JP4119832B2 - プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法 - Google Patents

プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4119832B2
JP4119832B2 JP2003427167A JP2003427167A JP4119832B2 JP 4119832 B2 JP4119832 B2 JP 4119832B2 JP 2003427167 A JP2003427167 A JP 2003427167A JP 2003427167 A JP2003427167 A JP 2003427167A JP 4119832 B2 JP4119832 B2 JP 4119832B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
less
corrosion resistance
secondary workability
press formability
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003427167A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005187837A (ja
Inventor
良久 高田
修治 山本
武秀 瀬沼
靖人 後藤
輝明 伊崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2003427167A priority Critical patent/JP4119832B2/ja
Publication of JP2005187837A publication Critical patent/JP2005187837A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4119832B2 publication Critical patent/JP4119832B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

本発明は、自動車の燃料タンク用鋼板として優れたプレス成型性、耐食性および二次加工性を兼備する高強度の防錆鋼板およびその製造方法を提供することにある。具体的には、引張強度490MPa以上の高強度の燃料タンク用鋼板およびその製造方法を提供することにある。
自動車の燃料タンクは、車体のデザインに合わせて最後に設計されることが通常で、その形状は近年益々複雑になる傾向にある。また、燃料タンクは自動車の重要保安部品であるため、この燃料タンクに使用される材料には、極めて優れた深絞り特性が、更には成型後の衝撃による割れが無いことも要求される。これに加えて、孔あき腐食やフィルター目詰まりに繋がる腐食生成物の生成の無い材料で、しかも容易に安定して接合できる材料であることも重要である。
更に、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、自動車のクロスメンバーやサイドメンバー等の構造部材においては、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型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、プレス成型性と高強度性の両特性を満足する鋼板の開発が求められている。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、鋼中に含有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および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300〜450℃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含む鋼板であり、例えば、特開平1−230715号公報(特許文献1)や特開平2−217425号公報(特許文献2)等で開示されている。
しかしながら、燃料タンクには上記技術をそのまま用いることは出来ない。前述の通りに自動車燃料タンクは重要保安部品であるため、成形後の耐衝撃特性が要求される。この特性はプレス成形(1次成形)後の加工特性ということで二次加工性と呼ばれる。従来技術においては、燃料タンクに重要なこの二次加工性についての検討がなされておらず、そのまま燃料タンク用途に用いることが出来ない。この二次加工性が良好な鋼板を開示したものとして特開昭57−35662号公報(特許文献3)等があるが、強度270MPa級の軟鋼を母材とした検討であり、本発明のような高強度鋼板にはそのまま用いることが出来ない。
(特開平1−230715号公報) (特開平2−217425号公報) (特開昭57−35662号公報)
本発明は、従来技術の問題点に着目してなされたものであって、その目的は、引張強度490MPa以上の自動車の燃料タンク用鋼板として優れたプレス成型性、耐食性および二次加工性を兼備する高強度の防錆鋼板およびその製造方法を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成できる燃料タンク用鋼板およびその製造方法を提供するべく、めっき性および鋼板材質、製造方法と鋼板成分との関係について鋭意検討を行い、鋼板成分、組織およびめっき層の融点を適正範囲にすることで良好な特性が得られることに着目して本発明を完成させたものであり、その趣旨とするところは、
(1)質量%で、C:0.05〜0.20%、Si:0.5〜2.0%、Mn:0.3〜2.5%、Al:0.01〜2.0%、P:0.015%以下、S:0.010%以下を含み、SiとAlの関係が、0.6%≦Si+Al≦2.0%を満足し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、該鋼板の残留オーステナイトの体積率が2〜20%である鋼板の上に融点が450℃以下の溶融金属がめっきされていることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
(2)質量%でさらに、Bを0.002%以下含むことを特徴とする前記(1)記載のプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
(3)Zn、Sn、Pbの1種あるいは2種以上を含む融点が450℃以下の融点金属がめっきされていることを特徴とする前記(1)または(2)記載のプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
(4)前記(1)または(2)に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却して、その後Snを含み、Zn,Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきして、該鋼板の残留オーステナイトの体積率を2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
(5)前記(1)または(2)に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却を行わず、その後、Snを含み、Zn、Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきして、該鋼板の残留オーステナイトの体積率を2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
(6)前記(1)または(2)に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその温度範囲でSnを含み、それ以外にZn、Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきした後に、その温度域で1〜20分以下保持することにより該鋼板の残留オーステナイトの体積率が2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
(7)前記(4)〜(6)に記載の方法で製造した後に、更に0.3〜2.0%のスキンパス圧延を施すことを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法にある。
本発明で得られる溶融めっき鋼板はプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた引張強度490MPa以上の自動車燃料タンク用高強度鋼板であり、本発明により該鋼板が製造可能になる。
本発明における成分の限定理由は、プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板を提供するためであり、以下に詳細に説明する。
Cはプレス成型性を支配する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とする。Cが0.05%未満だと2%以上の残留オーステナイトを確保するのが困難である。また、C濃度が0.20%を超すことは残留オーステナイトが20%以上になると同時に溶接性を悪化させる。
Siは成形性を確保させると共に燃料タンクに必要な耐食性を具備させるのに重要な元素である。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濃化が促進されるため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とする。さらに、Siは燃料タンクの耐食性に重要な元素である。燃料タンクは蟻酸を含む劣化したガソリンでの耐食性が必要になるが、本発明者らが各鋼中元素の耐食性への影響を調査した結果、鋼中のSiが高強度でありながら耐食性を確保できることを見出した。本発明者らの調査による結果、Siの量が0.5%未満だとその効果が小さく、耐食性を有することが出来ない。一方、Si濃度を高くすると鋼板表面のSi系酸化物の影響により不めっきが生じやすくなる。そこで、Si量の上限は2.0%以下にする必要がある。
Alは脱酸材としても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、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。しかし、Siよりもフェライト形成能が強いため変態開始は早く、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が濃化され、化学的安定性が高まっているので、室温まで冷却後の金属組織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、高強度で良好なプレス成形性を得やすくなる。そのため、Alは脱酸のために0.01%以上添加し、さらに、残留オーステナイトを確保するためにはSiとAlの和が0.6%以上にする必要がある。一方、Al濃度が2.0%を超すとAlもSiと同様に不めっきを生じやすくなるので2.0%以下に、かつ、Siとの和も2.0%以下にする必要がある。
Mnはプレス成形性を支配する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する。0.3%未満の添加では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ほどに冷却速度を大きくする必要がある。一方、2.5%を超すとバンド組織が顕著になり特性を劣化させるし、燃料タンクに使われるスポット、シームあるいはレーザー溶接した際に溶接部内で破断しやすくなるので、2.5%以下にすることが必要になる。
Pは不純物として鋼中に不可避に含有される元素であるがSiやAlやNiと同じよう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。しかし、Pは粒界偏析元素であるので燃料タンクに必要な二時加工性を劣化させる。さらに、P濃度が高くなると燃料タンクに使われるスポット、シームあるいはレーザー溶接した際に溶接部内で破断しやすくなる。以上の観点から、P濃度は0.015%以下にする必要がある。十分な二次加工性を得るためにはP濃度を0.010%以下にすることが望ましい。
SもPと同様に鋼中に不可避に含有される元素である。SもPと同じく粒界偏析元素であるので、S濃度が高くなると燃料タンクに必要な二次加工性を劣化させる。さらに、MnSの析出が生じる結果延性を低下させると同時に燃料タンクに使われるスポット、シームあるいはレーザー溶接した際に溶接部内で破断しやすくなるので、本発明ではS濃度を0.010%以下とした。十分な二次加工性を得るためにはS濃度を0.010%以下にすることが望ましい。
Bは、粒界を強化し二次加工性をさらに向上させるために添加することが望ましい。ただし、Bは焼入れ性を向上させるためにマルテンサイト組織が得られやすくなる結果、成形性に重要な残留オーステナイトの量を減少させるので0.002%以下にすることが望ましい。更に、良好な成形性と二次加工性を両立するためには、0.0003〜0.0015%の範囲内にすることが望ましい。
本発明の鋼板は以上を基本成分とするが、これらの元素およびFe以外にCr,V,Ti,Nb,Ni,Cu,Sn,REM,Ca,Zr,Mgなど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り、これら元素を全体で0.2%以下含んでいても本発明の趣旨を何ら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製品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。金属組織に含まれ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、変態誘起塑性を呈するので良好な成形性が高強度で得られる。残留オーステナイトの体積率が2%未満でははっきりとした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、プレス成形した状態で多量のマルテンサイトが存在する可能性があり二次加工性や衝撃性において問題を生じることがあるので、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。望ましくは、成形性と二次加工性を両立するためには残留オーステナイト組織は3〜10%にすることが望ましい。本発明での組織は、その他、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトおよび炭化物を含むものである。
本発明の燃料タンク用溶融亜鉛めっき鋼板は上記成分、残留オーステナイトを有する鋼板の上に融点が450℃以下の溶融金属をめっきしたものとしている。本発明で目的とする鋼板は、化学的に安定化されたオーステナイトを室温状態で残留させ、変態誘起塑性により良好な成形性を有する母材にめっきを行うことで成形性、二次加工性に加え耐食性をも兼ね備えた鋼板である。残留オーステナイトを室温状態で安定化させるに、ベイナイト変態を利用することでC濃度の高いオーステナイト粒を残留させる。溶融金属の融点が450℃を超えた場合、350〜500℃でのベイナイト変態を終え一旦室温に冷却した後に溶融めっきを施すと再加熱のめっき処理により組織が変化する結果、良好な成形性と二次加工性を確保できなくなる。また、溶融めっき後に350〜500℃のベイナイト変態を施す場合には、溶融金属の蒸発または通板した場合のめっき鋼板の焼付けなどが生じるので、生産性およびめっき鋼板の外観が著しく阻害される。そのため、本発明においてはめっき時の溶融金属の融点の上限を450℃とした。
また、本発明の溶融めっきはZn,Sn,Pbの1種あるいは2種以上を含むものである。これらは燃料タンクでの耐食性の観点および成形性の観点から必要な元素である。Znは鋼板の腐食を防止する犠牲防食作用を有する。Sn,PbはZnのように犠牲防食作用は有さないものの燃料タンク用途に重要なガソリンに対する耐食性に非常に優れる。さらに、Zn,Sn,Pbは硬質な合金層を形成しないために母材の成形性を劣化させずに良好なプレス成型性を有する。本発明の溶融めっきは以上を基本とするが、更に、Al,Mn,Sb,Ca,Mgなどの微量元素が合計で、例えば0.5%以下含有されても本発明の趣旨を何ら損なうことはなく、場合によっては特性を向上させることもある。また、めっき層の上にNiやFe,Co,Cu,Sn,Znなどのめっきをさらに施すことや、クロメートや潤滑皮膜処理などの各種表面処理をすることも本発明の趣旨を何ら損なうことはなく、場合によっては特性を向上させることもある。
次に、本発明の燃料タンク用溶融めっき鋼板の製造方法について説明する。
本発明の高強度鋼板は、上記の様な成分組成の要件を満足する成分組成を満足する鋼の冷延鋼板あるいは熱延鋼板を以下のいずれかの方法により製造することで、プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造が容易となる。(1)700〜900℃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、さらに、その範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却し、その後に溶融めっきを行う。
(2)700〜900℃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、さらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に溶融めっきを行う。
(3)700〜900℃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、さらにその温度範囲で溶融めっきした後にその温度域で1〜20分以下保持する。
上記は700〜900℃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℃まで冷却するところまでは同じでその後の製造方法が異なる。
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Ac1 変態点以上Ac3 変態点以下の温度域に加熱が行われる。このときに加熱温度が700℃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わずかになるので、加熱温度の下限は700℃とすることが望ましい。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濃度が低下することから、加熱温度の上限は900℃とすることが望ましい。均熱時間としては、短すぎると未溶解炭化物が存在する可能性が高く、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になる可能性が高くなり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分の間とすることが望ましい。さらに望ましくは、750〜870℃の二相共存温度域で60秒から3分である。
均熱後は2〜200℃/sの冷却速度で350〜500℃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させることを目的とする。この時の冷却速度が2℃/秒以下では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うために残留オーステナイトが確保されないので望ましくない。また、冷却速度が200℃/秒を超えると冷却終点温度が幅方向、長手方向でずれが大きくなり均一な鋼板を製造することができなくなるので望ましくない。安定してパーライト変態を制御するためには、冷却速度は10〜150℃/sにするのが望ましい。
冷却後には、(1)350〜500℃の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却し、その後に溶融めっきを行う、(2)350〜500℃の範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に冷却することなく溶融めっきを行う。(3)350〜500℃の範囲の温度域で溶融めっきした後にさらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持する方法のいずれかを行うことが望ましい。以下に、それぞれについて説明する。
まず、(1)の方法について説明する。
350〜500℃の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却し、その後に溶融めっきを行うのは、以下の理由から望ましい。350〜500℃の温度域で1〜20分保持することで、ベイナイト変態を行わせ炭化物をほとんど含まないベイナイトと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の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。保持温度が350℃未満ではベイナイト変態が不十分であり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するので望ましくない。また、保持温度が500℃を超えるとベイナイト変態と共に炭化物の生成が生じる結果、残留オーステナイト量が減少しプレス成形性が悪化する。
保持時間が1分以下では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濃化も不充分なため冷却中にマルテンサイトが生成し成形性が劣化するので望ましくない。また、保持時間が10分を超えると未変態中のオーステナイトからCが溶出し炭化物を生成する結果、成形性が劣化するので望ましくない。さらに、成形性を安定的に確保するには、350〜450℃の範囲で3〜8分の保持が望ましい。
さらに、保持後の室温までの冷却速度については特に規定しないが、平均で2℃/秒以上とすると冷却時のベイナイト変態を抑制し残留オーステナイトの量が変化しないので望ましい。その後、450℃以下の溶融金属中に鋼板を浸漬させることで溶融めっきを行う。450℃を超えた温度で溶融めっきを行うと残留オーステナイトから炭化物が析出することによる材質劣化に加え、オーステナイトから固溶Cが溶解することで二次加工性に悪影響を及ぼすからである。また、めっき密着性をさらに向上させるために溶融めっき前にNiやFe,Co,Cu,Sn,Znなどの単独あるいは合金めっきを施してもよい。さらにはフラックスなどを使うことでめっき密着性を向上させても良い。
次に、(2)の方法について説明する。350〜500℃の範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に溶融めっきを行うのは以下の理由から望ましい。350〜500℃の温度域で1〜20分保持することで、ベイナイト変態を行わせ炭化物をほとんど含まないベイナイトと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の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。保持温度が350℃未満ではベイナイト変態が不十分であり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型性が悪化するので望ましくない。また、保持温度が500℃を超えるとベイナイト変態と共に炭化物の生成が生じる結果、残留オーステナイト量が減少しプレス成型性が悪化する。
保持時間が1分以下では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濃化も不充分なため冷却中にマルテンサイトが生成し成形性が劣化するので望ましくない。また、保持時間が10分を超えると未変態中のオーステナイトからCが溶出し炭化物を生成する結果、成形性が劣化するので望ましくない。ここで、成形性を安定的に確保するには、350〜450℃の範囲で3〜8分の保持が望ましい。
その後、室温までの冷却を行わずに350〜500℃の範囲内のままで450℃以下の溶融金属中に鋼板を浸漬させることで溶融めっきを行う。350℃以下での溶融めっきは、溶融金属の温度を減少させる可能性があることから工業的に望ましくはない。また、500℃以上での溶融めっきは、未変態のオーステナイトから炭化物が析出するため望ましくない。溶融めっき後の室温までの冷却速度については特に規定しないが、平均で2℃/秒以上とすると冷却時のベイナイト変態を抑制し残留オーステナイトの量が変化しないので望ましい。めっき密着性をさらに向上させるために700〜900℃に加熱する前にNiやFe,Co,Cu,Sn,Znなどの単独あるいは合金めっきを施してもよい。
最後に、(3)の方法について説明する。350〜500℃の範囲の温度域で溶融めっきした後にさらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持する方法は以下の理由から望ましい。350℃以下での溶融めっきは、溶融金属の温度を減少させる可能性があることから工業的に望ましくはない。また、500℃以上での溶融めっきは、未変態のオーステナイトから炭化物が析出するため望ましくない。その後350〜500℃の温度域で1〜20分保持することで、ベイナイト変態を行わせ炭化物をほとんど含まないベイナイトと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の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。
保持温度が350℃未満ではベイナイト変態が不十分であり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型性が悪化するので望ましくない。また、保持温度が500℃を超えるとベイナイト変態と共に炭化物の生成が生じる結果、残留オーステナイト量が減少しプレス成型性が悪化する。保持時間が1分以下では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濃化も不十分なため冷却中にマルテンサイトが生成し成形性が劣化するので望ましくない。
また、保持時間が10分を超えると未変態中のオーステナイトからCが溶出し炭化物を生成する結果、成形性が劣化するので望ましくない。ここで、成形性を安定的に確保するには、350〜450℃の範囲で3〜8分の保持が望ましい。さらに、保持後の室温までの冷却速度については特に規定しないが、平均で2℃/秒以上とすると冷却時のベイナイト変態を抑制し残留オーステナイトの量が変化しないので望ましい。めっき密着性をさらに向上させるために700〜900℃に加熱する前にNiやFe,Co,Cu,Sn,Znなどの単独あるいは合金めっきを施してもよい。
上記の方法で製造した後に、さらに、0.3〜2.0%のスキンパス圧延を施すことが望ましい。これは、成形性および二次加工性を更に改善するために望ましい。上記方法で製造した鋼板中に導入された転位が不十分なため、成形時にストレッチャーストレインと呼ばれる模様が生成したり、転位周辺に固溶しているCやNが固着する結果、降伏強度が若干高くなったり二次加工性が劣る可能性がある。これを改善するためには、0.3〜2.0%のスキンパス圧延を施すことが望ましい。0.3%未満のスキンパス圧延では上記効果を得ることが出来にくい。また、2.0%を超えるスキンパス圧延をすると、全伸びが低下し成形性が劣化する傾向である。
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、本発明の素材は通常の製鉄工程である精錬、鋳造、熱延、冷延工程を経て製造させるものを原則とするが、その一部あるいは全部を省略して製造しても問題はない。また、各条件についても問題とはしない。
(実施例1)
表1に示す鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、加熱温度1150〜1250℃、仕上げ温度850〜950℃、捲取温度600〜650℃で熱延を、冷延率約70%で冷延を行い、板厚1.0mmの冷延鋼帯を得た。ここで、NおよびOは30ppmとしている。これらを材料として、表2に示す条件で焼鈍を施した後にNiプレメッキを1g/m2 施した後に溶融めっきを行った。この試験では溶融めっきはSn−8%Zn合金とした。めっきの融点は約210℃である。また、調質圧延は溶融めっき後に0.6%行った。製造した鋼板は、下記に示す「引張試験」「残留オーステナイト測定試験」「二次加工性評価」「溶接試験」「外観評価」「めっき密着性」「耐食性」の試験を行った。また、めっき付着量は片面50g/m2 になるようにした。
Figure 0004119832
Figure 0004119832
(1)引張試験
JIS Z2241に従い、JIS5号試験片にて引張試験を行い、強度および全伸びを測定した。ここで、ゲージ厚さ50mm、引張速度10mm/minとした。
(2)残留オーステナイト測定試験
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測定した。
(3)二次加工性評価
油圧成形試験機により、ポンチ径40mmφ、ポンチ肩R5mm、ダイス径42.8mmφ、ダイス肩R5mmの金型を用いて、しわ押え力1000kgf、絞り比2.0にて成形したカップを冷却し、テーパー(角度37度)付きポンチにカップをのせ、1mの高さから5kgの錘を落下させた。その際に、脆性割れが生じた温度をもって評価した。
◎と○を合格、△と×を不合格とした。
◎:−20℃以下
○:−10℃以下
△: 0℃以下
×: 0℃を超える
(4)「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の溶接条件でナゲット径が5√t(t:板厚)になるようにスポット溶接を行い、スポット溶接部のせん断引張強度を求めた。○を合格、△と×を不合格とした。
○:10kN以上
△:8kN以上
×:8kN未満
(5)外観評価
めっき後の外観を下記の基準で目視判定した。○を合格とし、△および×を不合格とした。
○:異常なし △:微少な点状不めっき有り
×:不めっき有り
(6)めっき密着性
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。◎と○が合格、△と×は不合格とした。
テープテスト黒化度(%)
評価:◎ … 0〜10未満
評価:○ … 10〜20未満
評価:△ … 20〜30未満
評価:× … 30以上
(7)成型後耐食性評価
引張試験機に油圧式のビード付き金型を取り付け、板を油圧で押さえてビード引き抜きを行った。ビードは高さ5mm、半円形で、加圧力は100kgfである。こうしてビード引き抜きを行った試料をガラス製の容器に燃料とともに封入して耐食性を評価した。試験液はガソリン+蒸留水10%+蟻酸200ppm、期間は3ヶ月、温度は室温である。試験後の腐食状況を目視観察した。○を合格とし、△および×を不合格とした。
○:赤錆発生0.1%未満
△:赤錆発生0.1〜5%または白錆発生有り
×:赤錆発生5%超または白錆顕著
性能評価試験結果を表3に示す。本発明であるNo.1〜は残留オーステナイトが2〜20%で、強度490MPa以上でありながら強度×全伸びで20000を超え、高強度とプレス成型性の良好さを両立していると同時に、二次加工性、めっき性や溶接性も満足している。それに対し、No.10ではC濃度が低いため、No.11はC濃度が高いため、No.12はSi濃度が低いため、No.13はSi濃度が高いため、No.14、No.15はSiとAlのバランスが違うために、No.16はAl濃度が高いため、No.17はMn濃度が低いため、No.18はMn濃度が高いため、No.19はP濃度が高いため、No.20はS濃度が高いために、強度−延性バランス、二次加工性、めっき性、溶接性を全てが良好ではなく、望ましくない。また、本発明鋼であっても処理条件の一つに問題があると、No.2129のように強度−延性バランス、めっき性、溶接性を全てを満たしておらず、望ましくない。
Figure 0004119832
(実施例2) 表1のaに示す鋼を通常の転炉−真空脱ガス処理により溶製し、鋼片とした後、加熱温度1150〜1250℃、仕上げ温度850〜950℃、捲取温度600〜650℃で熱延を、冷延率約70%で冷延を行い、板厚1.0mmの冷延鋼帯を得た。ここで、NおよびOは30ppmとしている。これらを材料として、表2に示す条件1で焼鈍を施した後にNiプレメッキを1g/m2 施した後に溶融めっきを行った。この試験では溶融めっきを表4に示すようにめっきの融点を変化させるような条件で行った。また、調質圧延は溶融めっき後に0.6%行った。製造した鋼板は、下記に示す「引張試験」「残留オーステナイト測定試験」「二次加工性評価」「溶接試験」「外観評価」「めっき密着性」「耐食性」の試験を行った。評価基準は実施例1と同じである。また、めっき付着量は片面50g/m2 になるようにした。
性能評価試験結果を表4に示す。本発明であるNo.30〜34は残留オーステナイトが2〜20%で、強度490MPa以上でありながら強度×全伸びで20000を超え、高強度とプレス成型性の良好さを両立していると同時に、二次加工性、めっき性や溶接性も満足している。それに対し、No.3537では溶融めっきの融点が450℃を超えるために、強度−延性バランスおよび二次加工性が劣化する。
Figure 0004119832
本発明上の利用可能性は、自動車の燃料タンク用鋼板であり、燃料タンクの軽量化あるいは燃料タンク内に圧力がかかるような場合には、本発明で得られる高強度の燃料タンク用鋼板が非常に有望であり、産業上の寄与も大きい。

特許出願人 新日本製鐡株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊 他1

Claims (7)

  1. 質量%で、
    C:0.05〜0.20%、
    Si:0.5〜2.0%、
    Mn:0.3〜2.5%、
    Al:0.01〜2.0%、
    P:0.015%以下、
    S:0.010%以下
    を含み、SiとAlの関係が、 0.6%≦Si+Al≦2.0%を満足し、残部がFeおよび不可避不純物からなり、該鋼板の残留オーステナイトの体積率が2〜20%である鋼板の上に融点が450℃以下の溶融金属がめっきされていることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
  2. 質量%でさらに、Bを0.002%以下含むことを特徴とする請求項1記載のプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
  3. Zn,Sn,Pbの1種あるいは2種以上を含む融点が450℃以下の溶融金属がめっきされていることを特徴とする請求項1または2記載のプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板。
  4. 請求項1または2に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却して、その後Snを含み、Zn、Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきして、該鋼板の残留オーステナイトの体積率を2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
  5. 請求項1または2に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその範囲の温度域で1〜20分以下保持した後に室温まで冷却を行わず、その後、Snを含み、Zn,Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきして、該鋼板の残留オーステナイトの体積率を2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
  6. 請求項1または2に記載の成分組成を満足する冷間圧延あるいは熱間圧延した鋼板を700〜900℃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、さらにその温度範囲でSnを含み、それ以外にZn、Pbの1種あるいは2種を含む融点が450℃以下の溶融金属をめっきした後に、その温度域で1〜20分以下保持することにより該鋼板の残留オーステナイトの体積率が2〜20%とすることを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
  7. 請求項1〜6に記載の方法で製造した後に、更に0.3〜2.0% のスキンパス圧延を施すことを特徴とするプレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板の製造方法。
JP2003427167A 2003-12-24 2003-12-24 プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法 Expired - Fee Related JP4119832B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003427167A JP4119832B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003427167A JP4119832B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005187837A JP2005187837A (ja) 2005-07-14
JP4119832B2 true JP4119832B2 (ja) 2008-07-16

Family

ID=34786518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003427167A Expired - Fee Related JP4119832B2 (ja) 2003-12-24 2003-12-24 プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4119832B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4940813B2 (ja) * 2006-03-06 2012-05-30 Jfeスチール株式会社 TS×Elの値が21000MPa・%以上である溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
KR101008117B1 (ko) 2008-05-19 2011-01-13 주식회사 포스코 표면특성이 우수한 고가공용 고강도 박강판 및용융아연도금강판과 그 제조방법
KR101027250B1 (ko) 2008-05-20 2011-04-06 주식회사 포스코 고연성 및 내지연파괴 특성이 우수한 고강도 냉연강판,용융아연 도금강판 및 그 제조방법
JP5625442B2 (ja) * 2010-03-30 2014-11-19 Jfeスチール株式会社 耐遅れ破壊性に優れた引張強度1180MPa以上を有する高強度鋼板
CN102828127B (zh) * 2011-06-14 2014-12-31 鞍钢股份有限公司 一种耐蚀性好的热浸镀锡锌燃油箱高强钢板及其制造方法
JP6065884B2 (ja) * 2013-07-31 2017-01-25 Jfeスチール株式会社 切断端面の耐食性に優れた鋼板およびその製造方法
CN113025887B (zh) * 2021-02-07 2022-05-20 首钢集团有限公司 一种边部质量高的dh980钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005187837A (ja) 2005-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4523937B2 (ja) 高強度溶融亜鉛系めっき鋼板及びその製造方法
KR102296359B1 (ko) 열간 프레스 부재 및 그 제조 방법 그리고 열간 프레스용 냉연 강판 및 그 제조 방법
CA2731492C (en) Hot rolled dual phase steel sheet, and method of making the same
KR100697905B1 (ko) 스폿 용접성 및 재질안정성이 우수한 고강도 용융아연도금강판 및 그 제조방법
JP5079795B2 (ja) 低温靭性に優れたプレス加工用溶融めっき高強度鋼板およびその製造方法
US11939640B2 (en) Method for producing hot-rolled steel sheet, method for producing cold-rolled full-hard steel sheet, and method for producing heat-treated sheet
JP5574061B2 (ja) 低温靭性と耐食性に優れたプレス加工用溶融めっき高強度鋼板とその製造方法
CN111492075A (zh) 钢板、热浸镀锌钢板和合金化热浸镀锌钢板
CN115404406A (zh) 高强度镀锌钢板、高强度部件及它们的制造方法
JP6801819B2 (ja) 鋼板、部材およびこれらの製造方法
KR20110127283A (ko) 냉간압연 다상조직 스틸 제품의 제조를 위한 스틸 조성물
WO2019003448A1 (ja) 熱間プレス部材およびその製造方法ならびに熱間プレス用冷延鋼板
CN113490758B (zh) 热压部件、热压用冷轧钢板及其制造方法
KR20200118445A (ko) 고강도 열간 압연 또는 냉간 압연 및 어닐링된 강 및 그 제조 방법
JP4119832B2 (ja) プレス成型性、耐食性および二次加工性に優れた自動車燃料タンク用高強度鋼板およびその製造方法
JP3501748B2 (ja) 加工性に優れた高強度溶融メッキ鋼板とその製造方法
JP4150277B2 (ja) 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およびその製造方法
JP4947565B2 (ja) 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めっき鋼板の製造方法。
JP2024508018A (ja) 平鋼製品、その製造方法、およびそのような平鋼製品の使用
JP4580402B2 (ja) プレス加工用溶融めっき高強度鋼板及びその製造方法
JP4818710B2 (ja) 深絞り用高強度冷延鋼板、深絞り用高強度溶融めっき鋼板及びその製造方法
JP2001303229A (ja) プレス成形性およびメッキ密着性に優れた高強度合金化溶融亜鉛メッキ鋼板およびその製造方法
JP7315129B1 (ja) 熱間プレス部材および熱間プレス用鋼板
CN113544301B (zh) 钢板
WO2022202020A1 (ja) 鋼板及び溶接継手

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050915

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080321

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080422

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080425

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4119832

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110502

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120502

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130502

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140502

Year of fee payment: 6

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees