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
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Description
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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
○:10kN以上
△:8kN以上
×:8kN未満
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
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
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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