしても、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。また、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２およびＹ２Ｏ３の存在により、ＳｉＯ ２ 、ＭｎＯ又はＡｌ ２ Ｏ ３ の内部酸化物は均一に分散されることから、穴拡げ性の向上にも寄与する。
【００６２】
これら内部酸化物はフェライト、残留オーステナイトおよびベイナイトの各相の粒界のみならず、これら相の粒内へも形成され、内部酸化物を均一に分散させることから、バーリング加工性の向上へも有効である。
【００６３】
また、めっき鋼板の垂直断面においてめっき層／鋼板界面から内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ又はＡｌ２Ｏ３が存在する最大深さまでの範囲における鋼板組織中に、これらの内部酸化物の１種または２種以上の合計が面積率で１％以上含まれると、更なる濡れ性の向上と合金化の促進が得られる。この効果は、面積率で１％以上となると顕在化することからこの範囲が好ましい。面積率で５％以上とすることが、さらに好ましい。一方、これらの内部酸化物の面積率が５０％超になるとめっき層と鋼板の間の元素拡散を阻害してしまい、合金化が遅れる。このことから合金化促進のためには、内部酸化物の面積率は５０％以下であることが好ましい。しかしながら、合金化処理を行わない場合には、内部酸化物の面積率が５０％以上であったとしても、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。また、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２およびＹ２Ｏ３により、ＳｉＯ ２ 、ＭｎＯ又はＡｌ ２ Ｏ ３ の内部酸化物は均一に分散されることから、穴拡げ性の向上にも寄与する。
【００６４】
尚、上述したような鋼板中に存在する酸化物の同定・観察や面積率測定は、ＥＰＭＡやＦＥ−ＳＥＭなどを用いて行うことができる。本発明に当たっては、２０００〜２００００倍で５０視野以上を測定し、画像解析により面積率を求めた。また、酸化物の同定には、抽出レプリカ試料を作成してＴＥＭ、ＥＰＭＡおよびＥＢＳＰを用いた。また、ここでいう、ＭｎＯ， Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２は、他の原子を含む複合酸化物であったり、欠陥を多く含む場合があるが、元素分析及び構造同定からもっとも近いものを見つけて判別した。面積率測定は、ＥＰＭＡやＦＥ−ＳＥＭなどを用い各成分の面分析を行うことで求めることができる。この場合には、個々の正確な構造の同定は難しいものの、上述した構造解析の結果と併せて形態やその組成から判断し得る。その後面分析の画像解析から各面積率を求めることができる。
【００６５】
以上のような組織と特性を有する鋼板の製造方法について述べる。
【００６６】
上記成分組成を満足する鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後焼鈍する。
【００６７】
冷延鋼板の焼鈍では、主相であるベイナイトの体積率を５０％以上とするため（Ａｃ１＋１００）（℃）以上に加熱する。この時の加熱温度が、（Ａｃ１＋１００）（℃）未満になると、フェライト体積率が多くなりすぎてしまいベイナイト体積率を５０％以上とすることができず、バーリング加工性に劣る。同時に、加熱温度を（Ａｃ１＋１００）（℃）以上にすることで、フェライト粒径を小さくすることができ、更なる、バーリング加工性の向上を引き起こす。この効果は、加熱温度を（Ａｃ１＋１００）（℃）以上にすることで発揮される。ただし、この効果が顕著になるのは加熱温度が（Ａｃ３−５０）（℃）以上であることから、（Ａｃ３−５０）（℃）以上が望ましい。一方、加熱温度の下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。しかしながら、必要以上の高温での加熱は、不経済である。このことから上限温度は、（Ａｃ３＋１００）（℃）以下とする。
【００６８】
保持時間が短すぎると、未溶解炭化物が残存する可能性が高く、残留オーステナイト体積率が少なくなるため、１０秒以上とすることが望ましい。一方、保持時間が長すぎると、結晶粒が粗大化する可能性が高くなり強度−延性バランスが悪くなるため、その上限は１０００秒とすることが好ましい。
【００６９】
その後１次冷却として、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、ベイナイト変態まで維持させるために、０．1℃／秒以上の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却する。
【００７０】
焼鈍後、６５０〜８００℃までの冷却速度が０．１℃／秒未満ではフェライト変態が顕著となり、フェライト体積率５０％を超えてしまい好ましくないことから、その下限値を１℃／秒とした。その上限は、特に定めないが、過度に冷却速度を大きくすることは、過剰な設備投資を招く。このことから、上限は１００℃／秒以下が望ましい。しかしながら、この値を越えたとしても、本発明で示す効果は発揮される。
【００７１】
また、１次冷却が６５０℃未満まで行われると、生成させたオーステナイトがパーライトに変態してしまうためにこれを下限とした。しかしながら、冷却が８００℃までしか行われなかった場合には、これに引き続く二次冷却を高冷却速度で行わねばならず、大掛かりな設備を必要とするので、上限をこれ以下の温度とすることが望ましい。
【００７２】
また、その後めっき浴温度〜（めっき浴温度＋１００）（℃）までの二次冷却速度が１℃／秒未満では、冷却途中でオーステナイトがパーライトへと変態してしまうため、残留オーステナイトが残らず望ましくない。また、冷却速度が１００℃／秒より速いと、板幅方向での冷却終点温度がばらつくこととなり、均一な鋼板の製造ができなくなるので好ましくない。
【００７３】
めっき浴浸漬前の保持温度を３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）としたのは、この温度域にてベイナイト変態が起こり、残留オーステナイトを室温まで残すためである。３５０℃未満では、二相域に加熱して生成させたオーステナイトがマルテンサイト変態を起こしてしまい残留オーステナイトが残らないため、下限温度を３５０℃とした。保持温度が（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）より高いと、二相域に加熱して生成させたオーステナイトがパーライトへと変態する、あるいは、オーステナイト中からセメンタイトが析出するため、オーステナイトがベイナイトへと分解してしまうことから、その上限温度を（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）とした。
【００７４】
後続のＺｎめっき浴浸漬時間を含めた前記の保持時間が１秒未満では鋼板をめっき浴へ浸漬する時間が十分でないので好ましくなく、３０００秒を超えると設備が巨大になりすぎ、不経済となるため好ましくないので、前記の保持時間は１〜３０００秒とした。
【００７５】
以上の冷却、保持の後、Ｚｎめっき浴に浸漬し、必要により浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）で１〜３００秒保持後、室温まで冷却することにより、その組織をベイナイト＋残留オーステナイト主体の組織として所定の特性を得る。
【００７６】
めっき浴浸漬後の保持温度を浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）としたのは、この温度より高いと、オーステナイトがパーライトへと変態する、あるいは、オーステナイト中からセメンタイトが析出するため、オーステナイトがベイナイトへと分解してしまうことから、その上限温度を（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）とした。保持温度が浴温より低いと合金化に長時間の時間を要するので、下限温度を浴温とした。
【００７７】
保持時間が１秒より、十分な量のベイナイトが生成せず、本発明の効果が得られない。３００秒を超えると設備が巨大になりすぎ、不経済となるため好ましくないので、前記の保持時間は１〜３００秒とした。
【００７８】
浴浸漬後、浴温〜（めっき浴温度＋1００）（℃）の温度範囲での保持を行わなくても、本発明に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
【００７９】
Ｚｎめっき浴温度から、又はＺｎめっき浸漬後の保持温度から室温までの冷却速度は特に規定するものではないが、これらの温度から３５０℃までの温度範囲での冷却速度が遅いと、セメンタイトが析出してしまい残留オーステナイトが分解し、適正な変態誘起塑性が得られなくなるので、冷却速度の下限値は０．５℃／秒以上とすることが好ましい。一方、この温度範囲での冷却速度が１００℃／秒を超えて、冷却したとしても、材質上はなんら問題を生じないが、過度に冷却速度を上げることは、製造コスト高を招くこととなるので、上限を１００℃／秒とすることが好ましい。
【００８０】
酸化物を制御し、濡れ性と合金化の向上を図るためには、熱延段階から温度加工履歴を制御することが望ましい。まず、鋳片の加熱温度を１１５０〜１２５０℃として、１０００℃までの圧延率を５０％以上とし、仕上げ温度を８５０℃以上として、巻取りを６５０℃以下とすることで、表面酸化層をできるだけ均一に形成させるとともに、焼鈍時のＳｉ酸化物形成を抑制すべくＭｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、ＨｆおよびＬａ、Ｃｅなどのランタノイド族の元素などを固溶状態にしておくことが望ましい。さらには、鋼板内部に存在する内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯおよびＡｌ２Ｏ３により、Ｓｉ酸化物形成が抑制される。
【００８１】
また、仕上げ圧延後のデスケには高圧デスケや強酸洗を行い、熱延で形成した酸化層をできるだけ除去することが望ましい。冷延後の焼鈍では、Ｓｉの外部酸化を抑制する目的から７５０℃以上の温度域まで５℃/ｓ以上で昇温することが望ましい。
【００８２】
また、本発明のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の素材は、通常の製鉄工程である精錬、製鋼、鋳造、熱延、冷延工程を経て製造されることを原則とするが、その一部あるいは全部を省略して製造されるものでも、本発明に係わる条件を満足する限り、本発明の効果を得ることができる。
【００８３】
また、めっき密着性をさらに向上させるために、焼鈍前に鋼板に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅの単独あるいは複数より成るめっきを施しても本発明を逸脱するものではない。
【００８４】
さらには、めっき前の焼鈍については、「脱脂酸洗後、非酸化雰囲気にて加熱し、Ｈ2及びＮ2を含む還元雰囲気にて焼鈍後、めっき浴温度近傍まで冷却し、めっき浴に浸漬」というゼンジマー法、「焼鈍時の雰囲気を調節し、最初、鋼板表面を酸化させた後、その後還元することによりめっき前の清浄化を行った後にめっき浴に浸漬」という全還元炉方式、あるいは、「鋼板を脱脂酸洗した後、塩化アンモニウムなどを用いてフラックス処理を行って、めっき浴に浸漬」というフラックス法等があるが、いずれの条件で処理を行ったとしても本発明の効果は発揮できる。
【００８５】
なお、焼鈍後、切削を行い鋼板表面の酸化物を除去した後、めっき浴に浸漬させ、めっきを施したとしても本発明の効果を得ることができる。
【００８６】
【実施例】
以下実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００８７】
表１に成分組成を記載したスラブを熱延、酸洗、冷延し、１ｍｍ厚とした。熱間圧延において、１０００℃までの圧延率を７０％とした。その後の焼鈍に際し、各鋼の成分（質量％）によって下記式に従ってＡｃ１とＡｃ３変態温度を計算により求めた。
【００８８】
Ａｃ１＝７２３−１０．７×Ｍｎ（％）＋２９．１×Ｓｉ（％）、
Ａｃ３＝９１０−２０３×Ｃ（％） １／２ ＋４４．７×Ｓｉ（％）＋３１．５×Ｍｏ（％）−３０×Ｍｎ（％）−１１×Ｃｒ（％）＋４００×Ａｌ（％）
これらのＡｃ１とＡｃ３変態温度から計算される焼鈍温度に１０℃／ｓｅｃで１０％Ｈ２−Ｎ２雰囲気で昇温・保定した後、１℃／秒の１次冷却速度で６８０℃まで冷却し、その後、５℃／秒の冷却速度でめっき浴温度まで２次冷却し、浴組成を種々に変化させた４６０℃の溶融亜鉛めっき浴に３秒間浸漬することでめっきを行った。この際のめっき付着量は、片面４０ｇ／ｍ２とした。
【００８９】
この後、一部の鋼板については、めっき浴温度〜６００℃の温度範囲で保持を行った後、３５０℃までの温度域を３〜１０℃／秒の冷却速度で冷却後、室温まで冷却した。製造条件の詳細を表２、表３（表２の続き１）、表４（表２の続き２）に示す。
【００９０】
めっき表面外観におけるドロス巻き込みの状況の目視観察および不めっき部面積の測定によりめっき性を評価した。作製した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発光分析法を用いて行った。
【００９１】
これらめっきを施した鋼板から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、ゲージ長さ５０ｍｍ、引張り試験速度１０ｍｍ／分で常温引張り試験を行った。
【００９２】
バーリング加工性を示す指標となる穴拡げ性は、直径１０ｍｍの円形穴を、クリアランスが１２％となる条件にて打ち抜き、かえりがダイ側となるようにし、６０°円錐ポンチにて成形し、穴拡がり率λ（％）により評価した。強度−バーリング加工性バランス（ＴＳ×λ）が５００００（ＭＰａ・％）を超えるものを、バーリング加工性に優れた高強度鋼板とした。
【００９３】
残留オーステナイト体積率Ｖγの測定は、表層より板厚の７／１６内層を化学研磨後、Ｍｏ管球を用いたＸ線回折で、フェライトの（２００）の回折強度Ｉα（２００）、フェライトの（２１１）の回折強度Ｉα（２１１）とオーステナイトの（２２０）の回折強度Ｉγ（２２０）、（３１１）の回折強度Ｉγ（３１１）の強度比より求めた。
【００９４】
Ｖγ（体積％）＝０．２５×｛Ｉγ（２２０）／（１．３５×Ｉα（２００）＋Ｉγ（２２０））
＋Ｉγ（２２０）／（０．６９×Ｉα（２１１）＋Ｉγ（２２０））
＋Ｉγ（３１１）／（１．５×Ｉα（２００）＋Ｉγ（３１１））
＋Ｉγ（３１１）／（０．６９×Ｉα（２１１）＋Ｉγ（３１１））｝
表５、表６（表５の続き１）、表７（表５の続き２）、表８（表５の続き３）、表９（表５の続き４）および表１０（表５の続き５）に機械特性、めっき特性等を示す。表５〜表１０（表５の続き５）に示すように、本発明鋼は、鋼成分が所定の範囲を満たすものは、不めっきもなく良好なめっき性が得られている。
【００９５】
さらに、鋼板成分としてＭｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆ、Ｌａ−Ｃｅを含むものは、良好なめっき性が得られている。
【００９６】
鋼板の成分が所定の範囲であったとしても、製造条件が所定の要件を満たさないものは、強度−バーリング加工性バランス（ＴＳ×λ）が５００００（ＭＰａ・％）未満となりバーリング加工性に劣る。さらには、強度−延性バランス（ＴＳ×Ｅｌ．）も２１０００（ＭＰａ・％）未満となり、強度−延性バランスに劣る。
【００９７】
製造条件が本発明を満たすものであっても、成分範囲が所定の要件を満たさないものは、本発明の効果を得ることができない。
【００９８】
【表１】
【００９９】
【表２】
【０１００】
【表３】
【０１０１】
【表４】
【０１０２】
【表５】
【０１０３】
【表６】
【０１０４】
【表７】
【０１０５】
【表８】
【０１０６】
【表９】
【０１０７】
【表１０】
【０１０８】
【発明の効果】
本発明により、良好なめっき性が得られ、バーリング加工性に優れ、強度−延性バランス（ＴＳ×Ｅｌ．）も２１０００（ＭＰａ・％）を超える良好な溶融亜鉛めっき鋼板が得られた。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、建材、家電製品などに適するバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のクロスメンバーやサイドメンバー等の部材は、近年の燃費軽量化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、薄肉化しても強度および衝突安全性が確保されるという観点から鋼板の高強度化が進められている。しかしながら、材料の成形性は強度が上昇するのに伴って劣化するので、上記部材の軽量化を実現するには、成形性と高強度の両方を満足する鋼板を製造する必要がある。
【０００３】
成形性を表す指標としては、引張り試験の際の伸び（Ｅｌ．）が用いられ、この値が高いことが成形性の指標の一つとして用いられている。また、強度としては、引張り試験の際の最大応力である引張強さ（ＴＳ）がその値として用いられており、これらの積（ＴＳ×Ｅｌ．）が２１０００（ＭＰａ・％）を上回る鋼板が高強度かつ高延性鋼板として知られている。これらの特性を有する鋼板としては、特開平１−２３０７１５号公報や特開平２−２１７４２５号公報に開示されているような残留オーステナイトを含む鋼板がある。
【０００４】
これら残留オーステナイトを含む鋼板は、その成分元素として、ＣとＳｉおよびＭｎのみを基本的な合金元素とし、冷延鋼板の場合、二相域で焼鈍後、３００〜４５０℃程度の温度範囲でベイナイト変態を行うことを特徴とする熱処理により、残留オーステナイトを金属中に含む鋼板であり、これら鋼板は残留オーステナイトを含む組織を作るために、特開平０５−１７１３４４号公報や特開平０５−１９５１４３号公報で開示しているように、ＳｉまたはＡｌを含有させる必要がある。
【０００５】
これらの鋼板は、金属組織に含まれている残留オーステナイトをプレス成形時に、応力誘起変態により、マルテンサイトに変態させることで優れた延性を得ていることから、特開平１０−１３０７７６号公報や特開平４−９８８５９号公報に開示されているように、残留オーステナイトの安定性の向上と体積率増加に着目した研究が数多く行われてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの鋼板は、軟質なフェライトと硬質な残留オーステナイトを含む不均一な組織であり、これら両相の境界が微少ボイドの生成を誘起し、バーリング加工性に劣るという問題を有していた。
【０００７】
また、自動車用鋼板の高性能化を反映して、耐食性および外観向上を目的に自動車部材のめっき化が進んでいるが、現在は、車内に装着される特定の部材を除いて、多くの部材に、溶融亜鉛めっき鋼板が使用されている。
【０００８】
しかしながら、これら鋼板はＳｉを多量に含むため、鋼板表面が酸化し易く、溶融亜鉛めっきの際に微少不めっきを生じる、合金化後の加工部においてめっき密着性が劣る等の問題がある。
【０００９】
これらの問題を解決するための手段としては、例えば、特開平３−２８３５９号公報や特開平３−６４４３７号公報には鋼板表面に、０．００２〜２．０ｇ／ｍ２程度のＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅの単独または複合めっきを行うことで、めっき性を改善しているが、この方法では、溶融亜鉛めっきライン前段に新たにめっき設備を設けるか、もしくは、あらかじめ電気めっきラインにおいてめっき処理を行わねばならず、大幅なコストアップを招くという問題を有していた。
【００１０】
あるいは、特開平１１−３０９９４４号公報や特開平１１−１４１４２３号公報に開示されているように、鋼中に０．０１〜２．０％程度のＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏを単独あるいは複合添加することで、めっき性を改善している。しかしながら、鋼中へＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ等の高価な元素の添加を必要とするため、コスト高を招くという問題を有していた。
【００１１】
本発明は上記課題を解決し、バーリング加工性に優れた高強度高延性合金化溶融亜鉛めっき鋼板ならびにバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、種々検討を行った結果、めっき性に関しては、鋼板成分を適正な範囲とすることで高強度鋼板の溶融亜鉛めっき濡れ性確保および合金化めっきにおける合金化促進を見出した。この効果は、鋼中のＳｉ含有量を０．１％未満とすることで発揮される。
【００１３】
また、鋼中に主相としてベイナイトを体積分率で合計５０％以上含有し、第２相として残留オーステナイトを３％以上含有し、フェライト体積率を４７％未満とすることで、バーリング加工性に優れた高強度高延性鋼板が製造可能であることを見出した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
［１］ 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５〜２０％
を含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［２］ 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５％未満
を含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［３］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｉ：０．００１〜４％、
Ｃｕ：０．００１〜４％、
Ｃｒ：０．００１〜４％、
Ｃｏ：０．００１〜４％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［４］ めっき層中Ｃｕ含有率（質量％）と鋼中Ｃｕ含有率（質量％）の比をａ、めっき層中Ｎｉ含有率（質量％）と鋼中Ｎｉ含有率（質量％）の比をｂとすると、０．０００１≦ａ＋ｂ≦０．２を満たすことを特徴とする［３］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［５］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［６］ さらに、鋼中に質量％で、
Ｂ：０．０００１〜０．１％を含有することを特徴とする［１］〜［５］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［７］ さらに、鋼中に質量％で、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆおよびランタノイド族の元素群中から１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする［１］〜［６］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［８］ めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から１０μｍ以内の鋼中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計を面積率で０．１％以上含むことを特徴とする［１］〜［７］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
［９］ めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、又はＡｌ２Ｏ３が存在する最大深さまでの範囲における鋼板中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計が面積率で１％以上含まれることを特徴とする［１］〜［８］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
［１０］ さらに、めっき層が質量％で、
Ｍｎ：０．００１〜２％、を含有し、鋼のＳｉ含有率：Ｘ（質量％）、Ｍｎ含有率：Ｙ（質量％）及びＡｌ含有率：Ｚ（質量％）、並びにめっき層のＡｌ含有率：Ａ（質量％）及びめっき層のＭｎ含有率：Ｂ（質量％）が、下記（１）式を満たすことを特徴とする［１］〜［９］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
【００１５】
３−（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）−１２．５×（Ａ−Ｂ）≧０・・・（１）
［１１］ さらに、めっき層が、質量％で、
Ｃａ：０．００１〜０．１％、
Ｍｇ：０．００１〜３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％、
Ｍｏ：０．００１〜０．１％、
Ｗ：０．００１〜０．１％、
Ｚｒ：０．００１〜０．１％、
Ｃｓ：０．００１〜０．１％、
Ｒｂ：０．００１〜０．１％、
Ｋ ：０．００１〜０．１％、
Ａｇ：０．００１〜５％、
Ｎａ：０．００１〜０．０５％、
Ｃｄ：０．００１〜３％、
Ｃｕ：０．００１〜３％、
Ｎｉ：０．００１〜０．５％、
Ｃｏ：０．００１〜１％、
Ｌａ：０．００１〜０．１％、
Ｔｌ：０．００１〜８％、
Ｎｄ：０．００１〜０．１％、
Ｙ ：０．００１〜０．１％、
Ｉｎ：０．００１〜５％、
Ｂｅ：０．００１〜０．１％、
Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、
Ｐｂ：０．００１〜１％、
Ｈｆ：０．００１〜０．１％、
Ｔｃ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｇｅ：０．００１〜５％、
Ｔａ：０．００１〜０．１％、
Ｂ ：０．００１〜０．１％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする［１］〜［１０］のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
［１２］ ［１］〜［１１］のいずれか１項に記載の成分からなる鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後、（Ａｃ１＋１００）（℃）以上（Ａｃ３＋１００）（℃）以下で焼鈍した後に、０．１℃／秒以上の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却し、引き続いて１〜１００℃／秒の冷却速度でＺｎめっき浴温度〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）まで冷却した後、３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）の温度域で後続のめっき浴浸漬時間を含めて１〜３０００秒間保持し、Ｚｎめっき浴に浸漬して、その後室温まで冷却することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［１３］ Ｚｎめっき浴に浸漬した後、更に、浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）で１〜３００秒間保持を行い、室温まで冷却することを特徴とする［１２］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
［１４］ 鋳造スラブを１１５０〜１２５０℃に加熱し、１０００℃までの圧延率を５０％以上とし、仕上げ温度を８５０℃以上として熱延後、６５０℃以下で巻き取ることを特徴とする［１２］又は［１３］記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の詳細を説明する。
【００１７】
本発明の要旨は、主相としてベイナイトを体積分率で（以下、同じ）合計５０％以上含有し、第２相として残留オーステナイトを合計３〜５０％含有し、残部フェライトを４７％未満とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法である。
【００１８】
まず、ミクロ組織について説明する。
【００１９】
高強度溶融亜鉛めっき鋼板のバーリング加工性は、製品に含まれるベイナイトとフェライトの体積分率に左右される。ベイナイトの体積率が５０％未満ではその効果がほとんど表れないことから、本発明では下限値を５０％以上とした。一方、延性確保のためにはベイナイトは９７％以下であることが必要である。フェライトの体積率が４７％以上となると、フェライトと残留オーステナイトの界面面積が多くなり、微少ボイドの生成が顕著となり、バーリング加工性に劣る。このことから、残部フェライトの体積率は４７％未満が望ましい。さらには、３５％以下とすることが望ましい。
【００２０】
本発明に係る高強度溶融亜鉛めっき鋼板の延性は、製品に含まれる残留オーステナイトの体積分率に左右される。金属組織に含まれている残留オーステナイトは応力を受けていない状態では、安定に存在するものの、変形が加えられるとマルテンサイトに変態し、変態誘起塑性により優れた延性が得られる。しかしながら、その体積分率が３％未満では、その効果がほとんど表れないことから下限値を３％以上とした。一方、残留オーステナイトの体積分率が５０％以上になると、極端に著しい成形を加えた場合、成形後多量のマルテンサイトが存在することとなり、二次加工性や衝撃特性に問題を生じることがあるので、本発明では、その上限値を５０％未満とした。
【００２１】
また、主相であるベイナイト、第２相の残留オーステナイトおよび残部組織であるフェライト以外の不可避相として、マルテンサイト、パーライト、炭化物、窒化物、硫化物および酸化物の１種又は２種以上の合計を体積分率で１０％以下含有するものも、本発明の範囲内とする。
【００２２】
さらに、鋼板に含まれる残部フェライトの平均粒径を１０μｍ以下とすることで、優れたバーリング加工性が得られる。更に、この効果が顕著になるのは平均粒径が７μｍ以下であることから、平均粒径は７μｍ以下が望ましい。一方、平均粒径の下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。
【００２３】
なお、上記ミクロ組織の各相、フェライト、ベイナイト、残留オーステナイト、マルテンサイト、酸化物相および残部組織の同定、存在位置の観察および平均粒径（平均円相当径）と占積率の測定は、ナイタール試薬および特開昭５９−２１９４７３号公報に開示された試薬により鋼板圧延方向断面または圧延直角方向断面を腐食して５００倍〜２００００倍の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡および透過型電子顕微鏡観察により定量化が可能である。また、めっき層／鋼板界面近傍の内部酸化物の形態および同定は、走査型顕微鏡、透過電子顕微鏡およびＥＰＭＡを用いて行い、最大深さについては、５００〜２００００倍で２０〜５０視野を観察し、その中で０．０５μｍ以上の内部酸化物が存在する最大値を最大深さとした。
【００２４】
内部酸化物とは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ2、ＣｅＯ2、Ｌａ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｎＯ又はＡｌ2Ｏ3をいう。
【００２５】
次に、本発明におけるめっき層の限定理由について述べる。
【００２６】
本発明者等は、質量％で、Ｃ：０．０００１〜０．３％、Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、Ｍｎ：０．００１〜３％、Ａｌ：０．１〜４％、Ｍｏ：０．００１〜４％、Ｐ：０．０００１〜０．３％、Ｓ：０．０１％以下を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物より成る鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後、（Ａｃ１＋１００）（℃）以上１０００℃以下で焼鈍し、０．1〜５０℃／秒の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却し、引き続いて１〜1００℃／秒の冷却速度で、Ｚｎめっき浴温度〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）まで冷却した後、３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）の温度域で後続のめっき浴の浸漬時間を含めて１〜３０００秒間保持した後、Ｚｎめっき浴に浸漬して、その後室温まで冷却した。
【００２７】
さらに、一部の試料についてはＺｎめっき浴に同条件で浸漬後、Ｚｎめっき浴温度〜５５０℃で５〜６０秒間保持することで合金化処理を行った後、３５０℃までの温度範囲を０．５〜１００℃／秒の冷却速度で冷却し、その後室温まで冷却した。
【００２８】
上記の試験を行い、めっき表面の欠陥発生率に基づき外観を５段階評価した。その結果、鋼板成分を上記範囲とすることで、外観欠陥のほとんど生じない評点５〜４を得ることが解った。
【００２９】
評点５〜４はそれぞれめっきの外観は不めっきの発生状況を目視にて判断した。評価指標は以下の通りである。
【００３０】
評点５：不めっきは、ほとんどなし。（面積率で０．１％以下）
評点４：不めっきは、微少。（面積率で０．１％超３％以下）
評点３：不めっきは、少。（面積率で３％超５％以下）
評点２：不めっきは、多数。（面積率で５％超５０％以下）
評点１：めっき塗れず。（面積率で５０％超）
めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面の付着量が５ｇ／ｍ２以上であることが望ましい。本発明の溶融亜鉛めっき鋼板上に塗装性、耐食性、溶接性を改善する目的で上層めっきを施すことや、各種処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理を施しても本発明を逸脱するものではない。
【００３１】
めっき層中Ａｌ量を０．００１〜０．５％の範囲内としたのは、０．００１％未満では、ドロス発生が顕著で良好な外観が得られないこと、０．５％を超えてＡｌを添加すると合金化反応を著しく抑制してしまい、合金化溶融亜鉛めっき層を形成することが困難となるためである。
【００３２】
合金化処理を施すことによってめっき層中にＦｅが取り込まれ、塗装性やスポット溶接性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。めっき層中のＦｅ量が２０質量％を超えるとめっき自体の密着性を損ない、加工の際めっき層が破壊、脱落し金型に付着することで、成形時の疵の原因となる。一方、スポット溶接性を良好にするためにはＦｅ量を５％以上にすることが望ましい。従って、合金化処理を行う場合、めっき層中のＦｅ量の範囲は５〜２０質量％とする。
【００３３】
また、合金化処理を行わない場合めっき層中のＦｅ量が５質量％未満でも、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。
【００３４】
さらに、めっき層中Ｃｕ含有率（質量％）と鋼中Ｃｕ含有率（質量％）の比をａ（＝めっき層中Ｃｕ含有率／鋼中Ｃｕ含有率）、めっき層中Ｎｉ含有率（質量％）と鋼中Ｎｉ含有率（質量％）の比をｂ（＝めっき層中Ｎｉ含有率／鋼中Ｎｉ含有率）とすると、これらが０．０００１≦ａ＋ｂ≦０．２を満たすことにより、さらに優れためっき外観が得られる。ａ＋ｂが０．０００１より小さいと本発明の効果が発揮されず、０．２を超えるような合金中への過度の添加は、経済的に好ましくないため、前記の範囲を満たすことが好ましい。
【００３５】
なお、上記のａとｂの関係は、本発明者らが実験を行い、新たに見出した式である。
【００３６】
さらに、めっき層中Ｍｎ量を０．００１〜２質量％の範囲とすることでさらに良好な外観のめっきが得られるうえ、耐食性を向上できる。この効果が顕在化するのは、めっき層中Ｍｎ量が０．００１質量％以上の範囲であることから、下限を０．００１質量％以上とする。Ｍｎが上限の２質量％を超えるとＭｎを含有するドロス発生が顕著となり、めっき外観が著しく低下する。
【００３７】
この効果は、鋼板のＳｉ含有率：Ｘ（質量％）、Ｍｎ含有率：Ｙ（質量％）及びＡｌ含有率：Ｚ（質量％）、並びにめっき層のＡｌ含有率：Ａ（質量％）及びＭｎ含有率：Ｂ（質量％）として整理したところ、下記（１）式を満たす組成とすることにより、さらに良好な外観のめっきが得られるうえ、耐食性を向上できることが明らかとなった。
【００３８】
３−（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）−１２．５×（Ａ−Ｂ）≧０・・・（１）
（１）式はめっき濡れ性に及ぼす鋼板およびめっき成分の影響を整理した重回帰分析により新たに見出した式である。
【００３９】
尚、めっき層中の成分の分析は、インヒビターを含有した５％塩酸溶液で溶解した後、化学分析により測定した値と定義する。
【００４０】
めっき層中のＭｎにより、不めっきの発生が抑制される理由については不明であるが、めっき層中のＭｎがめっき層と鋼板の反応性を高めたもの推定される。
【００４１】
ここで、めっき付着量については、特に制約は設けないが、耐食性の観点から片面付着量で５ｇ／ｍ2 以上であることが望ましい。本発明の溶融Ｚｎめっき鋼板上に塗装性、溶接性を改善する目的で上層めっきを施すことや、各種の処理、例えば、クロメート処理、りん酸塩処理、潤滑性向上処理、溶接性向上処理等を施しても、本発明を逸脱するものではない。
【００４２】
さらに、めっき層中に、質量％で、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｋ、Ａｇ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｌａ、Ｔｌ、Ｎｄ、Ｙ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｈｆ、Ｔｃ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂの１種または２種以上を含有することで、めっき外観が向上するとともに合金化が促進できることを見出した。
【００４３】
めっき層中のＣａ量を０．００１〜０．１質量％、Ｍｇ量を０．００１〜３質量％、Ｓｉ量を０．００１〜０．１％、Ｍｏ量を０．００１〜０．１％、Ｗ量を０．００１〜０．１％、Ｚｒ量を０．００１〜０．１％、Ｃｓ量を０．００１〜０．１％、Ｒｂ量を０．００１〜０．１％、Ｋ量を０．００１〜０．１％、Ａｇ量を０．００１〜５％、Ｎａ量を０．００１〜０．０５％、Ｃｄ量を０．００１〜３％、Ｃｕ量を０．００１〜３％、Ｎｉ量を０．００１〜０．５％、Ｃｏ量を０．００１〜１％、Ｌａ量を０．００１〜０．１％、Ｔｌ量を０．００１〜８％、Ｎｄ量を０．００１〜０．１％、Ｙ量を０．００１〜０．１％、Ｉｎ量を０．００１〜５％、Ｂｅ量を０．００１〜０．１％、Ｃｒ量を０．００１〜０．０５％、Ｐｂ量を０．００１〜１％、Ｈｆ量を０．００１〜０．１％、Ｔｃ量を０．００１〜０．１％、Ｔｉ量を０．００１〜０．１％、Ｇｅ量を０．００１〜５％、Ｔａ量を０．００１〜０．１％、Ｖ量を０．００１〜０．２％、Ｂ量を０．００１〜０．１％としたのは、この範囲において不めっきが発生せず、良好な外観のめっきが得られるためである。含有量がそれぞれの上限を超えると、それぞれの成分を含有するドロスの生成する、あるいは、めっき浴中にてＺｎ化合物が析出し、めっき層中に取り込まれることにより、めっき外観が著しく低下する。
【００４４】
次に、本発明に於ける鋼板成分の限定理由について述べる。
【００４５】
Ｃ：オーステナイト安定化元素であり、二相域加熱時およびベイナイト変態温度域でフェライトからオーステナイト中へと移動し、オーステナイト中に濃化することでオーステナイトを安定化させる。その結果、室温においてもオーステナイトが安定化することとなり、変態誘起塑性により優れた延性が確保される。Ｃが０．０００１質量％未満だと３％以上の残留オーステナイトを確保するのが困難であることから、その下限値を０．０００１質量％とした。一方では、Ｃが０．３質量％を超えると溶接が困難となることから、その上限を０．３質量％とした。
【００４６】
Ｓｉ：Ｓｉは焼鈍中に鋼板表面に酸化物を形成してしまい不めっきの原因となる。これは、鋼中のＳｉ含有量が０．１％以上になると顕著になることから、その上限を０．１質量％未満とした。また、０．００１質量％を超えて鋼板を低Ｓｉ化したとしても、不経済であることからその下限値を上記範囲とした。
【００４７】
Ｍｎ：Ｍｎは強度確保に必要な元素であり、０．００１質量％未満では、強化効果が発現しないことから上限を０．００１質量％とした。一方、３質量％を超えると延性に悪影響を及ぼすことから３質量％を上限値とした。
【００４８】
Ａｌ：Ａｌは、脱酸材として用いられるのに加え、セメンタイトに固溶しない事から、セメンタイト析出を遅らせ、オーステナイトがフェライトとセメンタイトへ分解するのを遅らせる。この間に、オーステナイト中へとＣを濃化させることが可能となり、室温でもオーステナイトが存在し得る。ただし、０．１質量％未満だとその効果は発揮しない。一方、４％を超えると溶接性が悪化することから、その上限を４質量％とした。
【００４９】
Ｍｏ：Ｍｏは、セメンタイト析出およびパーライト変態を遅らせることから、残留オーステナイトの確保に重要である。ただし、０．００１質量％未満だとその効果を発揮しない。一方、４％を超えると延性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５０】
Ｐ：Ｐを０．０００１質量％未満とすることは、経済的に不利であることから、この値を下限値とした。一方、０．３質量％を超える量の添加では、溶接性ならびに製造時および熱延時の製造性に悪影響を及ぼす。このことから上限値を、０．３質量％とした。
【００５１】
Ｓ：Ｓは、溶接性ならびに製造時および熱延時の製造性に悪影響を及ぼす。このことから、その上限値を０．０１質量％以下とした。
【００５２】
さらに、本発明が対象とする鋼板は、強度の更なる向上を目的に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏの１種または２種以上を含有できる。
【００５３】
Ｎｉ：Ｎｉは、めっき性向上と強化に有効な元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに、コスト高を招き経済的に不利となることから、上限値を４質量％とした。
【００５４】
Ｃｕ：Ｃｕは、めっき性向上と強化に有効な元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに熱延時の製造性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５５】
Ｃｒ：Ｃｒは、強化元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすことから、上限値を４質量％とした。
【００５６】
Ｃｏ：Ｃｏは、強化元素である。ただし、０．００１質量％未満であるとその効果が発揮されないことから、その下限値を０．００１質量％とした。一方、４質量％を超える添加は延性に悪影響を及ぼすとともに、コスト高を招き経済的に不利となることから、上限値を４質量％とした。
【００５７】
さらに、本発明が対象とする鋼板は、強度の更なる向上を目的に、強炭化物形成元素であるＮｂ、Ｔｉ、Ｖの１種または２種以上を含有できる。
【００５８】
これらの元素は、微細な炭化物、窒化物または炭窒化物を形成することから、鋼板の強化には極めて有効であることから、必要に応じて１種または２種類以上を合計で０．００１質量％以上添加できるものとした。一方で、多量の添加は、延性の劣化や残留オーステナイト中へのＣの濃化を妨げることから、その添加の上限を、１種または２種類以上の合計で１質量％とした。
【００５９】
Ｂもまた必要に応じて添加できる。Ｂは、０．０００１質量％以上の添加で粒界の強化や鋼材の強度化に有効であるが、その添加量が０．１質量％を超えると、その効果が飽和するばかりでなく、必要以上に鋼板強度を増加させ、加工性を低下させることから、その上限を０．１質量％とした。
【００６０】
Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆ、およびＬａ、Ｃｅなどのランタノイド族の元素は、ＡｌおよびＳｉの酸化形態を変化させ、濡れ性の向上および合金化の促進を引き起こす。この効果は、この元素群中から１種または２種以上を合計で０．００１質量％未満の添加では効果が少ないことから、その下限を０．００１質量％とした。一方で、過剰な添加は熱延および鋳造時の製造性の低下ならびに製品の延性の低下を招くことから、その上限を１質量％とした。
【００６１】
さらに、めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から１０μｍまでの範囲における鋼中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯおよびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計が面積率で０．１％以上存在すると、ＳｉＯ２、ＭｎＯ又はＡｌ２Ｏ３の形態が外部酸化から内部酸化へと変化することにより、更なる濡れ性の向上と合金化の促進が得られる。一方、合金化促進のためにはこれらの内部酸化物の合計が面積率で５０％以下であることが好ましいが、合金化処理を行わない場合には、これらの内部酸化物の１種又は２種以上の合計の面積率が５０％以上であったとしても、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。また、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２およびＹ２Ｏ３の存在により、ＳｉＯ ２ 、ＭｎＯ又はＡｌ ２ Ｏ ３ の内部酸化物は均一に分散されることから、穴拡げ性の向上にも寄与する。
【００６２】
これら内部酸化物はフェライト、残留オーステナイトおよびベイナイトの各相の粒界のみならず、これら相の粒内へも形成され、内部酸化物を均一に分散させることから、バーリング加工性の向上へも有効である。
【００６３】
また、めっき鋼板の垂直断面においてめっき層／鋼板界面から内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ又はＡｌ２Ｏ３が存在する最大深さまでの範囲における鋼板組織中に、これらの内部酸化物の１種または２種以上の合計が面積率で１％以上含まれると、更なる濡れ性の向上と合金化の促進が得られる。この効果は、面積率で１％以上となると顕在化することからこの範囲が好ましい。面積率で５％以上とすることが、さらに好ましい。一方、これらの内部酸化物の面積率が５０％超になるとめっき層と鋼板の間の元素拡散を阻害してしまい、合金化が遅れる。このことから合金化促進のためには、内部酸化物の面積率は５０％以下であることが好ましい。しかしながら、合金化処理を行わない場合には、内部酸化物の面積率が５０％以上であったとしても、合金化により得られるスポット溶接を除く効果である耐食性と延性や加工性は良好である。また、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２およびＹ２Ｏ３により、ＳｉＯ ２ 、ＭｎＯ又はＡｌ ２ Ｏ ３ の内部酸化物は均一に分散されることから、穴拡げ性の向上にも寄与する。
【００６４】
尚、上述したような鋼板中に存在する酸化物の同定・観察や面積率測定は、ＥＰＭＡやＦＥ−ＳＥＭなどを用いて行うことができる。本発明に当たっては、２０００〜２００００倍で５０視野以上を測定し、画像解析により面積率を求めた。また、酸化物の同定には、抽出レプリカ試料を作成してＴＥＭ、ＥＰＭＡおよびＥＢＳＰを用いた。また、ここでいう、ＭｎＯ， Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２は、他の原子を含む複合酸化物であったり、欠陥を多く含む場合があるが、元素分析及び構造同定からもっとも近いものを見つけて判別した。面積率測定は、ＥＰＭＡやＦＥ−ＳＥＭなどを用い各成分の面分析を行うことで求めることができる。この場合には、個々の正確な構造の同定は難しいものの、上述した構造解析の結果と併せて形態やその組成から判断し得る。その後面分析の画像解析から各面積率を求めることができる。
【００６５】
以上のような組織と特性を有する鋼板の製造方法について述べる。
【００６６】
上記成分組成を満足する鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後焼鈍する。
【００６７】
冷延鋼板の焼鈍では、主相であるベイナイトの体積率を５０％以上とするため（Ａｃ１＋１００）（℃）以上に加熱する。この時の加熱温度が、（Ａｃ１＋１００）（℃）未満になると、フェライト体積率が多くなりすぎてしまいベイナイト体積率を５０％以上とすることができず、バーリング加工性に劣る。同時に、加熱温度を（Ａｃ１＋１００）（℃）以上にすることで、フェライト粒径を小さくすることができ、更なる、バーリング加工性の向上を引き起こす。この効果は、加熱温度を（Ａｃ１＋１００）（℃）以上にすることで発揮される。ただし、この効果が顕著になるのは加熱温度が（Ａｃ３−５０）（℃）以上であることから、（Ａｃ３−５０）（℃）以上が望ましい。一方、加熱温度の下限は特に定めることなく本発明の効果を得ることができる。しかしながら、必要以上の高温での加熱は、不経済である。このことから上限温度は、（Ａｃ３＋１００）（℃）以下とする。
【００６８】
保持時間が短すぎると、未溶解炭化物が残存する可能性が高く、残留オーステナイト体積率が少なくなるため、１０秒以上とすることが望ましい。一方、保持時間が長すぎると、結晶粒が粗大化する可能性が高くなり強度−延性バランスが悪くなるため、その上限は１０００秒とすることが好ましい。
【００６９】
その後１次冷却として、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、ベイナイト変態まで維持させるために、０．1℃／秒以上の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却する。
【００７０】
焼鈍後、６５０〜８００℃までの冷却速度が０．１℃／秒未満ではフェライト変態が顕著となり、フェライト体積率５０％を超えてしまい好ましくないことから、その下限値を１℃／秒とした。その上限は、特に定めないが、過度に冷却速度を大きくすることは、過剰な設備投資を招く。このことから、上限は１００℃／秒以下が望ましい。しかしながら、この値を越えたとしても、本発明で示す効果は発揮される。
【００７１】
また、１次冷却が６５０℃未満まで行われると、生成させたオーステナイトがパーライトに変態してしまうためにこれを下限とした。しかしながら、冷却が８００℃までしか行われなかった場合には、これに引き続く二次冷却を高冷却速度で行わねばならず、大掛かりな設備を必要とするので、上限をこれ以下の温度とすることが望ましい。
【００７２】
また、その後めっき浴温度〜（めっき浴温度＋１００）（℃）までの二次冷却速度が１℃／秒未満では、冷却途中でオーステナイトがパーライトへと変態してしまうため、残留オーステナイトが残らず望ましくない。また、冷却速度が１００℃／秒より速いと、板幅方向での冷却終点温度がばらつくこととなり、均一な鋼板の製造ができなくなるので好ましくない。
【００７３】
めっき浴浸漬前の保持温度を３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）としたのは、この温度域にてベイナイト変態が起こり、残留オーステナイトを室温まで残すためである。３５０℃未満では、二相域に加熱して生成させたオーステナイトがマルテンサイト変態を起こしてしまい残留オーステナイトが残らないため、下限温度を３５０℃とした。保持温度が（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）より高いと、二相域に加熱して生成させたオーステナイトがパーライトへと変態する、あるいは、オーステナイト中からセメンタイトが析出するため、オーステナイトがベイナイトへと分解してしまうことから、その上限温度を（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）とした。
【００７４】
後続のＺｎめっき浴浸漬時間を含めた前記の保持時間が１秒未満では鋼板をめっき浴へ浸漬する時間が十分でないので好ましくなく、３０００秒を超えると設備が巨大になりすぎ、不経済となるため好ましくないので、前記の保持時間は１〜３０００秒とした。
【００７５】
以上の冷却、保持の後、Ｚｎめっき浴に浸漬し、必要により浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）で１〜３００秒保持後、室温まで冷却することにより、その組織をベイナイト＋残留オーステナイト主体の組織として所定の特性を得る。
【００７６】
めっき浴浸漬後の保持温度を浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）としたのは、この温度より高いと、オーステナイトがパーライトへと変態する、あるいは、オーステナイト中からセメンタイトが析出するため、オーステナイトがベイナイトへと分解してしまうことから、その上限温度を（Ｚｎめっき浴温度＋1００）（℃）とした。保持温度が浴温より低いと合金化に長時間の時間を要するので、下限温度を浴温とした。
【００７７】
保持時間が１秒より、十分な量のベイナイトが生成せず、本発明の効果が得られない。３００秒を超えると設備が巨大になりすぎ、不経済となるため好ましくないので、前記の保持時間は１〜３００秒とした。
【００７８】
浴浸漬後、浴温〜（めっき浴温度＋1００）（℃）の温度範囲での保持を行わなくても、本発明に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板を得ることができる。
【００７９】
Ｚｎめっき浴温度から、又はＺｎめっき浸漬後の保持温度から室温までの冷却速度は特に規定するものではないが、これらの温度から３５０℃までの温度範囲での冷却速度が遅いと、セメンタイトが析出してしまい残留オーステナイトが分解し、適正な変態誘起塑性が得られなくなるので、冷却速度の下限値は０．５℃／秒以上とすることが好ましい。一方、この温度範囲での冷却速度が１００℃／秒を超えて、冷却したとしても、材質上はなんら問題を生じないが、過度に冷却速度を上げることは、製造コスト高を招くこととなるので、上限を１００℃／秒とすることが好ましい。
【００８０】
酸化物を制御し、濡れ性と合金化の向上を図るためには、熱延段階から温度加工履歴を制御することが望ましい。まず、鋳片の加熱温度を１１５０〜１２５０℃として、１０００℃までの圧延率を５０％以上とし、仕上げ温度を８５０℃以上として、巻取りを６５０℃以下とすることで、表面酸化層をできるだけ均一に形成させるとともに、焼鈍時のＳｉ酸化物形成を抑制すべくＭｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、ＨｆおよびＬａ、Ｃｅなどのランタノイド族の元素などを固溶状態にしておくことが望ましい。さらには、鋼板内部に存在する内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯおよびＡｌ２Ｏ３により、Ｓｉ酸化物形成が抑制される。
【００８１】
また、仕上げ圧延後のデスケには高圧デスケや強酸洗を行い、熱延で形成した酸化層をできるだけ除去することが望ましい。冷延後の焼鈍では、Ｓｉの外部酸化を抑制する目的から７５０℃以上の温度域まで５℃/ｓ以上で昇温することが望ましい。
【００８２】
また、本発明のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の素材は、通常の製鉄工程である精錬、製鋼、鋳造、熱延、冷延工程を経て製造されることを原則とするが、その一部あるいは全部を省略して製造されるものでも、本発明に係わる条件を満足する限り、本発明の効果を得ることができる。
【００８３】
また、めっき密着性をさらに向上させるために、焼鈍前に鋼板に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅの単独あるいは複数より成るめっきを施しても本発明を逸脱するものではない。
【００８４】
さらには、めっき前の焼鈍については、「脱脂酸洗後、非酸化雰囲気にて加熱し、Ｈ2及びＮ2を含む還元雰囲気にて焼鈍後、めっき浴温度近傍まで冷却し、めっき浴に浸漬」というゼンジマー法、「焼鈍時の雰囲気を調節し、最初、鋼板表面を酸化させた後、その後還元することによりめっき前の清浄化を行った後にめっき浴に浸漬」という全還元炉方式、あるいは、「鋼板を脱脂酸洗した後、塩化アンモニウムなどを用いてフラックス処理を行って、めっき浴に浸漬」というフラックス法等があるが、いずれの条件で処理を行ったとしても本発明の効果は発揮できる。
【００８５】
なお、焼鈍後、切削を行い鋼板表面の酸化物を除去した後、めっき浴に浸漬させ、めっきを施したとしても本発明の効果を得ることができる。
【００８６】
【実施例】
以下実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００８７】
表１に成分組成を記載したスラブを熱延、酸洗、冷延し、１ｍｍ厚とした。熱間圧延において、１０００℃までの圧延率を７０％とした。その後の焼鈍に際し、各鋼の成分（質量％）によって下記式に従ってＡｃ１とＡｃ３変態温度を計算により求めた。
【００８８】
Ａｃ１＝７２３−１０．７×Ｍｎ（％）＋２９．１×Ｓｉ（％）、
Ａｃ３＝９１０−２０３×Ｃ（％） １／２ ＋４４．７×Ｓｉ（％）＋３１．５×Ｍｏ（％）−３０×Ｍｎ（％）−１１×Ｃｒ（％）＋４００×Ａｌ（％）
これらのＡｃ１とＡｃ３変態温度から計算される焼鈍温度に１０℃／ｓｅｃで１０％Ｈ２−Ｎ２雰囲気で昇温・保定した後、１℃／秒の１次冷却速度で６８０℃まで冷却し、その後、５℃／秒の冷却速度でめっき浴温度まで２次冷却し、浴組成を種々に変化させた４６０℃の溶融亜鉛めっき浴に３秒間浸漬することでめっきを行った。この際のめっき付着量は、片面４０ｇ／ｍ２とした。
【００８９】
この後、一部の鋼板については、めっき浴温度〜６００℃の温度範囲で保持を行った後、３５０℃までの温度域を３〜１０℃／秒の冷却速度で冷却後、室温まで冷却した。製造条件の詳細を表２、表３（表２の続き１）、表４（表２の続き２）に示す。
【００９０】
めっき表面外観におけるドロス巻き込みの状況の目視観察および不めっき部面積の測定によりめっき性を評価した。作製した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発光分析法を用いて行った。
【００９１】
これらめっきを施した鋼板から、ＪＩＳ５号試験片を採取し、ゲージ長さ５０ｍｍ、引張り試験速度１０ｍｍ／分で常温引張り試験を行った。
【００９２】
バーリング加工性を示す指標となる穴拡げ性は、直径１０ｍｍの円形穴を、クリアランスが１２％となる条件にて打ち抜き、かえりがダイ側となるようにし、６０°円錐ポンチにて成形し、穴拡がり率λ（％）により評価した。強度−バーリング加工性バランス（ＴＳ×λ）が５００００（ＭＰａ・％）を超えるものを、バーリング加工性に優れた高強度鋼板とした。
【００９３】
残留オーステナイト体積率Ｖγの測定は、表層より板厚の７／１６内層を化学研磨後、Ｍｏ管球を用いたＸ線回折で、フェライトの（２００）の回折強度Ｉα（２００）、フェライトの（２１１）の回折強度Ｉα（２１１）とオーステナイトの（２２０）の回折強度Ｉγ（２２０）、（３１１）の回折強度Ｉγ（３１１）の強度比より求めた。
【００９４】
Ｖγ（体積％）＝０．２５×｛Ｉγ（２２０）／（１．３５×Ｉα（２００）＋Ｉγ（２２０））
＋Ｉγ（２２０）／（０．６９×Ｉα（２１１）＋Ｉγ（２２０））
＋Ｉγ（３１１）／（１．５×Ｉα（２００）＋Ｉγ（３１１））
＋Ｉγ（３１１）／（０．６９×Ｉα（２１１）＋Ｉγ（３１１））｝
表５、表６（表５の続き１）、表７（表５の続き２）、表８（表５の続き３）、表９（表５の続き４）および表１０（表５の続き５）に機械特性、めっき特性等を示す。表５〜表１０（表５の続き５）に示すように、本発明鋼は、鋼成分が所定の範囲を満たすものは、不めっきもなく良好なめっき性が得られている。
【００９５】
さらに、鋼板成分としてＭｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆ、Ｌａ−Ｃｅを含むものは、良好なめっき性が得られている。
【００９６】
鋼板の成分が所定の範囲であったとしても、製造条件が所定の要件を満たさないものは、強度−バーリング加工性バランス（ＴＳ×λ）が５００００（ＭＰａ・％）未満となりバーリング加工性に劣る。さらには、強度−延性バランス（ＴＳ×Ｅｌ．）も２１０００（ＭＰａ・％）未満となり、強度−延性バランスに劣る。
【００９７】
製造条件が本発明を満たすものであっても、成分範囲が所定の要件を満たさないものは、本発明の効果を得ることができない。
【００９８】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【発明の効果】
本発明により、良好なめっき性が得られ、バーリング加工性に優れ、強度−延性バランス（ＴＳ×Ｅｌ．）も２１０００（ＭＰａ・％）を超える良好な溶融亜鉛めっき鋼板が得られた。
Claims (14)
- 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５〜２０％を含有し、残部がＺｎ及び不可避的不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - 鋼板が質量％で、
Ｃ：０．０００１〜０．３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％未満、
Ｍｎ：０．００１〜３％、
Ａｌ：０．１〜４％、
Ｍｏ：０．００１〜４％、
Ｐ：０．０００１〜０．３％、
Ｓ：０．０１％以下
を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなり、鋼板のミクロ組織が体積分率で、主相としてベイナイトを５０〜９７％、第２相として残留オーステナイトを３〜５０％未満含有し、残部フェライトが４７％未満よりなり、該フェライトの平均粒径が１０μｍ以下であり、前記鋼板の表面に、質量％で、
Ａｌ：０．００１〜０．５％、
Ｆｅ：５％未満を含有し、残部がＺｎ及び不可避的不純物からなるめっき層を有することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｉ：０．００１〜４％、
Ｃｕ：０．００１〜４％、
Ｃｒ：０．００１〜４％、
Ｃｏ：０．００１〜４％
の１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - めっき層中のＣｕ含有率（質量％）と鋼中のＣｕ含有率（質量％）の比をａ、めっき層中のＮｉ含有率（質量％）と鋼中のＮｉ含有率（質量％）の比をｂとすると、０．０００１≦ａ＋ｂ≦０．２を満たすことを特徴とする請求項３記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、鋼中に質量％で、
Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖの１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - さらに、鋼中に質量％で、
Ｂ：０．０００１〜０．１％を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - さらに、鋼中に質量％で、
Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙ、Ｈｆおよびランタノイド族の元素群中から１種または２種以上を合計で０．００１〜１％含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から１０μｍ以内の鋼中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計を面積率で０．１％以上含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- めっき鋼板の垂直断面において、めっき層／鋼板界面から、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、又はＡｌ２Ｏ３が存在する最大深さまでの範囲における鋼板中に、内部酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ、およびＡｌ２Ｏ３の１種または２種以上の合計が面積率で１％以上含まれることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
- さらに、めっき層が質量％で、
Ｍｎ：０．００１〜２％、を含有し、鋼板のＳｉ含有率：Ｘ（質量％）、Ｍｎ含有率：Ｙ（質量％）及びＡｌ含有率：Ｚ（質量％）、並びにめっき層のＡｌ含有率：Ａ（質量％）及びＭｎ含有率：Ｂ（質量％）が、下記（１）式を満たすことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板。
３−（Ｘ＋Ｙ／１０＋Ｚ／３）−１２．５×（Ａ−Ｂ）≧０・・・（１） - さらに、めっき層が、質量％で、
Ｃａ：０．００１〜０．１％、
Ｍｇ：０．００１〜３％、
Ｓｉ：０．００１〜０．１％、
Ｍｏ：０．００１〜０．１％、
Ｗ：０．００１〜０．１％、
Ｚｒ：０．００１〜０．１％、
Ｃｓ：０．００１〜０．１％、
Ｒｂ：０．００１〜０．１％、
Ｋ ：０．００１〜０．１％、
Ａｇ：０．００１〜５％、
Ｎａ：０．００１〜０．０５％、
Ｃｄ：０．００１〜３％、
Ｃｕ：０．００１〜３％、
Ｎｉ：０．００１〜０．５％、
Ｃｏ：０．００１〜１％、
Ｌａ：０．００１〜０．１％、
Ｔｌ：０．００１〜８％、
Ｎｄ：０．００１〜０．１％、
Ｙ ：０．００１〜０．１％、
Ｉｎ：０．００１〜５％、
Ｂｅ：０．００１〜０．１％、
Ｃｒ：０．００１〜０．０５％、
Ｐｂ：０．００１〜１％、
Ｈｆ：０．００１〜０．１％、
Ｔｃ：０．００１〜０．１％、
Ｔｉ：０．００１〜０．１％、
Ｇｅ：０．００１〜５％、
Ｔａ：０．００１〜０．１％、
Ｂ ：０．００１〜０．１％、
の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板。 - 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成分からなる鋳造スラブを鋳造まま、あるいは、一旦冷却した後に再度加熱し、熱延後巻き取った熱延鋼板を酸洗後冷延し、その後（Ａｃ１＋１００）（℃）以上（Ａｃ３＋１００）（℃）以下で焼鈍した後に、０．１℃／秒以上の冷却速度で６５０〜８００℃の温度域に冷却し、引き続いて１〜１００℃／秒の冷却速度でＺｎめっき浴温度〜Ｚｎめっき浴温度＋１００（℃）まで冷却した後、３５０〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）の温度域で後続のめっき浴浸漬時間を含めて１〜３０００秒間保持し、Ｚｎめっき浴に浸漬して、その後室温まで冷却することを特徴とするバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- Ｚｎめっき浴に浸漬した後、更に、浴温〜（Ｚｎめっき浴温度＋１００）（℃）で１〜３００秒間保持を行い、室温まで冷却することを特徴とする請求項１２記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
- 鋳造スラブを１１５０〜１２５０℃に加熱し、１０００℃までの圧延率を５０％以上とし、仕上げ温度を８５０℃以上として熱延後、６５０℃以下で巻き取ることを特徴とする請求項１２又は１３記載のバーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
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